模块一化工自动化概述《化工仪表及自动化》
一自动控制系统的组成二自动控制系统的过渡过程目录
学习目标1.了解和掌握化工自动化系统的主要内容。2.了解自动控制系统方块图。3.了解和掌握自动控制系统的过渡过程。
一自动控制系统的组成
（一）化工自动化系统的主要内容利用各种检测仪表对生产过程主要工艺参数进行测量、指示或记录的系统，称为自动检测系统。它可以代替操作人员对工艺参数的不断观察与记录，其作用相当于人的眼睛。1.自动检测系统
（一）化工自动化系统的主要内容由于化工生产高度危险，且生产工艺日益复杂，完全靠操作人员来避免和处理事故越来越困难，为此，需要对生产过程的部分关键参数设置自动信号联锁装置。当工艺参数超过了允许范围，在事故即将发生以前，信号系统就自动地发出声光信号，告诫操作人员注意，并及时采取措施，防止事故的发生和扩大。它是生产过程中的一种安全装置。2.自动信号与联锁保护系统
（一）化工自动化系统的主要内容自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。自动操纵系统可以代替人工自动地按照一定的时间程序完成相关操作，可以极大地减轻操作人员的重复性体力劳动。自动操纵系统在间歇式生产过程中运用较多。自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤，将生产过程自动地投入运行或自动停车。3.自动操纵及自动开停车系统
（一）化工自动化系统的主要内容自动控制系统能自动地排除各种干扰因素对工艺参数的影响，使它们始终保持在预先规定的数值上，保证生产维持在正常或最佳的工艺操作状态。自动控制系统是自动化生产中的核心部分。4.自动控制系统
（二）自动控制系统的分类定值控制系统随动控制系统程序控制系统
所谓“定值”就是固定给定值的简称。工艺生产中，如果要求控制系统的作用是使被控制的工艺参数保持在一个生产指标上不变，或者说要求被控变量的给定值不变，那么就需要采用定值控制系统。控制的目的是使为了使各参数维持不变。（二）自动控制系统的分类1.定值控制系统流量控制系统
随动控制系统也叫自动跟踪系统。特点：给定值不断地变化，而且这种变化不是预先规定好了的。随动系统的目的就是使所控制的工艺参数准确而快速地跟随给定值的变化而变化。串级控制系统中的副回路就是一个随动控制系统。（二）自动控制系统的分类2.随动控制系统
程序控制系统也叫顺序控制系统。特点：给定值也是变化的，但它的变化是由预先设定的程序决定的。微型计算机在过程控制领域的广泛应用，使程序控制系统得到了越来越多的应用。（二）自动控制系统的分类3.程序控制系统
自动化装置一般也包含了相应的三个部分，分别用来模拟人的操作。（三）自动控制系统的组成液位自动控制
它的功能是测量液位并将液位的高低转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）。（三）自动控制系统的组成1.测量元件与变送器
它接受变送器送来的信号，与工艺需要保持的液位高度相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。（三）自动控制系统的组成2.自动控制器
通常是各种控制阀，它与普通阀门的功能一样，只不过它能自动地根据控制器送来的信号来改变阀门的开启度。（三）自动控制系统的组成3.执行器
每个方块表示系统的一个组成部分，称为“环节”。两个方块之间用一条带有箭头的线条表示信号的传输方向，箭头指向方块表示这个环节的输入，箭头离开方块表示这个环节的输出。线旁的字母表示信号的名称或代码。（三）自动控制系统的组成4.自动控制系统的方块图自动控制系统方块图
自动控制系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，与给定值进行比较。这种把系统（或环节）的输出信号直接或经过一些环节重新返回到输入端的做法叫做反馈。（三）自动控制系统的组成5.自动控制系统的反馈
二自动控制系统的过渡过程
（一）控制系统的动态和静态如果系统的被控变量在输入变量的作用下随时间而变化，系统处于一种不平衡状态。当一个控制系统的输入信号恒定不变时，整个系统处于一种相对平衡的状态，系统的被控变量也保持不变，这种被控变量不随时间变化的平衡状态。动态静态
（二）控制系统的干扰和阶跃干扰控制系统受干扰的作用而发生动态变化，其变化规律与干扰的形式至关重要。控制系统面临的干扰没有固定的形式，多半具有随机性质。阶跃干扰作用
（三）过渡过程的基本形式不同的控制系统有不同的阶跃响应曲线，其基本形式如图所示。阶跃干扰作用
（四）自动控制系统的品质指标1.最大偏差或超调量最大偏差是指在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大幅度。过渡过程品质指标示意图
（四）自动控制系统的品质指标2.衰减比衰减比是前后两个相邻峰值的比，一般用n表示。在图中衰减比为n=B∶B。衰减比反映了系统过渡