自动控制系统的基本概念PPT资料.ppt
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液位自动控制系统示意图液位自动控制系统示意图自自动动控控制制系系统统是是自自动动化化生生产产的的核核心心部部分分,只只有有自自动动控控制制系系统统才才能能自自动动地地排排除除各各种种干干扰扰因因素素对对工工艺艺参参数数的的影影响响,使使它它们们始始终终保保持持在在预预先先规规定定的的数数值值上上,保保证证生生产产维维持持在在正正常常或或最最佳佳的的工艺操作状态工艺操作状态.自自动动控控制制:
是是指指在在没没有有人人直直接接参参与与的的情情况况下下,利利用用外外加加的的设设备备或或装装置置(称称控控制制装装置置或或控控制制器器),使使机机器器、设设备备或或生生产产过过程程(统统称称被被控控对对象象)的的某某个个工工作作状状态态或或参参数数(即即被被控控量)自动地按照预定的规律(给定值)运行。
量)自动地按照预定的规律(给定值)运行。
系系统统:
是是指指按按照照某某些些规规律律结结合合在在一一起起的的物物体体(元元部部件件)的的组合,它们相互作用、相互依存,并能完成一定的任务。
组合,它们相互作用、相互依存,并能完成一定的任务。
自自动动控控制制系系统统:
能能够够实实现现自自动动控控制制的的系系统统就就可可称称为为自自动动控控制系统,一般由控制装置和被控对象组成。
制系统,一般由控制装置和被控对象组成。
第二节第二节自动控制系统的组成自动控制系统的组成自动控制系统是在人工调节的基础上产生和发展起来的,自动控制系统是在人工调节的基础上产生和发展起来的,其主要装置包括其主要装置包括测量元件与变送器、自动控制器、执行器测量元件与变送器、自动控制器、执行器,分,分别代替了人的眼、脑、手三个器官。
别代替了人的眼、脑、手三个器官。
控制器控制器变送器变送器执行器执行器检测检测运算(思考)、运算(思考)、命令命令执行执行人工操作人工操作液位控制系统液位控制系统温度控制系统温度控制系统自动控制系统自动控制系统测量元件及变送器测量元件及变送器测量出被测参数的大小并将它转化为一种特定、统一的信号输出。
测量出被测参数的大小并将它转化为一种特定、统一的信号输出。
自动控制器自动控制器将设定值与测量信号进行比较,求出它们之间的偏差将设定值与测量信号进行比较,求出它们之间的偏差,然后按照然后按照预先选定的控制规律进行计算并将计算结果作为控制信号送给执行预先选定的控制规律进行计算并将计算结果作为控制信号送给执行装置装置.执行器执行器作作用用是是接接受受控控制制器器的的控控制制信信号号,直直接接推推动动被被控控对对象象,使使被控变量发生变化被控变量发生变化执行器执行器控制器控制器变送器变送器第三节第三节自动控制系统的表示方法自动控制系统的表示方法方块图表示方式方块图表示方式流程图表示方式流程图表示方式控制器控制器操纵变量操纵变量被控变量被控变量测量元件测量元件变送器变送器控制阀控制阀对象对象给定值给定值x偏差偏差e控制器输出控制器输出pqy测量值测量值z_干扰作用干扰作用f方框、信号线、比较点、引出点方框、信号线、比较点、引出点方框、信号线、比较点、引出点方框、信号线、比较点、引出点组成组成组成组成控制系统或系统中每个环节的功能和信号流控制系统或系统中每个环节的功能和信号流控制系统或系统中每个环节的功能和信号流控制系统或系统中每个环节的功能和信号流向的图解表示向的图解表示向的图解表示向的图解表示.带有输入输出信号的方框带有输入输出信号的方框比较点比较点分支点分支点方块图表示方式方块图表示方式被控对象被控对象自自动动控控制制系系统统中中,工工艺艺参参数数需需要要控控制制的的生生产产过过程程、设设备备或机器等。
或机器等。
被控变量被控变量被控对象内要求保持设定值的工艺参数。
被控对象内要求保持设定值的工艺参数。
控制器操纵变量被控变量测量元件变送器控制阀对象给定值x偏差e控制器输出pqy测量值z_干扰作用f操纵变量操纵变量受受控控制制器器操操纵纵的的,用用以以克克服服干干扰扰的的影影响响,使使被被控控变变量保持设定值的物料量或能量。
量保持设定值的物料量或能量。
干扰量干扰量除除操操纵纵变变量量以以外外,作作用用于于被被控控对对象象并并引引起起被被控控变变量量变变化的因数。
化的因数。
控制器操纵变量被控变量测量元件变送器控制阀对象给定值x偏差e控制器输出pqy测量值z_干扰作用f给定值给定值被控变量的设定值。
被控变量的设定值。
偏差偏差被控变量的给定值与实际值之差。
被控变量的给定值与实际值之差。
控制器控制器操纵变量操纵变量被控变量被控变量测量元件测量元件变送器变送器控制阀控制阀对象对象给定值给定值x偏差偏差e控制器输出控制器输出pqy测量值测量值z_干扰作用干扰作用f输入信号输入信号由外部加到系统中的变量,它不受系统中其他变量的影响和控制由外部加到系统中的变量,它不受系统中其他变量的影响和控制。
输出信号输出信号由系统或元件产生的变量,其中最受关注的输出信号又称为被控变由系统或元件产生的变量,其中最受关注的输出信号又称为被控变量量。
控制器控制器操纵变量操纵变量被控变量被控变量测量元件测量元件变送器变送器控制阀控制阀对象对象给定值给定值x偏差偏差e控制器输出控制器输出pqy测量值测量值z_干扰作用干扰作用f输入信号的响应输入信号的响应由由某某一一个个输输入入信信号号产产生生的的输输出出信信号号又又称称为为该该输输入入信信号的响应。
号的响应。
反馈信号反馈信号是是被被控控变变量量经经传传感感器器等等元元件件变变换换并并返返回回到到输输入入端端的的信信号,一般与被控变量成正比。
号,一般与被控变量成正比。
绘制方框图注意事项绘制方框图注意事项方框图中每一个方框都代表一个具体的装置。
方框图中每一个方框都代表一个具体的装置。
方框之间的连接线,只是代表方框之间的信号联方框之间的连接线,只是代表方框之间的信号联方框之间的连接线,只是代表方框之间的信号联方框之间的连接线,只是代表方框之间的信号联系,并不代表物料联系。
系,并不代表物料联系。
箭头也只是代表信号作用的方向,与工艺流程图箭头也只是代表信号作用的方向,与工艺流程图箭头也只是代表信号作用的方向,与工艺流程图箭头也只是代表信号作用的方向,与工艺流程图上的物料线是不同的。
上的物料线是不同的。
各个组成部分在信号传递关系上都形成一个闭合各个组成部分在信号传递关系上都形成一个闭合各个组成部分在信号传递关系上都形成一个闭合各个组成部分在信号传递关系上都形成一个闭合环路。
环路。
指出此控制系统中被控对象、被控变量和操纵变量。
试画出此自动控制系统的方框图。
控制器控制器操纵变量操纵变量被控变量被控变量温度测量温度测量变送器变送器控制阀控制阀加热器加热器给定值给定值x偏差偏差e控制器输出控制器输出pqT测量值测量值z_干扰作用干扰作用f指出此控制系统中被控对象、被控变量和操纵变量。
试分析出水量突然增大时,该系统如何实现水位控制?
反馈反馈反馈反馈负反馈负反馈负反馈负反馈正反馈正反馈正反馈正反馈通过测量变送装置将被控变量的测量值送回到系统的通过测量变送装置将被控变量的测量值送回到系统的输入端。
输入端。
反馈反馈自动控制系统是具有被测变量负反馈的闭环系统。
他自动控制系统是具有被测变量负反馈的闭环系统。
他与自动检测、自动操作等开环系统比较,最本质的区别,与自动检测、自动操作等开环系统比较,最本质的区别,就在于自动控制系统有负反馈。
就在于自动控制系统有负反馈。
控制器控制器操纵变量操纵变量被控变量被控变量测量元件测量元件变送器变送器控制阀控制阀对象对象给定值给定值x偏差偏差e控制器输出控制器输出pqy测量值测量值z_干扰作用干扰作用f流程图表示方式流程图表示方式测量点测量点测量点测量点包括检出元件、取样点。
是包括检出元件、取样点。
是由工艺设备轮廓线或工艺管线引由工艺设备轮廓线或工艺管线引到仪表圆圈的连接线的起点。
到仪表圆圈的连接线的起点。
包括测量点、连接线、仪表包括测量点、连接线、仪表的图形符号和字母代号。
的图形符号和字母代号。
通通用用的的仪仪表表信信号号线线和和能能源源线线的的符符号号是是细细实实线线。
连连接接线线表表示示相相连连及及交交叉叉时时,可可采采用用图图(aa)(bb)形形式式。
在在复复杂杂系系统统中中,当当有有必必要要表表明明信信息息流流动动方方向时,应在信号线符号上加箭头向时,应在信号线符号上加箭头,如图如图(c)(c)所示。
所示。
(a)(b)(c)连接线连接线仪表的图形符号仪表的图形符号仪表的图形符号是一个细实线圆圈,直径约仪表的图形符号是一个细实线圆圈,直径约10mm。
序号序号安装位置安装位置图形符号图形符号备注备注序号序号安装位置安装位置图形符号图形符号备注备注1就地安装仪表就地安装仪表4集中仪表盘后集中仪表盘后安装仪表安装仪表嵌在嵌在管道管道中中2集中仪表盘面集中仪表盘面安装仪表安装仪表5就地仪表盘后就地仪表盘后安装仪表安装仪表3就地仪表盘面就地仪表盘面安装仪表安装仪表仪表安装位置的图形符号表示仪表安装位置的图形符号表示字母代号字母代号字字母母第一位字母第一位字母后继后继字母字母字字母母第一位字母第一位字母后继后继字母字母被测变量被测变量修饰词修饰词功能功能被测变量被测变量修饰词修饰词功能功能A分析分析报警报警P压力压力C电导率电导率控制控制Q数量数量积分积分累积累积D密度密度差差R放射性放射性记录记录E电压电压S速度速度安全安全开关开关F流量流量比比T温度温度传送传送I电流电流指示指示V粘度粘度阀阀K时间时间W力力L物位物位YM水分水分Z位置位置执行机构执行机构用用来来表表示
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