化工仪表及自动化 化工、食品、制药、环境、轻工、生物等工艺类专业适用 教学课件 作者 林德杰 第1章 概 述.pptVIP

第1章　概　　述 1.1　自动控制系统的组成1.2　自动控制系统的分类1.3　自动控制系统的品质指标1.4　工艺管道及控制流程图1.5　化工自动化的发展概况 1.1　自动控制系统的组成 1.人工液位控制2.自动液位控制 图1-1　人工液位控制和自动液位控制a)人工液位控制　b)自动液位控制1—贮液槽　2—液位变送器　3—液位控制器　4—调节阀 图1-2　自动液位控制系统组成框图 1.2　自动控制系统的分类 1.2.1　按系统的结构特点分类1.2.2　按给定信号的特点分类 1.2.1　按系统的结构特点分类 1.反馈控制系统2.前馈控制系统3.前馈—反馈控制系统 1.反馈控制系统 图1-3　多回路反馈控制系统 2.前馈控制系统 图1-4　前馈控制系统 3.前馈—反馈控制系统 图1-5　前馈—反馈控制系统 1.2.2　按给定信号的特点分类 1.定值控制系统2.随动控制系统3.程序控制系统 1.3　自动控制系统的品质指标 1.3.1　静态与动态1.3.2　系统的品质指标 1.3.1　静态与动态 自动控制系统的输入信号有两种:一种是给定信号；另一种是扰动信号。 当输入恒定不变时，整个系统若能建立平衡，系统中各个环节将维持一种相对静止的状态，系统输出也不发生改变，这种状态称为静态。保持平衡时，输出与输入之间的关系为系统的静态特性。当输入发生变化，系统的平衡被破坏，则输出发生变化，这种状态称为动态。输入变化时，输出与输入之间的关系为系统的动态特性。特别的，当自控系统的输入发生变化后，输出随时间不断变化，输出随时间变化的过程被称为过渡过程。 1.3.2　系统的品质指标 1.系统单项指标2.系统综合指标 1.系统单项指标 (1)余差(静态偏差)(2)衰减比(3)最大偏差和超调量(4)过渡过程时间ts(5)峰值时间tp 图1-6　阶跃函数示例图 图1-7　自动控制系统在阶跃输入作用下过渡过程的四种形式a)非周期衰减过程　b)衰减振荡过程　c)等幅振荡过程　d)发散振荡过程 图1-8　阶跃作用下控制系统过渡过程响应曲线a)定值控制系统　b)随动控制系统 图1-9　发酵过程控制系统的过渡过程响应曲线 2.系统综合指标 1.4　工艺管道及控制流程图 1)根据生产工艺提出的监控条件绘制工艺控制流程图(Process　Control　Diagram,PCD)。2)配合系统专业绘制各管道仪表流程图(Piping　and　Instrument　Diagram,PID)。3)征集研究用户对PID及仪表设计规定的意见。4)编制仪表采购清单，配合采购部门开展仪表和材料的采购工作。5)编制仪表制造商的有关图样，按仪表制造商返回的技术文件，提交仪表接口条件，并开展有关设计工作。6)编(绘)制最终自控工程设计文件。 1.4.1　仪表功能标志 1.4.2　仪表位号1.4.3　仪表的图形符号及安装位置1.4.4　测量点与连接线的图形符号1.4.5　常见执行机构及控制阀体的图形符号1.4.6　常规仪表控制系统图形符号示例 表1-1　仪表的图形符号及安装位置 图1-10　测量点与连接线的图形符号示例 图1-11　带弹簧的薄膜执行机构的图形符号 图1-12　截止阀的图形符号 图1-13　液位控制系统工艺管道及控制流程图示例 1.5　化工自动化的发展概况 1.5.1　仪表化与局部自动化阶段1.5.2　综合自动化阶段1.5.3　全盘自动化阶段 图1-14　过渡过程曲线 图1-15　简单锅炉汽包水位控制示意图 图1-16　控制流程图