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第二篇 工业过程控制 工业过程控制是为达到规定目的，用自动化装置对影响生产过程的变量进行自动控制和信息处理，使生产自动地、最佳地进行 。 内容：基本 知识、被控对象的特性、变送器、 执行器、调节规律、简单控制系统、 复杂控制系统、典型控制系统 第一章 自动控制系统基础知识第一节 概 述 一、自动控制系统的组成 被控过程(又称控制对象)：指控制系统中接受控制的生产工艺过程(包括工艺设备和介质)； 调节器：控制系统核心。测量元件及变送器的作用是测量被控变量并将它转换为一种标准信号(电信号或气信号)。在控制流程图中，测量元件及变送器可用 符号表示，也可用字母代号表示 (例如 表示液位变送器)。 测量元件及变送器 常见被控变量的字母代号为：流量(F)、液位(L)、压力(P)、温度(T)、成分量(A)等。相应的测量变送器可表示为：流量变送器(FT)、成分变送器(AT)、温度变送器(TT)等等； 调节器 调节器 ：接受变送器和设定值发生器(产生参比信号的装置)送来的信号，通过比较得出偏差信号，并按一定的运算规律发出控制指令信号给执行器 。 调节器可用字母代号 表示，或在小圆圈内写有两位以上字母，以进一步说明其功能。例如，表示 液位调节器，表示 流量调节器，表示 温度调节器等。 执行器 可根据调节器送来的信号，自动地改变阀门的开度，从而改变输送给控制对象的能量或物料量。在控制流程图中，执行器可用符号表示 。 除此之外，在控制流程图中常见的仪表功能代号还有： R —记录，I—指示，Y —计算，K —操作器等。另外，还常见以S.P.表示“设定点”，以H.S.表示“高选”，以L.S.表示“低选’等。 二、自动控制系统方框图 1.方框及方框连接 表示方法： 方框：系统中的一个组成环节。 箭头的连线：信号的相互联系和传递方向，并不代表方框之间的物料联系。若箭头指向方框，则表示为作用于该环节的输入信号，箭头离开方框则表示为该环节的输出信号。按箭头方向，方框图中的每一个方框受前一个方框的影响，而又对后面的方框施加影响。 1.方框及方框连接 基本原则是按实际系统各组成环节之间的信号传递顺序，用带箭头的线将各方框连接起来。一般在连接线上，常用某个字母来表示方框间相互作用的信号。 字母u代表控制信号，它作为调节器的输出信号，也是作用于执行器的输入信号。 2. 加减与分支 当几个信号相加减时，在方框图中用一个“小圆圈”来表示加减器，各信号用带箭头的线与“小圆圈”连接。箭头指向“小圆圈”的信号即为需要进行相加减的信号，箭头离开“小圆圈”的信号则为加减后的输出信号。是相加、还是相减，用箭头旁的加减符号表示(加号可省略)，如图2-l-2(b)表示W=X+Y-Z。 被控变量c :被控过程(控制对象)的输出。液位H是该生产过程需要控制的工艺变量为被控变量。 干扰作用f：非控制系统作用而引起被控变量变化的外来因素（或干扰量）；是作用于控制对象的输入信号。 影响被控变量变化的因素来自进料流量Q1的改变。 操纵变量m：受执行器直控制的工艺变量。在方框中是执行器的输入信号，也是被控制过程的输入信号。出料流量Q2的改变是由于执行器的动作所致。 比较机构一般设置在调节器的内部，为了分析控制系统的特性，常将其单独画出。参比信号（r）可由设定值发生器给出，或由该系统外部的其他装置输入。 控制系统的工作过程是液位测量变送器将被测液位转换成测量信号（z），该测量信号送至调节器，先与设定的参比信号(r)进行比较得出偏差信号(e)，然后按偏差的大小与方向，以一定的运算规律进行运算，并发出控制信号(u)给执行器，从而改变出料阀门的开度,改变出料流量Q2，以达到控制液位的目的。 自动控制系统方块图的代表符号 自动控制系统方块图 [例]如所示为一蒸汽加热器温度控制系统。(1)指出该系统中的被控变量、操纵变量、被控对象各是什么? (2)该系统可能的干扰有哪些? (3)该系统的控制通道是指什么? (4)试画出该系统的方块图。 (1)该系统的被控对象是蒸汽加热器，被控变量是被加热物料的出口温度，操纵变量是加热蒸汽的流量。 (2)该系统可能的干扰有加热蒸汽压力；冷物料的流量及温度；加热器内的传热状况(例结垢状况)；环境温度变化等。 (3)该系统的控制通道是指由加热蒸汽流量变化到热物料的温度变化的通道。(4)方块图 三、自动控制系统分类 工业自动化系统分类 自动检测系统 自动控制系统 自动信号报警和联锁保护系统 自动操作系统 二、自动控制系统的分类 1按控制系统的基本结构形式分 开环控制系统 ：把控制