第1章概述(化工仪表及自动化林德杰)

1、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

2、-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

3、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(ProcessControlDiagram,PC

4、D)。2)配合系统专业绘制各管道仪表流程图(PipingandInstrumentDiagram,P&ID)。3)征集研究用户对P&ID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