化工仪表及自动化第一章自动控制系统基本概念.ppt

自动控制系统希望的结果 最大偏差（超调量）？ 衰减比？ 余差？ 过渡时间？ 振荡周期？ 答：越小越好 n＝1等幅振荡 n＜1发散振荡 n＞1衰减振荡 不振荡 为了保持有足够的稳定程度，衰减比一般取为4：1至10：1；这种过渡过程不是最优的结果，但操作人员容易掌握，一般也是操作人员所希望的过程 不振荡：不便于操作人员掌握。 答：越小越好 答：越小越好 答：短好 30 第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标 31 某换热器的温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间（给定值为200℃）。 举例 图1-11 温度控制系统过渡过程曲线 第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标 解 最大偏差A＝230-200＝30℃　余差C＝205-200＝５℃ 由图上可以看出，第一个波峰值B＝230-205＝25℃， 第二个波峰值B′＝210－205＝5℃， 故衰减比应为B:B′＝25:5＝5:1。 振荡周期为同向两波峰之间的时间间隔， 故周期T＝20-5＝15（min） 32 第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标 分析 过渡时间与规定的被控变量限制范围大小有关，假定被控变量进入额定值的±2％，就可以认为过渡过程已经结束，那么限制范围为200×（±2％）＝±4℃，这时，可在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±４℃画一区域，上图中以画有阴影线的区域表示，只要被控变量进入这一区域且不再越出，过滤过程就可以认为已经结束。因此，从图上可以看出，过渡时间为22min。 33 第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标 四、影响控制系统过渡过程品质的主要因素 34 一个自动控制系统可以概括成两大部分，即工艺过程部分（被控对象）和自动化装置部分。前者指与该自动控制系统有关的部分。后者指为实现自动控制所必需的自动化仪表设备，通常包括测量与变送装置、控制器和执行器等三部分。 第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标 对于一个自动控制系统，过渡过程品质的好坏，在很大程度上决定于对象的性质。例如在前所述的温度控制系统中，属于对象性质的主要因素有：换热器的负荷大小，换热器的结构、尺寸、材质等，换热器内的换热情况、散热情况及结垢程度等。不同自动化系统要具体分析。 35 影响过渡过程的主要因素? 固定因素： 对象特性 测量仪表特性 执行器特性 补偿因素：控制器特性——这是自动控制的主要研究内容 36 第五节 工艺管道及控制流程图 工艺流程和控制方案的确定后， 根据工艺设计给出的流程图， 按其流程顺序标注出相应的测量点、控制点、控制系统及自动信号与联锁保护系统等， 便成了工艺管道及控制流程图 （PID图）。 37 第五节 工艺管道及控制流程图 38 图1-12脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图举例 右图是乙烯生产过程中脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图 举例 第五节 工艺管道及控制流程图 一、图形符号 1. 测试点（包括检出元件、取样点） 39 检试点是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，一般无特定的图形符号，如下图所示。必要时，检测元件也可以用象形或图形符号表示。 图1-13 测试点的一般表示方法 第五节 工艺管道及控制流程图 2. 连接线 40 通用的仪表信号线均以细实线表示。连接线表示交叉及相接时，采用下图的形式。必要时也可用加箭头的方式表示信号的方向。在需要时，信号线也可按气信号、电信号、导压毛细管等采用不同的表示方式以示区别。 图1-14 联系线的表示法 第五节 工艺管道及控制流程图 3. 仪表（包括检测、显示、控制）的图形符号 仪表的图形符号是一个细实线圆圈，直径约10mm，对于不同的仪表安装位置的图形符号如下表所示。 41 第五节 工艺管道及控制流程图 42 序号 安装位置 图形符号 备注 序号 安装位置 图形符号 备注 1 就地安装仪表 嵌在管道中 4 集中仪表盘后安装仪表 2 集中仪表盘面安装仪表 5 就地仪表盘面安装仪表 3 就地仪表盘面安装仪表 表1-1 仪表安装位置的图形符号表示 第五节 工艺管道及控制流程图 43 对于处理两个或两个以上被测变量，具有相同或不同功能的复式仪表时，可用两个相切的圆或分别用细实线圆与细虚线圆相切表示（测量点在图纸上距离较远或不在同一图纸上），如下图所示。 图1-15 复式仪表的表示法 第五节 工艺管道及控制流程图 二、字母代号 在控制流程图中，用来表示仪表的小圆圈的上半圆内，一般写有两位（或两位以上）字母，第一位字母表示被测变量，后继字母表示仪表的功能，