化工仪表及其自动化课件.pptVIP

第一章自动控制系统基本概念;第一节化工自动化的主要内容;第三节工艺管道及控制流程图;第四节自动控制系统方块图;二闭环控制系统;三复合控制系统;1、定义：由于干扰或设定的作用，使系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。;第二章被控对象的数学模型;二、描述对象特性的方法;第二节描述对象特性的参数;4.对系统的影响;第三节对象数学模型的建立;（t-τ);二阶对象;第四节对象特性的实验测取;用阶跃响应曲线法来测取对象动态特性的原因：⑴阶跃响应曲线能直观、完全的描述被控对象的动态特性。⑵实验测试方法易于实现，只要使阀门开度作一突然改变即可（如流量），不需要特殊的信号发生器。⑶输出参数的变化过程可利用原来的仪表记录下来，测试工作量不大，数据处理也比较方便，所以广泛应用。;其缺点是：对象在阶跃信号作用下，从不稳定到稳定一般所需时间较长，在这段时间内对象不可避免的要受到许多其它干扰的影响，使测试精度受到限制；为提高精度就须加大输入作用幅值，这就意味着对正常生产的影响增加，工艺上往往是不允许的。

所以对于有些不允许长时间偏离正常操作条件的被控对象，及阶跃信号幅值受生产条件限制而影响对象的模型精度时，可用矩形脉冲信号作为对象的输入信号，其响应曲线为矩形脉冲响应曲线;y(t);B;（2）对象的时间常数T;（1）K可用式①求得

（2）T、τ的求法

方法一：过响应曲线的拐点P作曲线的切线，交时间轴于点B，交y(∞)于点A，A在时间轴的投影为C，则OB为对象的τ,BC为对象的T。

方法二：当拐点不易确定时，可取阶跃响应曲线最终稳态值的28%和63%所对应的时间为t1和t2，按下式计算τ与T：;当阶跃响应曲线开始时变化速度较慢，后来才等速上升，此时其数学模型可用有时滞的积分环节来近似，即:;5.确定有纯滞后，一阶和积分环节的参数;第三章检测仪表与传感器;第一节自动检测仪表的原理性组成;它的功能是将来自传感器的信号，以所需形式向观察者反映被测参数的数量变化。它的形式有：

（一）指示式仪表（二）记录式仪表（三）积算式仪表（四）信号式仪表（五）调节式仪表;（三）基本误差、允许误差和精度等级

1、仪表的基本误差：指在仪表制造厂保证的条件下，仪表的相对误差。;仪表的变差不应超过仪表的允许误差。;（七）反应时间：它反应了仪表动态特性的好坏。;二、弹性式压力计

弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。;3.压阻式压力传感器:是利用单晶硅的压阻效应而构成的。;第五节物位检测及仪表;四、核辐射物位计;三、热电偶温度计

热电偶温度计是基于热电效应原理来测量温度的。;(1)热电现象及测温原理;在热电偶回路中接入第三种导线对原产生的热电势数值并无影响，不过必须保证引入线两端的温度相同。;铜导线;四、热电阻温度计;工业上常用的铂热电阻有R0＝10Ω、R0＝100Ω它们的分度号分别为Pt10、Pt100。;DBW—Ⅱ主要由输入回路（测量桥路）和电压—电流转换器两部分组成。输入回路将热电偶产生的电势或热电阻的阻值转换成相应的电压信号，电压—电流转换器又将;1、热电偶温度测量

桥路;作用是：把热电阻的阻值变化转换成相应的毫伏电压信号，实现零点迁移并送出一个固定数值的电压来对仪表进行定值检查。;;第四章显示仪表;R动;三、XCZ—102型动圈式仪表;第一节自动电子电位差计;R2;项目;第五章自动控制仪表;△p(t)=Kpe(t);△P(t);三、比例作用及δ对系统过渡过程的影响

1、在扰动及设定值变化时有余差存在;第三节比例积分控制(PI)

一、积分控制规律

1.当控制器的输出变化量△p与输入偏差e的积分成比例时，就是积分控制规律。;3.积分控制作用总是滞后于偏差的存在，不能及时有效地克服扰动的影响，波动较大，难以使控制系统较快稳定下来，因而生产上都是将比例作用与积分作用组合成比例积分控制规律来使用。;e(t);四、积分饱和

此现象是具有积分作用的控制器的特殊问题（PI和PID控制器）。当某一极性的偏差持续存在时，控制器输出将会达到上、下限值，以后即使偏差减小，控制器的输出仍维持在极限值，控制阀仍处在全关或全开的极限位置，直到偏差改变极性，输出才发生变化，从而阀门开度也发生变化。这种由于积分作用而使输出长期处于极限值的现象称为积分饱和。;从公式可知，偏差变化的速度越大，则控制器的输出变化也越大，D作用越强，反之亦然;对于一个固定不变的偏差，不管其有多