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自动控制系统的组成及功能实现之欧侯瑞魂创作

自动控制系统作为目前工业领域控制的核心，已经为大家所熟悉。

自动控制系统是指在无人直接介入下可使生产过程或其他过程定期

望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主

要手段，其组建了整个系统的大脑及神经网络。自动控制系统的组成

一般包含控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。

一、自动控制系统的分类

自动控制系统按控制原理主要分为开环控制系统和闭环控制系

统。

（一）开环控制系统

在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制

干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的

称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工

业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制

以及机械手和生产自动线。

（二）闭环控制系统

闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望

值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统

又称反馈控制系统。

自动控制系统按给定信号分类，可分为恒值控制系统、随动控制

系统和程序控制系统。

（三）恒值控制系统

给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系

统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自

动控制系统属于恒值系统。

（四）随动控制系统

给定值按未知时间函数变更，要求输出跟随给定值的变更。如跟

随卫星的雷达天线系统。

（五）程序控制系统

给定值按一定时间函数变更。如程控机床。在我们的工业领域中，

因控制的工艺流程复杂、生产数多、对产品质量控制严格，所以一般

控制系统均为闭环控制系统。

二、控制系统各部分的功能

（一）控制器

目前控制系统的控制器主要包含PLC、DCS、FCS等主控制系统。

在底层应用最多的就是PLC控制系统，一般大中型控制系统中要求分

散控制、集中管理的场合就会采取DCS控制系统，FCS系统主要应用

在大型系统中,它也是21世纪最具发展潜力的现场总线控制系统，与

PLC和DCS之间有着千丝万缕的联系。

控制器是现场自动化设备的核心控制器，现场合有设备的执行和

反馈、所有参数的收集和下达全部依赖于控制器的指令。

（二）被控对象

在自动控制系统中被控对象一般指控制设备或过程（工艺、流程

等）等。在自动控制系统中，广义的理解被控对象包含处理工艺、电

机、阀门等具体的设备；狭义的理解可以是各设备的输入、输出参数

等。

（三）执行机构

在自动控制系统中，执行机构主要是系统中的阀门执行器，根据

分歧的工艺及流程控制，控制器通过输出信号对执行机构进行控制，

执行机构发生动作之后信号反馈给控制器，控制器接收到反馈信号后

判断执行器完成了指定动作，一次控制完成。

（四）变送器

变送器是将现场设备传感器的非电量信号转换为0-10V或420mA

尺度电信号的一种设备。例如温度、压力、流量、液位、电导率等非

电量信号，经过变送器转换后才可以接到PLC等控制器接口，才干最

终介入整个系统的参数收集和控制。

不过近些年来，大家也习惯的将这些非电量的变送器统称为传感

器，对变送器不再专门进行划分。

三、自动控制系统的应用

污水处理厂工艺过程中要用到大量的阀门、泵、风机及吸、刮泥

机等机械设备，它们经常要根据一定的程序、时间和逻辑关系定时开、

停。例如，在采取氧化沟处理工艺的污水处理厂，氧化沟中的转刷要

根据时间、溶解氧浓度等条件定时启动或停止，在采取SBR工艺的污

水处理厂，曝气、搅拌、沉淀、滗水和排泥应依照预定的时间程序周

期运行；在采取活性污泥法的污水处理厂，初沉池的排泥，消化池的

进、排泥也要根据一定的时间顺序进行。另外，污水处理的工艺过程

同其他工艺过程类似，也要在一定的温度、压力、流量、液位、浓度

等工艺条件下进行。但是，由于种种原因，这些数值总会发生一些变

更，与工艺设定值发生偏差。为了坚持参数设定值，就必须对工艺过

程施加一个作用以消除这种偏差而使参数回到设定值上来。例如，消

化池内的污泥温度需要控制在一定的范围内，鼓风机的出口压力需要

控制在一个定值，曝气池内的溶解氧浓度要根据工艺要求控制在一定

的范围内等。

（一）自动控制系统的功能

污水处理厂的自动控制系统主要是对污水处理过程进行自动

控制和自动调节，使处

理后的水质指标达到预