自動化控制裝置工作原理

① 自動控制原理

自動控制原理：是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。自動控制理論是研究自動控制共同規律的技術科學。它的發展初期，是以反饋理論為基礎的自動調節原理，主要用於工業控制。為了設計和製造飛機及船用自動駕駛儀、火炮定位系統、雷達跟蹤系統以及其他基於反饋原理的軍用設備。

自動控制原理內容：

其主要內容包括：自動控制系統的基本組成和結構、自動控制系統的性能指標、自動控制系統的類型（連續、離散、線性、非線性等）及特點、自動控制系統的分析（時域法、頻域法等）和設計方法等。通過本課程的學習，學生可以了解有關自動控制系統的運行機理、控制器參數對系統性能的影響以及自動控制系統的各種分析和設計方法等。

② 自動控制原理

自動控制原理是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機器、設備或生產過程（統稱被控對象）的某個工作狀態或參數（即被控制量）自動地按照預定的規律運行。

進一步促進並完善了自動控制理論的發展。到戰後，以形成完整的自動控制理論體系，這就是以傳遞函數為基礎的經典控制理論，它主要研究單輸入-單輸出，線形定常數系統的分析和設計問題。

自動控制系統：

為了實現各種復雜的控制任務，首先要將被控制對象和控制裝置按照一定的方式連接起來，組成一個有機的整體，這就是自動控制系統。

在自動控制系統中，被控對象的輸出量即被控量是要求嚴格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恆定值，例如溫度、壓力或飛行軌跡等；而控制裝置則是對被控對象施加控製作用的相關機構的總體，它可以採用不同的原理和方式對被控對象進行控制，但最基本的一種是基於反饋控制原理的反饋控制系統。

③ 自動控制系統主要由哪幾部分組成各組成部分有什麼功能

自動控制系統主要由：控制器，被控對象，執行機構和變送器四個環節組成。

控制器：可按照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、制動和反向的主令裝置。

被控對象：一般指被控制的設備或過程為對象，如反應器、精餾設備的控制，或傳熱過程、燃燒過程的控制等。從定量分析和設計角度，控制對象只是被控設備或過程中影響對象輸入、輸出參數的部分因素，並不是設備的全部。

執行機構：使用液體、氣體、電力或其它能源並通過電機、氣缸或其它裝置將其轉化成驅動作用。

變送器：作用是檢測工藝參數並將測量值以特定的信號形式傳送出去，以便進行顯示、調節。在自動檢測和調節系統中的作用是將各種工藝參數如溫度、壓力、流量、液位、成分等物理量變換成統一標准信號，再傳送到調節器和指示記錄儀中，進行調節、指示和記錄。

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系統分類

一、按控制原理的不同，自動控制系統分為開環控制系統和閉環控制系統。

1、開環控制系統

在開環控制系統中，系統輸出只受輸入的控制，控制精度和抑制干擾的特性都比較差。開環控制系統中，基於按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統；由順序控制裝置、檢測元件、執行機構和被控工業對象所組成。主要應用於機械、化工、物料裝卸運輸等過程的控制以及機械手和生產自動線。

2、閉環控制系統

閉環控制系統是建立在反饋原理基礎之上的，利用輸出量同期望值的偏差對系統進行控制，可獲得比較好的控制性能。閉環控制系統又稱反饋控制系統。

二、按給定信號分類，自動控制系統可分為恆值控制系統、隨動控制系統和程序控制系統。

1、恆值控制系統

給定值不變，要求系統輸出量以一定的精度接近給定希望值的系統。如生產過程中的溫度、壓力、流量、液位高度、電動機轉速等自動控制系統屬於恆值系統。

2、隨動控制系統

給定值按未知時間函數變化，要求輸出跟隨給定值的變化。如跟隨衛星的雷達天線系統。

3、程序控制系統

給定值按一定時間函數變化。如程式控制機床。

④ 求水位自動控制裝置的原理圖

水位自動控制裝置（液位自動控制）的原理圖如下：

工作過程：

假定由於某一因素使得疏水生成量突然增大，那麼系統原有的平衡被破壞，加熱器內水位上升，相應地信號筒內水位也上升，使得槽孔處汽體的通流面積減小，調節管路內汽相流量減小，液相流量增大，導致調節閥喉部汽相通流面積減小，疏水有效通流面積增大，從而疏水排出量不斷增大，最後在新的水位高度上建立平衡，反之亦然。控制系統的調節過程可分為減壓、抽吸、控制3個不同環節。

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1、減壓環節：

疏水從加熱器排出經疏水管路進人調節閥，在收縮段內加速，壓力降低到喉部混合點壓力的過程，稱為減壓環節。減壓環節的計算任務是根據控制環節的疏水流量分配，確定出喉部混合點的壓力。在其它條件不變的情況下，減小節流閥開度，能降低混合點處的壓力。

2、抽吸環節：

根據信號筒感受到的加熱器內水位訊號，調節汽體和一部分疏水按一定比例混合，經調節管路到達調節閥喉部混合點的過程，稱為抽吸環節。抽吸環節是根據減壓環節獲得的壓力降，求出調節管路內的汽液兩相流量。

3、控制環節：

兩股流體在調節閥喉部相互作用後混合，壓力迅速降低，而後在擴張段內充分迴流，壓力有所升高的過程，稱為控制環節。控制環節是確定疏水流量在調節閥前疏水管路及調節管路內的分配比例，以滿足系統管路內的壓力平衡。

由於兩股流體的相互作用發生在調節閥喉部處很短的距離內，且汽液兩相間存在著極其復雜的傳熱傳質過程，液體內蒸時由於相間熱阻的存在，汽液兩相間達到熱平衡需要一定的時間。汽化速率的大小與閃蒸時液體的過熱度、傳熱系數、傳熱面積及流型都有關系，在計算時必須做一些簡化處理。