① 自动化控制系统 是怎么定义的
自动控制系统(automatic control systems)是实现自动化的主要手段,简称自控系统,是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。
一、自控系统的构成:
自动控制系统主要由:控制器,被控对象,执行机构和变送器四个环节组成。
二、自控系统的分类:
1、按控制原理的不同,自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
1)、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。
2)、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。
2、按给定信号分类,自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
1)、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。
2)、随动控制系统
给定值按未知时间函数变化,要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。
3)、程序控制系统
给定值按一定时间函数变化。如程控机床。
三、自控系统的应用:
自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。
在工业方面,对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量,包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等,都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统,以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。
在军事技术方面,自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面,除了各种形式的控制系统外,应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。
此外,在办公室自动化、图书管理 、交通 管 理乃至日常家务方面,自动控制技术也都有着实际的应用。随着控制理论和控制技术的发展,自动控制系统的应用领域还在不断扩大,几乎涉及生物、医学、生态、经济、社会等所有领域。
② 控制仪表在自动控制中的作用
控制仪表的种类很多,种类不同,自动控制方式也不相同,难以一一列举,仅提供2款参考。
1》电接点压力表自动控制:
③ 化工仪表自动控制系统的应用研究 什么是自动控制系统
摘 要:化工生产过程自动化,就是在化工设备上配置一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行。自动化控制是综合利用自动控制器仪表,以及计算机的理论,使其服务于化学工程。本文主要从自动化控制档拆理论分析,探究其在实际生产中的应用。
关键词:化工仪表;自动化;控制系统;应用研究
前言
化学工业是创造价值经济的重要组成部分,它直接影响国计民生还国民经济的其他部门密切相关。化工生产过程,往往是在密闭的容器和设备中,在对于工作人员不利的情况下连续进行的。此外,不少介质还具直接伤害人体的化学性质。因此,为了响应“以人为本”的号召,使化工生产正常地、高效地进行,就必须把各项工艺参数维持在某一最佳范围之内,并尽量使生产过程自动化,而这些数据的控制和维持,最直观的就是化工生产自动化仪表的部分。
1、化工仪表的概述及分类
自动化仪表分类方法很多,根据不同原则可以进行相应的分类。例如按仪表所使用的能源分类,可以分为气动仪表、电历虚动仪表和液动仪表(很少见);按仪表组合形式,可以分为基地式仪表、单元组合仪表和综合控制装置;按仪表安装形式,可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表;随着微处理机的蓬勃发展,根据仪表有否引入微处理机(器)又可分为自动化仪表与非自动化仪表。根据仪表信号的形式可分为模拟仪表和数字仪表等等。仪表覆盖面比较广,任何一种分类方法均不能将所有仪表分门别类地划分得井井有序,它们中间互有渗透,彼此沟通。例如变送器具有多种功能,温度变送器可以划归温度检测仪表,差压变送器可以划归流量检测仪表,压力变送器可以划归压检测仪表,若用兀压法测液位可以划归物位检测仪表,很难确切划归哪一类,中外单元组合仪表中的计算和辅助单元也很难归并。
2、自动化控制过程
2.1自动控制系统方块图
在研究自动控制系统时,为了便于对系统分析研究,一般都用方块图来表示控制系统的组成。图2.1为液位自动控制系统地方块图每个环节表示组成系统的一个部分,称为“环节”。两个方块之间用一条带有箭头的线条表示其信号的相互关系,箭头指向方块表示为这个环节的输入,箭头离开方块表示为这个环节的输出。线旁的字母表示相互间的作用信号。方块图中,x指设定值;z指输出信号;e指偏差信号;p指发出信号;q指出料流量信号;y指被控变量;f指扰动作用。当x取正值,z取负值,e=x-z,负反馈;x取正值,z取正值,e=x+z,正反馈。
2.2反馈
自动控制系统是一个闭环系统,是由于反馈的存在造成的,自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。它与自动测量、自动操纵等开环系统比较,最本质的差别就在于控制系统有肢蠢燃无负反馈存在。下图2.2为自动操纵系统方块图。
3.自动控制系统分类
按被控变量来分类,如温度、压力等控制系统;按控制器具有的控制规律来分类,如比例、比例积分、比例微分、比例积分微分等控制系统;将控制系统按照工艺过程需要控制的被控变量的给定值是否变化和如何变化来分类,这样可将自动控制系统分为三类,即定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
3.1定值控制方法
“定值”是恒定给定值的简称。工艺生产中,若要求控制系统的作用是使被控制的工艺参数保持在一个生产指标上不变,或者说要求被控变量的给定值不变,就需要采用定值控制系统。
3.2随动控制系统(自动跟踪系统)
给定值随机变化,该系统的目的就是使所控制的工艺参数准确而快速地跟随给定值的变化而变化。
3.3程序控制系统(顺序控制系统)
给定值变化,但它是一个已知的时间函数,即生产技术指标需按一定的时间程序变化。这类系统在间歇生产过程中应用比较普通。
4.控制系统的控制指标
控制系统的过渡过程是衡量品质的依据。多数情况下,希望得到衰减振荡过程,在此取这种过程形式讨论控制系统的品质指标。
控制指标主要有两类,一类是时间域的单项指标,另一类是时间域的综合指标。以下是五种重要品质指标。
4.1最大偏差或超调量
最大偏差是指在过渡过程中,被控变量偏离给定值的最大数值。在衰减振荡过程中,最大偏差就是第一个波的峰值。特别是对于一些有约束条件的系统,如化学反应器的化合物爆炸极限、触媒烧结温度极限等,都会对最大偏差的允许值有所限制。超调量也可以用来表征被控变量偏离给定值的程度。
4.2衰减比
衰减比是衰减程度的指标,它是前后相邻两个峰值的比。习惯表示为n:1,一般n取为4~10之间为宜。
4.3余差
当过渡过程终了时,被控变量所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差叫做余差,或者说余差就是过渡过程终了时的残余偏差。有余差的控制过程称为有差调节,相应的系统称为有差系统。反之就为无差调节和无差系统。
4.4过渡时间
从干扰作用发生的时刻起,直到系统重新建立新的平衡时止,过渡过程所经历的时间叫过渡时间。一般在稳态值的上下规定一个小范围,当被控变量进入该范围并不再越出时,就认为被控变量已经达到新的稳态值,或者说过渡过程已经结束这个范围一般定为稳态值的±5%(也有的规定为±2%)
4.5震荡周期或频率
过渡过程同向两波峰(或波谷)之间的间隔时间叫振荡周期或工作周期,其倒数称为振荡频率。在衰减比相同的情况下,周期与过渡时间成正比,一般希望振荡周期短一些为好。
5.影响控制指标的主要因素
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。
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。
6.总结
随着化工自动化技术应用的日益深入及应用范围与规模的不断扩大,使仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能,我国的化工仪器仪表产业的发展水平必将快速迈向更高阶段,而化工自动化仪表的应用也将发挥其不可估量的作用。
④ 化工仪表在化工生产中的重要性
自动化就是工业自动控制,是化工企业的自动控制系统,以前称版为仪表专业,大家权都说仪表是化工生产的眼睛,实际上,现代自动控制系统不仅仅是工业生成的眼睛,同时还是工业生产的大脑。自动化控制系统产品随着电子技术的发展,从以前气动仪表、电动仪表发展到目前的集散系统,把单回路的控制集成到了对整个生产装置的所有控制系统的控制,操作可以在中央控制室足不出户就可以控制现场的阀门,能够及时通过对工艺设备里面的温度、压力、流量或液位进行控制,达到稳准快的控制效果。如果自动化控制系统出现问题,就会给工艺生产带来极大的伤害,特别是会对工艺产品的质量、产量甚至是安全带来极大的麻烦。
仪表联锁涉及的安全系统对化工工艺生产的安全性极为重要,一个误操作可能会引起整个工厂的爆炸发生。在线分析仪表对工艺产品的质量具有极为重要的意义,特别是对产品的质量具有极为重大的意义。随着DCS控制技术的发展,控制系统还在紧急停车方面也有了极大的发展,特别是对工厂的核心机组的安全控制具有保护功能,可以确保工厂的安全生产。
⑤ 热工自动控制系统在电厂中的作用
热工自动控制系统在电厂的作用非常重要,关系到整个发电厂的安全、经济运行,热工过程自动控制主要包含以下内容:
(l)自动检测:检测仪表能自动地检测反映生产过程或设备运行情况的各种参数,以监视生产过程的进行情况和发展趋势,为自动操作、统计、管理提供依据。
(2)自动调节:利用仪表自动地维持生产过程在规定的工况进行。
(3)顺序控制:根据预先拟订的程序和条件,自动地对生产过程进行一系列操作。
(4)自动保护:当设备运行情况发生异常事故时,保护装置发生报警信号或自动采取保护措施,以防止事故出现或扩大,保护设备不受破坏及保证人身安全。
(5)控制计算机:用来进行数据处理和实现控制调节的设备,随着科学技术的发展,计算机在自动调节里用途越来越广泛。
⑥ 为什么在化工生产中要使用仪表与自动控制
化工仪表中多冲量指的是化工仪表是指对化工、炼油等生产过程中的各种变量(温度、压力、液位、流量、成分等)进行自动检测、显示和控制的仪器.其中包括有温度表、压力表、液位计、流量计、数显仪等,还有一些具有自动控制、报警、信号传递和数据处理等功能的仪器,例如有调节阀、压力开关、变送器等等.自动化就是工业自动控制,是化工的自动控制系统,以前称为仪表专业,大家都说仪表是化工生产的眼睛,实际上,现代自动控制系统不仅仅是工业生成的眼睛,同时还是工业生产的大脑。自动化控制系统产品随着电子技术的发展