1自动控制系统概述1.1化工自动化的主要内容：1、自动检测系统（起眼睛作用）2、自动信号联锁与保护系统（保护）3、自动操纵与开停车系统（开环的程序控制系统）4、自动调节系统（主要系统，能克服干扰作用）上述四个系统在工业生产中可以独立存在，各起的作用不相同，其中自动调节（控制）系统能力最强，所起的作用最大，是化工自动化的主要内容。1.2自动控制系统1.2.1自动控制系统自动控制的必要性所谓“自动控制”是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制，使之有目的地修正被控对象的动力学行为，以达到预期的状态或满足预期的性能要求。随着现代科学技术的蓬勃发展，炼油、化工、冶金、电力、生物、制药等工业过程的生产规模越来越大型化、复杂化，各种类型的自动控制技术已经成了现代工业生产实现安全、高效、优质、低耗的基本条件和重要保证。因此，再复杂的控制系统都缘于人工控制。人工控制与自动控制比较：蒸汽加热炉的温度控制系统蒸汽操纵变量：受控制器操纵的用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量扰动：除操纵变量外，作用于被控过程并引起被控变量变化的因素设定值：工艺参数所要求保持的数值偏差：被控变量设定值与实际值之差负反馈：将被控变量送回输入端并与输入变量相减加热炉的温度控制系统控制系统的4个基本环节：被控对象、检测仪表(测量变送环节)、控制器、执行器1.2.2闭环控制与开环控制闭环控制：在反馈控制系统中，被控变量送回输入端，与设定值进行比较，根据偏差进行控制，控制被控变量，这样，整个系统构成了一个闭环。闭环控制的特点（优点）：按偏差进行控制，使偏差减小或消除，达到被控变量与设定值一致的目的。闭环控制的缺点：控制不够及时；如果系统内部各环节配合不当，系统会引起剧烈震荡，甚至会使系统失去控制。开环控制：开环控制的特点（优点）：不需要对被控变量进行测量，只根据输入信号进行控制，控制很及时。开环控制的缺点：由于不测量被控变量，也不与设定值相比较，所以系统受到扰动作用后，被控变量偏离设定值，并无法消除偏差，这是开环控制的缺点。开环的液位控制系统（按扰动控制，又称前馈控制）1.2.3自动控制系统的组成及方框图在研究自动控制系统时，为了更清楚的表示控制系统各环节的组成、特性和相互间的信号联系，一般都采用方框图。每个方框表示组成系统的一个环节，两个方框之间用带箭头的线段表示信号联系；进入方框的信号为环节输入，离开方框的为环节输出。检测元件和变送器的作用是把被控变量c(t)转化为测量值y(t)。比较机构的作用是比较设定值r(t)与测量值y(t)并输出其差值。控制装置的作用是根据偏差的正负、大小及变化情况，按某种预定的控制规律给出控制作用u(t)。比较机构和控制装置通常组合在一起，称为控制器。执行器的作用是接受控制器送来的u(t)，相应地去改变操纵变量q(t)。系统中控制器以外的各部分组合在一起，即过程、执行器、检测元件与变送器的组合称为广义对象。闭环控制系统组成从整个系统来看，输入信号：设定值和扰动输出信号：被控变量、测量值（2）闭环：按信息的流向来说（3）动态：物理量是时间的函数、是不断变化的。扰动作用使被控变量偏离设定值，控制作用又使它回到设定值。控制系统的方块图：控制系统的方块图：自动控制系统的方块图又称为信号流程图，注意与工艺流程图是不一样的。在画方块图的时间请注意：1、箭头；2、方块；3、布局；4、负反馈的信号。1.2.4自动控制系统的分类按设定值的不同情况，将自动控制系统分为三类:定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。定值控制系统设定值保持不变（为一恒定值）的反馈控制系统称为定值控制系统。随动控制系统设定值不断变化，且事先是不知道的，并要求系统的输出（被控变量）随之而变化。程序控制系统设定值也是变化的，但它是一个已知的时间函数，即根据需要按一定时间程序变化SP1.2.5管道、仪表流程图（P&ID）ATTENTION管道、仪表流程图的图形符号不是完全标准一致的，国内与国外、不同设计单位之间、甚至不同设计人员之间，有些方面会有不同的标注习惯，一般来说P&ID图会有图例给出。例如，国内设计院一般较少用多个圆相切的形式来表示复合仪表，而国外则更常见。仪表符号除了图形之外，圆圈之中还应有一串有字母和数字组成的代号称为“仪表位号”。例如：PIC－207TRC－210……控制流程图符号意义控制流程图字母意义1.3自动控制系统的过渡过程及品质指标1.3.1静态与动态控制系统的输入有设定作用和扰动作用。静态（定态）：当输入恒定不变时，整个系统若能建立平衡，系统中各个环节将暂不动作，它们的输出都处于相对静止状态。此时