第八章控制系统工程设计 过程控制系统课件

dtdeTedtTePyD1111.自控系统环节,作用?

被控对象:被控制的设备或装置.被控变量:需要对其进行控制的工艺变量.操纵变量:受执行机构操纵用于克服扰动影响的变量.扰动:影响被控变量的各种扰动作用.检测变送:把被测出来并转换成标准信号,送控制器.控制器:根据设定值与测量值间偏差按控制规律输出信号的设备.执行器:接受控制器输出信号控制操纵变量的设备.

2.按给定值控制系统可分哪几类?

可分为开环控制系统和闭环控制系统.其中闭环控制系统按其设定值不同可分为1定值控制系统2随动控制系统3程序控制系统

3.什么是自动系统过渡过程?有哪几种分类?

系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程为过渡过程.形式：稳定系统的过渡过程：单调衰减过程、振荡衰减过程；不稳定系统的过渡过程：振荡发散过程；临界稳定系统的过渡过程：等幅振荡过程；

4.自控系统衰减振荡过渡过程品质指标?影响因素?

1) 衰减比n：前后相临两个峰值的比。2)超调量：指被调量的第一个波峰与新稳态值之差。3）最大动态偏差：被控变量偏离给定值最大数值。4）余差（残差）：过渡过程终了时，被控变量所达到的新稳态于给定值之间的偏差，亦即过渡过程终了时的剩余偏差。5）调节时间：过度过程同向两波峰或波谷之间的间隔时间，其倒数为振荡频率 影响因素:被控对象和自动调节装置.

5.什么是对象特征?研究对象特征的目的是什么?

答：对象的动态特征：描述对象特征的数学模型。即输入和输出的函数关系，研究控制对象的动态特性对控制系统的研究具有重要的理论和实践意义，如判断系统的稳定性和为控制系统选配合适的控制仪表以及控制系统的参数调整等。

6.反映对象特性的参数有哪些?物理义意,对控制系统影响?

1放大系数K:是当对象达到稳态时把输入量放大的倍数.K越大被控变量对输入量越灵敏.2时间常数T:对象输出以是大变化速度达到新的稳定值所需时间.T越长调节时间越长.3自衡度:控制对象受扰动后,被控量的变化引起物质或能量的流量产生变化,而使自身恢复到平衡态的能力.自衡度越大说明系统的自我调节能力强.4灵敏度:对象受到干扰平衡破坏后被调量的变化速度.灵敏度越大,系统的调节速度越快.5滞后时间:传递滞后t0由于传出距离导致被控量的变化比控制量的变化所落后的时间长度.t0越长调节时间越长恢复时间就越长.

1.过程控制系统的组成：被控对象，用于生产过程参数检测的检测与变送仪表，控制器，执行机构，报警、保护和连锁等其他部件。

2.控制参数：K（放大系数）、T（时间常数）、τ（纯延迟时间）

3.一阶惯性环节的传递函数：G（s）=k/（Ts+1）

4.流量特性：指流体流过阀门的相对流量Qr和相对开度Lr之间的函数关系，即Qr=f（Lr）。

理想流量特性：指阀前后压差保持不变的特性。主要有直线、对数、抛物线、快开四中。

工作流量特性：指在实际生产中，调节阀前后压差总是变化的时候的流量特性。工作流量特性与管道系统阻力有关。（串联管道和并联管道的工作流量特性）

流量系数的定义：温度为5到10摄氏度的水，在10*5 Pa的压降下，每小时流过调节阀水量的立方米数，以符号Kv表示。流量系数对于选定控制阀的口径和结构有着重要作用。

5.建模的方法：机理法建模和测试法建模。

机理法：根据生产过程中实际发生的变化机理，写出各种有关的平衡方程。

测试法：根据工业过程的输入和输出的实际数据进行某种数学处理后得到的模型。

6.PID中的P、I、D的作用：比例调节成比例的反映控制偏差，偏差一旦产生，比例调节就立即发挥作用，以减小偏差；积分调节主要用于消除余差；微分作用反映偏差的变化趋势，并能在偏差信号变得太大前，在系统中引入一个有效的早期修正，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。

7.分程控制：在反馈系统中，一台控制器的输出可能同时的去控制两个或两个以上的控制阀工作，这些控制阀在控制器的某个信号段内从全关到全开（或从全开到全关），因此需要将控制器输出信号分成若干个信号段，每一个信号段控制一个控制阀。

9.积分控制中积分饱和产生的原因：

a.控制器具有积分作用 b.控制器处于开环作用 c.偏差信号长期存在

抗积分饱和的措施：限幅法，外反馈法，积分切除法（限定PI调节器的输出，积分分离法，遇限削弱积分法）

10.PID参数对系统稳定性的影响：

过程控制系统及工程

过程控制系统是一种用于监测和控制工业过程的自动化系统。它可以对生产过程进行监控和调节，以确保产品质量和生产效率。过程控制系统通常包括传感器、执行器、控制器和人机界面等组件，通过这些组件的协调运行，系统可以自动地对生产过程进行监控和调节。

在一个典型的过程控制系统中，传感器负责采集生产过程中的各种参数，比如温度、压力、流量等。这些采集到的数据会被发送到控制器中进行处理。控制器通过对采集到的数据进行分析，并与预设的标准进行对比，从而确定是否需要对生产过程进行调整。一旦控制器确定需要进行调整，它会向执行器发出指令，执行器则会根据指令对生产设备进行相应的调节。

工程师在设计和建设过程控制系统时需要考虑一系列的因素。首先，他们需要根据生产过程的特点来选择合适的传感器和执行器，并确定它们的布置位置。其次，他们需要设计控制器的算法和逻辑，确保系统能够对生产过程做出准确的判断和及时的调整。此外，他们还需要设计系统的人机界面，以便操作员可以方便地监控和操作系统。

过程控制系统在工业生产中发挥着重要的作用。它可以大大提高生产效率，减少人工干预，降低生产成本，确保产品质量。然而，要设计一个高效可靠的过程控制系统并不容易，需要工程师们深入理解生产过程的特点和要求，并结合先进的技术和方法来完成系统的设计和建设。只有这样，过程控制系统才能真正发挥它的作用，为工业生产带来更大的价值。

（建筑电气工程）第八章电气控制系统

第八章电气控制系统

电气控制系统在工业生产、科学研究以及其他各个领域的应用十分广泛，已经成为实现生产过程自动化的重要技术手段。尽管电气控制系统种类繁多，功能各异，但其控制原理、基本线路、设计基础都是类似的。本章主要介绍壹些电气控制系统中常用的低压电器、三相异步电动机的基本控制环节和基本控制原则、阅读控制线路原理图的方法以及可编程逻辑控制器PLC的基本使用方法。

第壹节常用低压电器

低压电器是组成各种电气控制系统的基础配套组件，它的正确使用是低压电力系统可靠运行、安全用电的基础和重要保证。本节主要介绍常用低压电器的结构、工作原理、用途及其图形符号和文字符号，为正确选择和合理使用这些电器进行继电接触控制系统设计打下基础。

壹、组合开关

组合开关实质上也是壹种刀开关，但它的刀片是转动式的，操作比较轻巧。组合开关的动触点和静触点装在封闭的绝缘件内，采用叠装结构，叠装的层数由动触点的数目决定，动触点装在操作手柄的转轴上，随转轴旋转而改变各对动触点静触点的通断状态。组合开关的结构和图形文字符号如图8-1所示：

图8-1组合开关的结构和图形文字符号

组合开关的主要参数有额定电压、额定电流、极数等。其中额定电流有10A、25A、60A等几个等级。常见产品有HZ5、HZ10系列。

组合开关常用作机床电气控制线路的电源引入开关，也能够直接起动电压在380V、额定功率在5.5kW及以下的小容量的笼型异步电动机。

二、按钮开关

按钮是壹种结构简单、应用广泛的低压电器，在继电接触控制系统中用于手动发出控制信号，其典型结构如图8-2所示，它由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成。通常，我们将未受外力作用或线圈未通电时断开的触点称为常开触点（动合触点），情况相反的触点称为常闭触点（动断触点）。

按用途和结构不同，按钮可分为起动按钮、停止按钮和符合按钮等。

起动按钮带有常开触点，当手指按下按钮帽时，按钮的常开触点闭合；手指松开，常开触点断开。停止按钮带有常闭触点，当手指按下按钮帽时，按钮的常闭触点断开；手指松开，常闭触点闭合。复合按钮带有常开和常闭俩种触点，当手指按下按钮帽时，先断开按钮的常闭触点再闭合其常开触点；手指松开，先断开已闭合的常开触点再闭合已断开的常闭触点。