化工仪表及自动化知识点

1、方框图四要素：控制器、执行器、检测变送器、被控对象。

2、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。

3、控制系统的五个品质指标：最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。

4、建立对象的数学模型的两类方法：机理建模、实验建模。

5、操纵变量：具体实现控制作用的变量。

6、给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值。

7、被控变量：在生产过程中所要保持恒定的变量。

8、被控对象：承载被控变量的物理对象。

9、比例度：是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数，即100%/min max min max ⨯--=）（p p p x x e δ。

10、精确度（精度）：数值上等于允许相对百分误差去掉“±”号及“%”号。

允许相对误差100%-⨯±=测量范围下限值测量范围上限值差值仪表允许的最大绝对误允δ 11、变差：是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程测量时，被测量值正行和反行得到的两条特性曲线之间的最大偏值。

12、灵敏度：在数值上等于单位被测参数变化量所引起的仪表指针移动的距离。

13、灵敏限：是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。

14、表压＝绝对压力－大气压力；真空度＝大气压力－绝对压力。

15、压力计的选用及安装：（1）压力计的选用：①仪表类型的选用：仪表类型的选用必须要满足工艺生产的要求；②仪表测量范围的确定：仪表的测量范围是根据操作中需要测量的参数的大小来确定的。

③仪表精度级的选取：仪表精度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。

（2）压力计的安装：①测压点的选择；②导压管的铺设；③压力计的安装。

16、差压式流量计和转子流量计的区别：差压式流量计是在节流面积不变的条件下，以差压变化来反映流量的大小（恒节流面积，变压降）；而转子式流量计却是以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小（恒压降，变节流面积）。

第一章1.1 什么是化工自动化它有什么重要意义化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。

在化工设备上，配备上一些自动化装置，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，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。

实现化工生产过程自动化的意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。

（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。

（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。

（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。

1.2、化工自动化主要包括哪些内容？一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。

1.4、自动控制系统主要由哪些环节组成？自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。

1.8 在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？测量元件与变送器：用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号（如气压信号、电压、电流信号等）；控制器：将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号送住执行器。

执行器：能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入（或流出）被控对象的物料量或能量，从而克服扰动影响，实现控制要求。

1.9 试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量？被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做~。

被控变量：被控对象内要求保持给定值的工艺参数。

给定值：被控变量的预定值。

操纵变量：受控制阀操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料量或能量。

1.17 何谓阶跃作用为什么经常采用阶跃作用作为系统的输入作用形式阶跃作用：在某一瞬间t0，干扰突然地阶跃式地加到系统上，并保持在这个幅度。

1、化工自动化的主要内容包括自动检测系统，自动信号和联锁保护系统，自动操纵及自动开停车系统和自动控制系统。

2、自动控制系统的基本组成包括自动化装置和被控对象，其中自动化装置包括测量元件与变送器，自动控制器和执行器。

其中，测量元件与变送器的功能是测量液位并将液位的高低转化为一种特定的、统一的输出信号；自动控制器的功能是接受变送器传来的信号，与工艺需要保持的液位高度相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号发送出去；执行器的功能是能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度。

3、4、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。

5、自动控制系统分类：定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统。

6、方框图中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。

如上图。

7、自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。

与自动检测、自动操纵等开环系统比较，最本质的区别，就在于自动控制系统有负反馈，开环系统中，被控（工艺）变量是不反馈到输入端的。

8、静态——被控变量不随时间而变化的平衡状态（变化率为0，不是静止）。

当一个自动控制系统的输入（给定和干扰）和输出均恒定不变时，整个系统就处于一种相对稳定的平衡状态，系统的各个组成环节如变送器、控制器、控制阀都不改变其原先的状态，它们的输出信号也都处于相对静止状态，这种状态就是静态。

9、动态——被控变量随时间变化的不平衡状态。

从干扰作用破坏静态平衡，经过控制，直到系统重新建立平衡，在这一段时间中，整个系统的各个环节和信号都处于变动状态之中，这种状态叫做动态；控制系统的过渡过程是指系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。

化工仪表及自动化绪论内容提要⏹化工自动化的意义及目的⏹化工自动化的发展概况⏹化工仪表及自动化系统的分类化工自动化的意义及目的⏹加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。

⏹减轻劳动强度、改善劳动条件。

⏹能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用率、保障人身安全的目的。

⏹生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，以适应当代信息技术革命和信息产业革命的需要。

化工自动化的发展情况⏹20世纪40年代以前绝大多数化工生产处于手工操作状况，操作工人根据反映主要参数的仪表指示情况，用人工来改变操作条件，生产过程单凭经验进行。

低效率，花费庞大。

⏹20世纪50年代到60年代人们对化工生产各种单元操作进行了大量的开发工作，使得化工生产过程朝着大规模、高效率、连续生产、综合利用方向迅速发展。

⏹20世纪70年代以来，化工自动化技术水平得到了很大的提高⏹20世纪70年代，计算机开始用于控制生产过程，出现了计算机控制系统⏹20世纪80年代末至90年代，现场总线和现场总线控制系统得到了迅速的发展化工仪表及自动化系统的分类按功能不同，分四类：检测仪表(包括各种参数的测量和变送)显示仪表(包括模拟量显示和数字量显示)控制仪表(包括气动、电动控制仪表及数字式控制器)执行器(包括气动、电动、液动等执行器)1.自动检测系统利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、指示或记录的部分。

作用：对过程信息的获取与记录作用。

敏感元件对被测变量作出响应,把它转换为适合测量的物理量。

传感器对检测元件输出的物理量信号作进一步信号转换图0-1 各类仪表之间的关系图0-2 热交换器自动检测系统示意图显示仪表将检测结果以指针位移、数字、图像等形式,准确地指示、记录或储存。

2.自动信号和联锁保护系统对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置，是生产过程中的一种安全装置。

自动信号联锁保护电路按主要构成元件不同分类：有触点式、无触点式两类3.自动操纵及自动开停车系统自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。

化工仪表及自动化资料ppt课件目录CATALOGUE•化工仪表概述•化工仪表的基本原理•化工仪表的选型与安装•化工自动化概述•化工仪表与自动化的关系•化工仪表及自动化的应用案例01CATALOGUE化工仪表概述用于测量、显示、记录和控制工业生产过程中各种工艺参数的装置或系统。

仪表的定义温度仪表、压力仪表、流量仪表、物位仪表等。

按测量对象分类机械式仪表、电子式仪表、智能式仪表等。

按工作原理分类实验室仪表、工业用仪表、过程控制仪表等。

按使用场合分类仪表的定义与分类高精度测量化工生产对工艺参数的精度要求较高，因此化工仪表需要具备高精度测量的能力。

宽测量范围化工生产过程中工艺参数的变化范围较大，要求化工仪表具有较宽的测量范围。

•高可靠性：化工生产环境恶劣，要求化工仪表能够在高温、高压、腐蚀等环境下稳定工作。

测量工艺参数实时测量并显示生产过程中的温度、压力、流量、物位等工艺参数。

控制生产过程根据工艺要求，通过控制阀等执行机构对生产过程进行自动控制。

保障生产安全及时发现并处理生产过程中的异常情况，保障生产安全。

化工仪表的发展历程早期阶段以机械式仪表为主，如弹簧管压力表、浮子流量计等。

这些仪表结构简单，但精度较低，功能单一。

电子化阶段随着电子技术的发展，电子式仪表逐渐取代机械式仪表。

电子式仪表具有更高的精度和更多的功能，如数字显示、远程传输等。

智能化阶段近年来，随着计算机技术和人工智能技术的发展，智能式仪表开始得到广泛应用。

智能式仪表具有自学习、自适应、自诊断等功能，能够进一步提高生产过程的自动化水平和生产效率。

02CATALOGUE化工仪表的基本原理利用弹性元件受压变形的原理，将压力转换为位移或应变进行测量。

压力测量温度测量流量测量物位测量基于热电偶、热电阻等测温元件，将温度转换为电信号进行测量。

通过测量流体流过管道截面的面积和流速，计算得到流量值。

利用浮力、静压等原理，检测容器内液体或固体的位置高度。

测量原理传输原理模拟信号传输将测量信号转换为标准模拟信号（如4-20mA），通过电缆进行传输。

1化工自动化主要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制2自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成3 FRC-305表示集中仪表盘安装的具有记录功能的流量控制仪表;工段号为3仪表序号为05p 压力T 温度F 流量I 电流L 物位 I 指示C 控制R 记录A 报警干扰因素主要有A 、B 两种物料的温度、进料量，冷却水的压力、温度，环境温度的高低等。

4建立对象的数学模型方法有机理建模法、实验建模法5按给定值不同，自动控制系统分为定值,随动，程序控制系统6机理建模的依据是对象或生产过程的内部机理. 7对象特性的实验测取法有阶跃反应曲线法和矩形脉冲法。

8反应对象特性的参数：放大系数K 、时间常数T 和滞后时间t9 纯滞后一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间而引起的，而测量点选择不当，测量元件安装不合适等原因也会造成纯滞后.容量滞后一般是由于物料或能量的传递需要通过一定阻力而引起的。

10 测量误差的表示方法有绝对误差 Δ= x －x0 和 相对误差 Δ/量程11 精确度0.005 0.02 0。

05 0.1 0.2 0。

4 0。

5 1 1.5 2。

5 412 测压仪表按其转换原理不同主要分为液柱，弹性，电气,活塞式压力计13 弹性元件有弹簧 管膜片 波纹管应变片式压力传感器：测压元件是电阻应变片。

利用金属导体的电阻应变效应制成的。

压阻式压力传感器：测压元件是单晶硅片。

利用半导体的压阻效应制成输入量的变化量输出量的变化量K的14 测量稳定压力不超过上限的2/3，测脉动压力不超过1/2,测高压压力不超3/5,被测压力最小值不低于满量程的1/3.15 流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处,流体的静压力产生差异的现象称为节流现象根据能量守恒定律，动能的变化必然引起静压能的变化，所以在流体流经节流装置时必然会产生静压差.16 节流装置的形式、尺寸、取压方式以及流体的工艺条件（密度、温度、压力、雷诺数等）,当以上这些条件改变时都会影响流量的测量。

第一章自动控制系统的基本概念1、化工自动化的主要内容：自动检测系统、自动信号和连锁保护系统、自动操纵及自动开停车系统、自动控制系统。

2、自动控制系统能在没人直接干预的情况下，自动地排除各种干扰因素对工艺参数的影响，使它们始终保持在预先规定的数值上，保证生产维持在正常或最假的工艺操作状态。

3、自动控制系统的基本组成：被控对象及自动化装置，其中自动化装置又包含测量原件与变送器、控制器和执行器。

4、自动控制系统的方块图：每个方块都代表一个具体装置，方块与方块之间的连接代表方块之间的信号联系，方块之间连接线的箭头代表信号作用的方向。

5、自动控制系统是具有被控变了负反馈的闭环系统。

而自动检测、自动操纵等系统是开环系统。

6、反馈控制方式是按偏差进行控制的，具特点是不论什么原因使被控变量偏离期望值而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控变量与期望值趋于一致。

7、按被控变量的给定值是否变化和如何变化分类，自动控制系统可分为定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。

8、自动化领域中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态；把被控变量随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。

9、静态是指系统中各信号的变化率为零，即信号保持在某一常数不变化，而不是物料不流动或能量不交换。

10、自动控制系统在静态时，生产还在进行，物料和能量仍然有进出，只是平衡进行没有改变就是了，这与习惯上所说的静止是不同的。

11、系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，称为系统的过渡过程。

12、系统中过渡过程中，被控变量随时间变化的。

13、自动控制系统在阶跃干扰作用下的过渡过程的基本形式：非周期振荡过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程和发散振荡过程。

14、衰减振荡的过渡过程的品质指标如下：最大偏差：被控变量偏离给定值的最大数值。

超调量：被控变量偏离新的稳定值得最大数值。

衰减比：前后相邻两个峰值的比。

余差：当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳定值与给定值之间的偏差。

化工仪表及自动化知识要点第一章1化工自动化一般包括 自动检测系统、自动信号和联锁保护系统、自动操纵及自动开停车系统、自动控制系统。

2自动控制系统的基本组成1）被控对象 2）自动化装置：测量元件与变送器、自动控制器、执行器3自动控制系统方框图4自动控制系统的方框图与控制流程图的区别：方框图中的每一个方框都代表一个具体的装置。

方框与方框之间的连接线，只是代表方框之间的信号联系，并不代表方框之间的物料联系。

方框之间连接线的箭头也只是代表信号作用的方向，与工艺流程图上的物料线是不同的。

工艺流程图上的物料线是代表物料从一个设备进入另一个设备，而方框图上的线条及箭头方向有时并不与流体流向相一致。

5在自动控制系统将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做被控对象，简称对象。

6生产过程中所要保持恒定的变量，称为被控变量。

7工艺上希望保持的被控变量数值，即给定值。

8具体实现控制作用的变量叫做操纵变量。

9自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。

10与自动检测、自动操纵等开环系统比较，最本质的区别，就在于自动控制系统有负反馈，开环系统中，被控（工艺）变量是不反馈到输入端的。

11仪表位号是由字母代号组合和阿拉伯数字编号两部分组成。

第一位字母表示被测变量，后继字母表示仪表的功能阿拉伯数字编号写在圆圈的下半部，其第一位数字表示工段号，后续数字（二位或三位数字）表示仪表序号。

12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。

13静态——被控变量不随时间而变化的平衡状态；动态——被控变量随时间变化的不平衡状态 。

14控制系统的过渡过程 系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。

15采用阶跃干扰的优点：（1） 这种形式的干扰比较突然、危险，且对被控变量的影响也最大。

如果一个控制系统能够有效地克服这种类型的干扰，那么一定能很好地克服比较缓和的干扰。

1、方框图四要素：控制器、执行器、检测变送器、被控对象。

2、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.3、控制系统的五个品质指标：最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。

4、建立对象的数学模型的两类方法:机理建模、实验建模。

5、操纵变量：具体实现控制作用的变量。

6、给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值。

7、被控变量：在生产过程中所要保持恒定的变量。

8、被控对象：承载被控变量的物理对象。

9、比例度：是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数，即.10、精确度（精度):数值上等于允许相对百分误差去掉“”号及“％"号。

允许相对误差11、变差：是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程测量时，被测量值正行和反行得到的两条特性曲线之间的最大偏值。

12、灵敏度:在数值上等于单位被测参数变化量所引起的仪表指针移动的距离.13、灵敏限：是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量.14、表压＝绝对压力－大气压力；真空度＝大气压力－绝对压力。

15、压力计的选用及安装：（1）压力计的选用:①仪表类型的选用:仪表类型的选用必须要满足工艺生产的要求;②仪表测量范围的确定：仪表的测量范围是根据操作中需要测量的参数的大小来确定的。

③仪表精度级的选取：仪表精度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。

（2）压力计的安装：①测压点的选择；②导压管的铺设；③压力计的安装。

16、差压式流量计和转子流量计的区别：差压式流量计是在节流面积不变的条件下,以差压变化来反映流量的大小(恒节流面积,变压降）；而转子式流量计却是以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小（恒压降，变节流面积）.17、热电偶温度计是由三部分组成的：热电偶(感温元件）、测量仪表(毫伏计或电位差计）、连接热电偶和测量仪表的导线(补偿导线及铜导线).18、冷端温度的补偿：冷端温度保持为0℃的方法、冷端温度修正方法、矫正仪表零点法、补偿电桥法、补偿热电偶法。

化工仪表及自动化知识点整理在化工生产过程中，化工仪表及自动化技术起着至关重要的作用。

它不仅能够实时监测生产过程中的各种参数，还能实现对生产设备的自动控制，从而提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本以及保障生产安全。

下面，我们来对化工仪表及自动化的一些重要知识点进行整理。

一、化工仪表的分类与特点化工仪表种类繁多，按照测量参数的不同，可以分为温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表等。

温度仪表用于测量化工生产中的温度，常见的有热电偶、热电阻等。

热电偶基于热电效应工作，测量范围广，但精度相对较低；热电阻则是利用电阻值随温度的变化来测量温度，精度较高，但测量范围相对较窄。

压力仪表用于测量压力，包括压力表、压力变送器等。

压力表结构简单，直接显示压力值；压力变送器则将压力信号转换为标准电信号输出，便于远程监测和控制。

流量仪表用来测量流体的流量，常见的有节流式流量计、转子流量计、电磁流量计等。

节流式流量计通过测量节流元件前后的压差来计算流量；转子流量计基于浮子在锥形管内的位置变化来反映流量；电磁流量计则是利用电磁感应原理测量导电液体的流量。

液位仪表用于测量液位，有玻璃管液位计、差压式液位计等。

玻璃管液位计直观简单，但适用范围有限；差压式液位计通过测量液位产生的压差来确定液位高度。

二、化工自动化系统的组成化工自动化系统通常由被控对象、检测仪表、控制器和执行器四部分组成。

被控对象是需要进行控制的生产设备或过程，例如化学反应器、精馏塔等。

检测仪表用于获取被控对象的各种参数信息，并将其转换为易于处理和传输的信号。

控制器是自动化系统的核心，它根据检测仪表提供的信号，按照预定的控制策略计算出控制信号。

执行器则根据控制器的输出信号，对被控对象进行操作，实现控制目的。

常见的执行器有调节阀、变频器等。

三、自动控制系统的分类根据不同的分类标准，自动控制系统可以分为多种类型。

按照给定值的形式，可分为定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。

化工自动化的重要内容p31、自动检测系统利用各种检测仪表对主要工艺参数进行测量、指示或记录的，称为自动检测系统。

2、自动信号和连锁保护系统生产过程中，有时由于一些偶然因素的影响，导致工艺参数超出允许的变化范围而出现不正常情况时，就有引起事故的可能。

为此，常对某些关键性参数设有自动信号联锁装置。

工艺参数>允许范围→报警（提醒）工艺参数>允许极限值→联锁保护（紧急措施）3、自动操纵及自动开停车系统自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。

自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤，将生产过程自动地投入运行或自动停车。

4、自动控制系统生产过程中各种工艺条件不可能是一成不变的。

对生产过程中某些关键性参数进行自动控制，使它们在受到外界干扰（扰动）的影响而偏离正常状态时，能自动地控制而回到规定的数值范围内，为此目的而设置的系统就是自动控制系统。

方块图p6图1 自动控制被控对象：需要实现控制的设备、机械或生产过程称为被控对象，简称对象。

被控变量：对象内要求保持一定数值（或按某一规律变化）的物理量称为被控变量。

操纵变量：受执行器控制，用以使被控变量保持一定数值的物料或能量称为控制变量或操纵变量。

干扰（扰动）：除控制变量（操纵变量）以外，作用于对象并引起被控变量变化的一切因素称为干扰。

设（给）定值：工艺规定被控变量所要保持的数值。

偏差：偏差本应是设定值与被控变量的实际值之差。

但能获取的信息是被控变量的测量值而非实际值，因此，在控制系统中通常把设定值与测量值之差定义为偏差P&ID图二、过渡过程p12 （134无接触2有接触与xy轴）过渡过程受到干扰作用后系统失稳，在控制系统的作用下，被控变量回复到新的平衡状态的过程。

在分析和设计控制系统时，往往选定阶跃信号作为输入。

非周期衰减过程等幅振荡过程发散振荡过程t ()y t 0 B 'B ()e ∞3t 2t 1t C 25±±稳定误差范围：％或者％的新稳态值非周期衰减过程：被控变量在给定值的某一次作缓慢变化，没有来回波动，最后稳定在某一数值上衰减振荡过程：被控变量上下波动，但幅度逐渐减小，最后稳定在某一数值上（最好） 等幅振荡过程：被控变量在给定值附近来回波动，且波动幅度保持不变发散震荡过程：被控变量来回波动，且波动幅度逐渐变大，即偏离给定值越来越远（最危险）阶跃干扰作用下的过渡过程（设定值固定，加一阶跃干扰）——定值系统最大偏差e max ：e max =B+C 衰 减 比n ：n=B/B ’余差 e(∞)：e(∞)=c=y (∞) 过渡时间t p ：t p =t 3 振荡周期：t 2- t 1自动控制系统希望的结果： 最大偏差（超调量）：越小越好 衰减比：n ＝1等幅振荡 n ＜1发散振荡 n ＞1衰减振荡 不振荡为了保持有足够的稳定程度，衰减比一般取为4：1至10：1；这种过渡过程不是最优的结果。

化工仪表及自动化总复习第一章自动控制系统基本概念一、基本要求1. 掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系；2. 掌握自动控制系统中常用术语，了解方块图的意义及画法；3. 掌握管道及控制流程图上常用符号的意义；4. 了解控制系统的分类形式，掌握系统的动态特性和静态特性的意义；5. 掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的形式和过渡过程的品质指标。

二、常用概念1. 化工自动化的主要内容:自动检测，自动保护，自动操纵，自动控制系统2. 自动控制系统的基本组成: 被控对象和自动化装置（测量元件与变送器、控制器、执行器）。

3. 被控对象：对其工艺参数进行控制的机器或设备4. 被控变量：生产过程需保持恒定的变量5. 操纵变量：具体实现控制作用的变量6. 干扰作用：在生产过程中引起被控变量偏离给定值的外来因素7. 设定值：被控变量的期望值，可固定也可以按程序变化8. 偏差：给定值与测量值之间的差值9. 闭环系统：系统的输出被反馈到输入端并与设定值进行比较的系统10.开环系统：系统的输出被反馈到输入端，执行器只根据输入信号进行控制的系统11. 控制系统的过渡过程:系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程12. 反馈:把系统的输出直接或经过一些环节后送到输入端，并加入到输入信号中的方法13. 负反馈：反馈信号的作用方向与给定信号相反，即偏差信号为两者之差（e=x—z）14. 正反馈：反馈信号的作用方向与原来的信号相同，使信号增强（e=x+z）三、问答题1. 控制系统按被调参数的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。

答：定值控制系统：给定值为常数随动控制系统：给定值随机变化程序控制系统：给定值按一定时间程序变化2.在阶跃扰动作用下，控制系统的过渡过程有哪几种形式? 其中哪些形式能基本满足控制要求？答：1.非周期衰减过程2.衰减振荡过程3.等幅振荡过程4.分散振荡过程1,2能基本满足控制要求，但1进程缓慢，只用于系统不允许震振荡时3. 试述控制系统衰减振荡过程的品质指标及其含义。

知识点1自动化系统的分类:自动检测系统，自动信号和联锁保护系统，自动操纵及自动开停车系统，自动控制系统知识点2开环系统：自动机在操作时，一旦开机，就只能是按照预先规定好的程序周而复始地运转。

这时被控变量如果发生了变化，自动机不会自动地根据被控变量的实际工况来改变自己的操作。

闭环系统：有针对性地根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或接近于所希望的状态。

知识点3自动控制系统的分类：定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统知识点4静态——被控变量不随时间而变化的平衡状态（变化率为0，不是静止）。

动态——被控变量随时间变化的不平衡状态。

知识点5控制系统的品质指标假定自动控制系统在阶跃输入作用下，被控变量的变化曲线如下图所示，这是属于衰减振荡的过渡过程知识点6研究对象的特性，就是用数学的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系。

这种对象特性的数学描述就称为对象的数学模型。

分为静态数学模型和动态数学模型知识点7数学建模有机理建模，实验建模和混合建模知识点8放大系数：在稳定状态时，对象一定的输入就对应着一定的输出，这种特性称为对象的静态特性。

K 在数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。

K 越大，就表示对象的输入量有一定变化时，对输出量的影响越大，即被控变量对这个量的变化越灵敏。

时间常数越大，表示对象受到干扰作用后，被控变量变化得越慢，到达新的稳定值所需的时间越长。

当对象受到阶跃输入后，被控变量达到新的稳态值的63.2％所需的时间，就是时间常数T ，实际工作中，常用这种方法求取时间常数。

显然，时间常数越大，被控变量的变化也越慢，达到新的稳定值所需的时间也越大。

知识点9大气压力绝对压力表压p p p -=绝对压力大气压力真空度p p p -=知识点10弹性式压力计:弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。