自動控制系統(tǒng)：工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)

第一章 緒論

§1-1 過程控制的特點

§1-2 過程控制系統(tǒng)的分類

§1-3 過程控制系統(tǒng)的性能指標

思考題與習題

第二章 建立過程控制對象的數(shù)學模型

§2-1 概述

§2-2 用解析方法建立對象的數(shù)學模型

§2-3 用實驗方法建立對象的數(shù)學模型

思考題與習題

第三章 過程檢測控制儀表及其應(yīng)用

§3-1 概述

§3-2 過程參數(shù)檢測儀表

§3-3 變送器與調(diào)節(jié)器

§3-4 執(zhí)行器

§3-5 可編程序調(diào)節(jié)器

思考題與習題

第四章 單回路控制系統(tǒng)設(shè)計

§4-1 過程控制系統(tǒng)設(shè)計概述

§4-2 選擇被控參數(shù)和控制參數(shù)

§4-3 系統(tǒng)設(shè)計中的測量及信號傳送問題

§4-4 調(diào)節(jié)閥特性的選擇

§4-5 調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的選擇及其正、反作用方式的確定

§4-6 單回路控制系統(tǒng)設(shè)計原則應(yīng)用舉例

§4-7 單回路控制系統(tǒng)的投運及調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定

思考題與習題

第五章 其他典型過程控制系統(tǒng)

§5-1 串級控制系統(tǒng)及其工業(yè)應(yīng)用

§5-2 前饋控制系統(tǒng)及其工業(yè)應(yīng)用

§5-3 比值控制系統(tǒng)及其工業(yè)應(yīng)用

§5-4 分程控制系統(tǒng)及其工業(yè)應(yīng)用

§5-5 選擇性控制系統(tǒng)及其工業(yè)應(yīng)用

§5-6 多變量控制系統(tǒng)

§5-7 微型計算機過程控制系統(tǒng)典型的應(yīng)用方式

思考題與習題

第六章 集散控制系統(tǒng)(DCS)

§6-1 概述

§6-2 集散控制系統(tǒng)基本硬件組成及其功能

§6-3 集散控制系統(tǒng)的軟件

§6-4 集散控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信

§6-5 集散控制系統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用中的選型及系統(tǒng)配置

思考題與習題

附錄部分思考題與習題答案

參考文獻

實驗指導(dǎo)書2100433B

《自動控制系統(tǒng):工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)(修訂版)》根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過程的特點，結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，以自動控制理論為基礎(chǔ)，系統(tǒng)地介紹工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計和參數(shù)整定方法，以及在工業(yè)應(yīng)用中必須注意的有關(guān)問題?！蹲詣涌刂葡到y(tǒng):工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)(修訂版)》內(nèi)容十分豐富，并選編了較多的工程實例、思考題和習題，有利于讀者掌握和應(yīng)用?！蹲詣涌刂葡到y(tǒng):工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)(修訂版)》是中央廣播電視大學電氣類及有關(guān)專業(yè)的教材?？晒╇娏?、冶金、石油化工、機械、輕紡、食品、建材、輕工和環(huán)保等部門從事工業(yè)生產(chǎn)過程自動化方面的工程技術(shù)人員學習參考，也可作為大專院校有關(guān)專業(yè)師生的教學參考書。

工業(yè)鍋爐給水自動控制系統(tǒng)，原則上可從影響被控對象動態(tài)特性的給水流量、蒸汽流量和爐膛熱負荷等主要因素中，選擇一個因素作為調(diào)節(jié)手段(即調(diào)節(jié)參數(shù))，將被控變量通過調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器構(gòu)成一個閉合回路，組成給水自動控制系統(tǒng)。對鍋爐給水自動控制系統(tǒng)來說，蒸汽量及爐膛熱負荷都是由外界負荷所決定的，它必須隨時滿足外界負荷的需要。因此，只有給水量可作為給水自動控制的調(diào)節(jié)手段(調(diào)節(jié)參數(shù))。

常用的給水自動控制系統(tǒng)有以水位為唯一調(diào)節(jié)信號的單參數(shù)控制系統(tǒng)、以水位為主要調(diào)節(jié)信號，又以蒸汽流量作為補充信號的雙參數(shù)控制系統(tǒng)，又稱為雙參數(shù)給水控制系統(tǒng)、仍以水位為主要調(diào)節(jié)信號，又以蒸汽流量和給水流量作為補充信號的三參數(shù)控制系統(tǒng)，稱為三參數(shù)給水控制系統(tǒng)。

ph自動控制系統(tǒng)閾值控制

市售的最常見的pH自動控制系統(tǒng)，提供了兩個由使用者設(shè)置的閾值。例如pH=6和pH=9。當測得的pH值小于6時，堿加藥機開；pH大于6時，堿加藥機關(guān)；當測得的pH值大于9時酸加藥機開，小于9時酸加藥機關(guān)。這類簡單的自動控制系統(tǒng)一般不能對pH值實行有效的控制，相反會造成系統(tǒng)pH值強烈的震蕩。

ph自動控制系統(tǒng)反饋控制

常規(guī)的反饋控制系統(tǒng)采用偏差值(ΔpH)經(jīng)過各種不同類型的控制規(guī)律的運算后，作為控制的輸出。當輸出與偏差之間成非線性關(guān)系時，控制系統(tǒng)需要加以非線性補償。但是，一般非線性補償只有在一定的范圍內(nèi)才有效。當輸出與偏差間的非線性過于強烈時，一般的控制系統(tǒng)是無法勝任的。圖是文獻報道的一個pH值控制過程的真實記錄曲線。該過程設(shè)定的pH值是7.5。使用石灰作為堿添加劑，硫酸作為酸添加劑，由一個常規(guī)調(diào)節(jié)器組成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。控制系統(tǒng)輸出的記錄曲線顯示出系統(tǒng)的pH值強烈震蕩。

在單參數(shù)給水控制的基礎(chǔ)上，引入蒸汽流量作為前饋信號。構(gòu)成如圖2所示的雙參數(shù)給水自動控制系統(tǒng)。

雙參數(shù)給水自動控制系統(tǒng)由汽包水位變送器、蒸汽流量變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器組成。這種系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器接受汽包水位和蒸汽流量兩個信號，蒸汽流量信號是為了克服蒸汽流量擾動對 “虛假水位”影響而引入的補償信號。

這種系統(tǒng)在運行中，當蒸汽量突然減小時，按蒸汽流量信號應(yīng)該關(guān)小給水調(diào)節(jié)閥，而此時“虛假水位”信號卻要開大給水調(diào)節(jié)閥，這兩個信號在調(diào)節(jié)器中是互相制約的，因此，調(diào)節(jié)器暫時基本上不會動作。只有當給水流量與蒸汽流量的不平衡引起水位上升時，調(diào)節(jié)器才發(fā)出信號。相應(yīng)地減小給水流量，由于蒸汽流量信號的超前作用，可以克服“虛假水位”引起的調(diào)節(jié)器誤動作，使控制過程比較平穩(wěn)。

當給水母管壓力或汽包壓力波動時，會引起給水調(diào)節(jié)閥前后壓差的變化，使給水量在調(diào)節(jié)閥開度沒有改變的情況下也發(fā)生變化，因此，經(jīng)過一段延遲時間后，汽包水位也發(fā)生變化，這個變化過程是比較緩慢的。當水位變化后，調(diào)節(jié)器才接受水位信號，再改變給水調(diào)節(jié)閥的開度以恢復(fù)原來的給水流量。在這個控制過程中，汽包水位將有較大的動態(tài)偏差。

由此可見，雙參數(shù)單回路給水自動控制系統(tǒng)，由于有蒸汽流量信號的超前作用，可以克服“虛假水位”引起的調(diào)節(jié)器誤動作，改善了在蒸汽流量擾動下的控制品質(zhì)。但是，這種系統(tǒng)仍不能迅速消除給水流量擾動的影響。