电气工程与自动化工业过程控制教案 - 图文 下载本文

组成:至少必须有检测元件与变送器、控制器、执行器与调节阀等三部分自动化装置与对象一起组成一个控制系统,如图。 二、术语。 1、 被控对象——被控制的设备或机器。 2、 被控参数y——生产过程中要求控制的参数。 3、 干扰d——凡是影响被控参数的各种作用都叫干扰。 4、 操纵参数(调节参数)——用于克服干扰影响,需要进行控制的物流量。 5、 测量元件、变送器——发现干扰影响并转变为一定的信号输出的元件。 6、 测量值z——变送器的输出值。 7、 给定值——一个恒定的与正常的被控参数相对应的信号值。 8、 偏差——给定值与测量值之差。 9、 控制器(调节器)——系统中的元件,对测量值进行判断并作出响应的元件。 10、 执行器与调节阀——执行调节器指令并动作的元件。 11、 开环与闭环:从控制对象的输出信号开始经过一连串的自动化装置又回到控制对象构成一个闭合回路的系统称闭环系统。闭环系统是一个反馈系统,不形成信号且不是闭合回路的系统就是开环系统。 三、类别。 过程控制系统的分类方法很多: 比值 流量 均匀 按生产过程参数分 压力 按控制系统的作分 前馈 温度 串反 自选 按自动化装置分:常规仪表,计算机 按系统组成分:单回路、多回路、开环、闭环 但在分析自控特性时,给定值的形式不同会涉及到不同的分析方法,所以宜将控制系统按给定的不同情况分类,分为三类: 1、 定值控制系统 就是给定值恒定的控制系统,生产中的大多数情况是如此。 2、 随动控制系统(跟踪系统) 给定值在不断变化无规律,是未知的时间函数。控制系统的目的就是使被控参数尽快地、准确及时地跟随给定值变化,如变送器等。 3、 程序控制系统 给定值也是变化的,但它的变化规律是一个已知的时间函数,程序控制系统根据需要可做闭环也可做成开环。 四、过程控制的特点(画书P2) $ 1-3 控制系统的品质指标(重难点内容) 在自动控制系统中,我们把被控参数不随时间而变化的平衡状态作为稳态或静态(steady-state),而把被控参数随时间变化的不平衡状态称为动态或瞬态(transient-state)。 当给定值改变或干扰进入,原平衡状态被打破,出现偏差,控制器按规定发出命令使阀动作,改变操纵量使被控量逐渐回到给定值,直到恢复平衡为止。 从干扰开始,由于控制器的作用在系统达到平衡之前,系统中各个环节都在不断变化,在阶跃信号输入的情况下,整个过度过程有几种较典型的状态。如图所示 a、发散震荡过程 d b、等幅震荡过程 c c、衰减震荡过程 d、非周期震荡过程 b b a a、b不稳定 a c c、d稳定 控制过程就是消除干扰的过程。控制系统是否稳定,是否能准确而快速达到平衡状态,通常采用下列指标来衡量: y 0.02—0.05 一、递减比(衰减比) A1 B1 A2 B2 衰减震荡是最一般的过程,衰减的快慢直 1 接反应控制品质的好坏。 图中第一、二两周期的振幅B1与B2的比值 充分反映了衰减情况, t 称为递减比?=B1/B2=A1/A2(自稳) TC 一般采用4:1,视对象不同也采用10:1 二、动态偏差 扰动发生后,被控量偏离给定值的最大偏差B1 三、调整时间TC 扰动作用后,经系统控制作用使被控量过渡到允许的范围内波动,即被控量在稳态值的2%或5%以内时达到新的平衡所经历的时间。 四、静态偏差C 过度过程终了时,被控量与给定值之差。 第 页

第 二 章 教 学 实 施 计 划

课题:过程参数的检测与变送 学时安排 (4学时) 授课时间 (4学时) 教学内容及要求(分了解、理解、掌握 三个层次): 了解各种检测仪表的工作原理,理解过程参数检测与变送的基本概念,重点掌握温度、压力、流量、液位等参数检测与变送的的方法和基本原理。 重点:掌握温度、压力、流量、液位等参数检测与变送的的方法和基本原理; 难点:理解过程参数检测与变送的基本概念。 讨论/思考题、作业: 作业:P70 1-1 1-3 3-1 本章参考书目(包括参考书、文献资料等): 第 页

第 二 章 教 学 总 结

写出关于本章授课情况的一些总结(包括学生的出勤情况、学生作业情况、学生掌握知识情况、教学方法的总结等内容): 第 页