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調節閥運用之自動控制系統的基本概念
發布于：2020/4/3 9:50:32 點擊量：398
77、化工自動化的主要內容有哪些？
為了實現化工生產過程自動化，化工自動化的主要內容包括自動檢測系統，程序控制、自動聯鎖保護系統和自動控制系統等。自動控制系統包含了自動檢測和自動操縱功能，是自動化系統的核心問題。
78、自動控制系統有哪幾部分組成？
自動控制系統由三部分組成。
①測量元件及變送器(LT)：將測得的物理量轉換為另一個特定的物理量(如氣壓信號、電流信號)。這部分稱測量變送。
②自動調節器(LC)：它接受變送器送來的信號，與工藝需要保持的參數相比較得出偏差，并按某種運算規律算出結果，然后用特定信號(氣壓或電流)發送出去。
③執行機構：本書指調節閥，它能自動地根據接受到的信號值改變閥門開度。
79、方塊圖的作用是什么？如何畫方塊圖？
為清楚地說明自動控制系統的結構及各部分（環節）之間相互關系和信號聯系，一般可用方塊圖表示。
方塊圖中每個方塊代表系統中一個環節，方塊之間用一條帶箭頭的直線表示它們相互間的聯系，箭頭所指方向表示信號傳遞方向，線上字母說明信號的名稱。以圖2-1為例，圖中的水槽可用一個“被控對象”方塊表示。
如圖2-1所示，其液位就是生產過程中要求保持定值的參數，在自動控制系統中稱為被調參數，用符號y表示，y是對象方塊的輸出信號。在本例中，若影響y波動的因素是進料量的變化，這種引起被調參數y波動的外來因素稱為干擾（或稱擾動）作用，用符號y表示。干擾作用是作用于對象的輸入信號，用箭頭指向“被控對象”方塊。由圖可見，出料流量的改變是由于調節閥動作引起的，那么出料流量調節閥方塊的輸出信號。同時，出料流量的變化影響液位起到調節作用，所以也是作用于”被控對象“的輸入信號，箭頭指向”被控對象“方塊，而尾端連接于”調節閥“方塊。水槽的液位信號是測量元件及變送器的輸入，而變送器的輸出信號z進入比較機構與給定值信息x進行比較，得到偏差信與e(e=x-z),并被送往調節器。調節器根據偏差信號e，按某種運算規律算出結果，發出控制信號p（氣壓或電流）至調節閥，使閥門動作，改變其開度，使被調參數穩定在要求的范圍。
按前面所述作出自動控制系統方塊圖，如圖2-2所示。
需要說明一點，調節器前面的比較機構實際上是調節器的一部分，不是獨立元件，在圖中將其畫出，為的是說明其比較作用。
80、為什么自動控制系統是一個采用負反饋的閉環回路？
對于任何一個簡單的自動控制系統，其方塊圖不論在表面上有多大差別，它的各個組成部分在信號傳遞關系上總會形成一個閉合的環路。其中任何一個信號，只要沿著箭頭方向方向前進，通過若干個環節后，最終又會回到原來的起點。所以，自動控制系統是一個閉環系統。
再看“自動控制系統方塊圖”，系統的輸出參數是被調參數，但是它經過測量元件和變送器后，又返回在到系統輸入端，與給定值進行比較。這種反系統（或環節）的輸出信號直接或經過一些環節重新返回輸入端的做法叫做反饋。從“自動控制系統方塊圖”還可以看到，在反饋信號z帝有一個負號“一”而在給定值x旁有一個正事情“+”（也可省略），這里正和負的意思是指在比較時，以x作為正值，以x作為負值，也就是到調節器的偏差信息e=x-z。因為“自動控制系統方塊圖”中的反饋信號z取負值，所以叫做負反饋，負反饋信號能夠使原來的信號減弱。如果反饋信號不取負值，而取正值，反饋信號使原來的信號加強，那么就叫做正反饋。在這種情況下，方塊圖中反饋信號z旁則要用正號“+”，此時偏差e=x+z。在自動控制系統中都采用負反饋。因為只有負反饋才能使被調參數y受到干擾的影響而升高時，反饋信號z將升高，經過比較而到調節器去的偏差信號e將降低，此時調節器將發出信號而使調節閥的開充發生變化，變化的方向為負，從而使被調參數下降回到給定值。這樣就達到了調節的目的。如果采用正反饋的形式，那么調節作用不僅不能克服干擾的影響，反而起到推波助瀾的作用，即當被調參數受到干擾升高時，z亦升高，調節閥的動作方向是使被調參數進一步上升，而且只要有一點微波的偏差，調節作用就會使偏差越來越大，直至被調參數超出安全范圍而破壞生產。所以，調節系統絕對不能單獨采用正反饋。
綜上所述，自動調節系統是具有被調參數負反饋的閉環系統。
81、什么是被控對象、給定值和偏差？
自動控制系統的工藝生產設備叫做被控對象或簡稱對象。生產中要求保持的工藝指標，被稱為給定值。在自動控制系統中，習慣上采用給定值x減去測量值z作為偏差e，即e=x-z，給定值x大于測量值z時為正偏差，而給定值x小于測量值z時為負偏差。
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