图1-9 复式仪表的表示法
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
二、字母代号
在控制流程图中，用来表示仪表的小圆圈的上半圆内， 一般写有两位（或两位以上）字母，第一位字母表示被测变 量，后继字母表示仪表的功能，常用字母代号见下表。
字母
A C D E F I K L M P Q R S T V W Y Z
修饰词
差 比（分数）
低 中间 积分、累积
R=R+I
安全
高
后继字母 功能
报警 Alarm 控制（调节）Control
检测元件
指示 Indicate 自动-手动操作器
灯 Lamp
积分、累积 记录或打印 Record 开关、联锁 传送 Transfer 阀、挡板、百叶窗 套管 继动器或计算器 驱动、执行或未分类的终端执行机构
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标
二、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。
蒸汽
举例
汽包 省煤器
LT
LC
给水
当干扰作用于对象，系统被 控变量发生变化，在系统负 反馈作用下，经过一段时间， 系统重新恢复平衡。
锅炉汽包自动控制系统示意图
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标
根据给定值的不同情况，将自动控制系统分为三类
1.定值控制系统 2.随动控制系统（自动跟踪系统）
3.程序控制系统（顺序控制系统）
第三节 自动控制系统的分类
1. 定值控制系统 --- 给定值保持不变（为一恒定值）的反馈控制系统称为 定值控制系统。 ---克服干扰的影响
电阻丝加热恒温箱温度控制系统
第三节 自动控制系统的分类
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
扰 动：除操纵变量外， 作用于被控对象并引起被 控变量变化的因素
设定值：工艺参数所要求 保持的数值
偏 差：被控变量的设定 值与实际值之差
负反馈：将被控变量送回 输入端并与输入变量相减
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
加热炉的温度控制系统
TT
TC
被加热原料
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
3. 仪表（包括检测、显示、控制）的图形符号
仪表的图形符号是一个细实线圆圈，直径约10mm，对于 不同的仪表安装位置的图形符号如下表所示。
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
表1-1 仪表安装位置的图形符号表示 P9
序 安装位 图形符号 备注 号置
序 安装位置 图形符 备注
即：带显示的手动控制器（手操器） 集中仪表盘面安装,第一工段，第01个 ……
F — 流量；I — 指示；C — 控制器；Q — 累积；
即：具有累积、显示功能的流量控制回路
CO 集中仪表盘面安装，2第一工段，第二个。。。
就地安装压力指示仪表 第一工段，第01个 ……
L — 液位；I — 指示；C — 控制器； 即：具显示功能的液位控制回路 集中仪表盘面安装，第一工段，第01个
开环控制 ---不需要对被控变量进行测量，只根据输入信号进行控制,控 制很及时。
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
举例
蒸汽
汽包
LT
LC
省煤器
给水
锅炉汽包自动控制系统示意图
汽包 省煤器
控制器
执行器
FT
LT
Fd1FCf
蒸汽
给水 被控对象
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
方框图
控制器
广义对象
控制速度和精度不能满足大型 现代化生产的需要
图1-3 液位自动控制系统图
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
自动控制系统的组成
测被量元控件对与象变送器
自动化装置 组 成 控制器
被控对象
自动控制器 执行器执行检器测变送
自动化装置
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
被控对象：自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过 程、设备或机器等。 被控变量：被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。 操纵变量：受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被 控变量保持设定值的物料量或能量。
课程概况
化工仪表及自动化
授课学时： 32学时 配套课程： 化工仪表及自动化实验（16学时） 所用教材：《化工仪表及自动化》 厉玉鸣 化学工业出版社 第五版 参考教材：《过程自动化及仪表》俞金寿 化学工业出版社 第二版 等 考核方式： 闭卷考试成绩（70%）+平时成绩（30%） 基础知识： 电路、电工、计算机
表1-2 被测变量和仪表功能的字母代号
第一位字母
被测变量
分析 Analyze
电导率Conductivity 密度 电压 流量 Flow 电流 Current Intensity 时间或时间程序 物位 Level 水分或湿度 压力或真空 Press 数量或件数 放射性 Radioactivity 速度或频率 温度 Temperature 黏度 力 供选用 位置
在生产中，出现的干扰是没有固定形式的，且多半属于 随机性质。在分析和设计控制系统时，为了安全和方便， 常选择一些定型的干扰形式，其中常用的是阶跃干扰。
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标
自动控制系统在阶跃干扰作用下过渡过程的四种形式
非周期衰减过程 √
衰减震荡过程
√
对于控制质量要求不 高的场合，如果被控
号
号
1 就地安 装仪表
2 集中仪 表盘面 安装仪 表
3 就地仪 表盘面 安装仪 表
4
嵌在管道 中
集中仪表 盘后安装 仪表
5 就地仪表 盘后安装 仪表
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
对于处理两个或两个以上被测变量，具有相同或不同 功能的复式仪表时，可用两个相切的圆或分别用细实线圆 与细虚线圆相切表示（测量点在图纸上距离较远或不在同 一图纸上），如下图所示。
执行器
液位自动控制系统方框图
每个方框表示组成系统的一个环节，两个方框之间用带箭 头的线段表示信号联系；进入方框的信号为环节输入，离 开方框的为环节输出。
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
注意！
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，与工艺流程图上的物料线有区别。 “环节”的输入会引起输出的变化，而输出不会反过来 直接引起输入的变化。环节的这一特性称为“单向性” 。 自动控制系统是一个闭环系统
2. 随动控制系统（自动跟踪控制） --- 给定值不断地变化，而且这种变化不是已知的、预先规 定好的，而是随机的。并要求系统的输出（被控变量）随之 变化。
3. 程序控制系统（顺序控制系统）
--- 给定值按一定的时间程序变化。但它是一个已知 的时间函数，即根据需要按一定时间程序变化 ,f(t)
如马弗炉程序升温系统
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
用同一种形式的方框图可以代表不同的控制系统
蒸汽加热器温度控制系统
给定值x
偏差e
控制器输出p
控制器
干扰作用f
操纵变量q 执行器
对 象 被控变量y
测量值 z
测量元件 变送器
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
管道及仪表流程图（PID图）
工艺人员确定工艺流程
工艺人员和自控设计人员应共同研究确定控制方 案。控制方案包括流程中各测量点的选择、控制系统 的确定及有关自动信号、联锁保护系统的设计等
根据工艺流程图，按流程顺序标注出相应的测量点、控制点、控制系统及 自动信号与联锁保护系统等
工艺管道及控制流程图（PID图）
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
举例
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标
一、控制系统的静态与动态
蒸汽
汽包 省煤器
LT
LC
给水
自动控制目的：希望将被控 变量保持在一个不变的给定 值上，这只有当进入被控对 象的物料量（或能量）和流 出对象的物料量（或能量） 相等时才有可能。
锅炉汽包自动控制系统示意图
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）。
课程概况
仪表？
课程概况
课程概况
化工厂中央控制室
课程概况
自
动 化 系 统
过程特性 检测变送 控制器
概 执行器
述
简 单 控 制 系 统
复杂控制系统 先进控制系统 典型控制系统
概念 控制系统组成 系统设计及参数设定 趋势
第一章 自动控制系统基本概念
化工自动化的主要内容 自动控制系统的基本组成及表示形式 自动控制系统的分类 自动控制系统的过渡过程和品质指标
T 出口温度
燃料油
被控对象：加热炉 被控变量：物料出口温度 操纵变量：燃料油流量 扰动： 原料温度、燃料油热值等
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
闭环控制 ---在反馈控制系统中，被控变量送回输入端，与设定值进行 比较，根据偏差进行控制，整个系统构成了一个闭环。 ---优点：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，达到被控变量与设定值始终保持一致。 ---缺点：控制不及时；如果系统内部各个环节配合不当，系 统会引起剧烈震荡，甚至失去控制。
对于一个稳定的系统（所有正常工作的反馈系统都是稳定系统 ）要分析其稳定性、准确性和快速性，常以阶跃作用为输入时 的被控变量的过渡过程为例，因为阶跃作用很典型，实际上也 经常遇到，且这类输入变化对系统来讲是比较严重的情况。
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标
信号常见形式 斜坡信号、脉冲信号、加速度信号和正弦信号、阶跃信号等。
PT-202A，PT-202B；
PV-201A，PV-201B