第二节 自动控制系统的组成
四部分：测量元件及变送器、控制器、执行机 构、控制对象
显示 记录仪 记录 显示器 要求 变换 检测 仪表
观察
思考 调节 执行 机构
给定值
调节 调节器
第三节 自动控制系统的表示方法
干扰作用
方块图表示方式

自动控制系统是具
给定值
控制器
控制器 输出 p
调节器
调节 作用 q
化工仪表及自动化
目的和意义

在化工等连续性生产设备上，配备一些自动化装 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，称为化工自动化。

实现化工自动化的目的是：
1. 加快生产速度，降低生产成本，提高产品数量和 质量。 2. 降低劳动强度，改善劳动成本。 3. 确保生产安全。
化工自动化的发展历程
控制系统（简单控制系统、复杂控制系统）
计算机控制系统（系统构成、接口与转换）
主要参考书目
1. 化工仪表及自动化（第三版）
厉玉鸣 主编，化学工业出版社
2. 化工仪表及自动化习题集
厉玉鸣 主编，化学工业出版社
3. 化工过程控制工程（第二版）
王骥程 祝和云 主编，化学工业出版社
4. 敏限与分辨率
灵敏度：仪表的指示位移变化量与被测参数
变化量之比。
灵敏限：能引起仪表指针发生位移变化的被
测参数的最小变化量。
分辨率：测试仪表数字显示器的最末位数字
间隔所代表的被测参数变化量。
二、检测仪表的性能
4. 线性度与反应时间

线性度：测量仪表在全
量程范围内实际校准值与
4. 发散振荡过程
控制系统的品质指标
1. 2. 3. 4. 5. 最大偏差A； 衰减比(A-C)/(B-C)；4:1~10:1 余差C； 过渡时间t； y T 振荡周期T。 A
C t
误差范围
B
第二章 测量元件与变换器
§3.1 概述
一、参数的测量

参数检测：将被测参数经过一次或多次能量的交换， 获得一种便于显示和传递的信号的过程。 根据信号的不同，参数检测仪表可以分为气动检测 仪表和电动检测仪表两类。

●1950s~1960 s
基地式气动单元仪表，基地式电动单元仪表，膜片 式仪表。为化工单元操作的发展提供了技术支撑。

● 1970 s~1980 s
单元组合Ⅱ型仪表：QDZⅡ，DDZ Ⅱ

● 1990 s~
单元组合Ⅲ型仪表：QDZⅢ ，DDZ Ⅲ
主要内容
基本概念 控制系统 控制对象 仪器仪表 测量 显示 控制 执行
理论对应值的吻合程度。

仪 表 显 示 值
反应时间：显示值变化相
被测变量
对于实际值变化的滞后时间。
三、检测系统的构成
显示 被 测 参 数 敏 感 元 件 信 号 变 换 信 号 传 输 信 号 测 量
比
指示
T
V W Y
温度
粘度 力
传送
阀
第四节 自动控制系统的分类
按被控变量分类： 流量控制、温度控制、压力控制、物位控制等； 按控制规律分类：

比例控制、比例微分控制、比例积分控制、比例微分积分调节
按被控变量的变化规律分类： 定值控制系统：给定值为常数； 随动控制系统：给定值为变数，要求跟随变化； 程序控制系统：按预定时间顺序控制参数。 按信号种类分类： 气动控制系统，电动控制系统
3
就地仪表盘 面安装仪表
控制流程图字母意义
字 母 A C D E 第一位字母 被测变量 分析 电导率 密度 电压 差 修饰词 后继字母 功能 报警 控制 字 母 P Q R S 第一位字母 被测变量 压力 数量 放射性 速度 安全 积分 累积 记录 开关 修饰词 后继字母 功能
F
I K L
流量
电流 时间 物位
化学工业出版社
第一章 自动控制系统基本概念
第一节 化工自动化的主要内容
第二节 自动控制系统的组成
第三节 自动控制系统的表示方法
第四节 自动控制系统的分类 第五节 自动控制的过渡过程和系统品质指标
第一节 化工自动化的主要内容
自动检测系统
自动保护与自动报警系统
自动操纵与自动开停车系统
自动控制系统
二、检测仪表的性能
2.指示变差与精密度 指示变差：同一仪表对相同的被测参数进行正、 反行程测量时，其显示值的差异。 精密度（简称精度）：仪表检测微小参数变化 的能力。 仪表精度等级：用允许误差的绝对值表示： 常用仪表等级有：0.005，0.02，0.05，0.1， 0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0，5.0等 精确度：仪表精密而准确的程度。


非电量的电测法：
将非电量工艺参数，如压力、温度、流量、物位等，转
换为电流、电压等电路参数（信号）的检测方法。
二、检测仪表的性能
1. 准确度与误差 准确度：测量值与被测量真值的接近程度； 绝对误差：测量值与被测量真值之差； 相对误差：绝对误差与被测量真值之比； 实际相对误差：绝对误差与被测量真值之比； 示值相对误差：绝对误差与仪表指示值之比； 允许相对误差：绝对误差与仪表满刻度值之 比。 允许误差：最大允许相对误差。
第五节 自动控制系统的过渡过程和 系统品质指标
飞升曲线：
在单位阶跃输入（因扰动或设定值变化，使被控
变量在设定值之间出现阶跃性变化）下，过渡参 数的变化曲线。
输 入 量
0
t0
时间t
飞升曲线的四种形式
y y
0
t0 1. 非周期衰减过程
t
0
t0 2. 衰减振荡过程
t
y
y
0
t0
t
0
t0
t
3. 等幅振荡过程

第五节 自动控制系统的过渡过程和 系统品质指标
1. 控制系统的过渡过程 控制系统的过渡过程： 在扰动或给定值变化的情况下，被控量偏离给定 值和在控制调节作用下，接近给定值或跟随给定 值变化的过程。 控制系统的动态特性 被控变量向给定值变化过程的特性。 控制系统的静态特性 经过调节作用后,被控参数处于稳定范围时的特 性。
f
调节对象 被调参数
y
e
有被控变量负反馈的 闭环系统。
流程图表示方式
测量值
x
+
-
z
变送器
蒸汽
TC TT
进料 凝液
出料
控制流程图符号意义
序号 安装位置 图形符号 备注 序号 安装位置 图形符号 备注
1
就地安装仪 表
嵌在管道 中
4
集中仪表盘 后安装仪表
2
集中仪表盘 面安装仪表 5 就地仪表盘 后安装仪表