自控系统的基础知识PPT课件
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自动控制原理课件大全ppt课件
复 杂
自动控制系统对函数概念的理解：
程 度
加
自控原理的思维控制 方量式x：数控学制的系方统法，工被控程制的量意y识，深控制的语言
XI’AN UNIVERSITY OF POSTS & TELECOMUNICATION
西安邮电学院自动化学院 3
第一节 数学模型
数学模型的定义 能够描述控制系统输出量和输入量数量关系之间 关系的数学表达式
(t )
原因：后级电路的电流i2影响前级电路的输出电压uc1(t)。
XI’AN UNIVERSITY OF POSTS & TELECOMUNICATION
西安邮电学院自动化学院 15
第二节 时域数学模型-微分方程
负载效应
R1C1R2C2
d
2uo (t) dt 2
(R1C1
R2C2 )
duo (t) dt
（频域）
XI’AN UNIVERSITY OF POSTS & TELECOMUNICATION
西安邮电学院自动化学院 6
第一节 数学模型
数学模型建立（建模）的方法
解析法： 即依据系统及元部件各变量之间所遵循的 物理、化学定律列写出变量间的数学表达式，并经实 验验证，从而建立系统的数学模型
R1C1R2C2
d
2uo (t) dt 2
(R1C1
R2C2
R1C2
)
duo (t) dt
uo
(t )
ui
(t )
机械力学系统的数学模型： 相似系统
m
d
2 y(t dt 2
)
f
自控系统 培训资料(基础版)
4:控制器根据现场的感测的数值，通过内部程序演算后，
控制器输出的给相应执行元件的数字量命令即为数字量输出。 如控制器给水泵的动作信号（开，关）就属于数字输出信号。
自控基础知识
8、自控系统 的组成？
苏州庶有成自动化设备有限公司
自控基础知识
9、自控系统 的架构
苏州庶有成自动化设备有限公司
应用层（信息展示层） ：中控电脑+图控软件+其他附属软件 信息传输层：交换机、通讯网关、光纤、网线、专用通讯线 控制器：PLC控制器、 DDC控制器、单回路控制器
苏州庶有成自动化设备有限公司
图控样例空压系统
苏州庶有成自动化设备有限公司
AHU
图控样例
苏州庶有成自动化设备有限公司
车间 温湿度 平面图
苏州庶有成自动化设备有限公司
DC 干盘管 平面图
苏州庶有成自动化设备有限公司
图控样例楼层风管
苏州庶有成自动化设备有限公司
பைடு நூலகம்
图控样例历史警报
苏州庶有成自动化设备有限公司
图控样例历史曲线
苏州庶有成自动化设备有限公司
苏州庶有成自动化设备有限公司
问题与讨论？
苏州庶有成自动化设备有限公司
自控系统 培训资料（基础版本）
主讲人：刘升球 同 心 合 意 庶 几 有 成
苏州庶有成自动化设备有限公司
目录
一：自控基础知识
二：自控的主要材料介绍
三：自控的画面样例展示
自控系统的基本知识
1、什么是自控系统？
苏州庶有成自动化设备有限公司
自动控制系统是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设 备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
DCS系统基础教程ppt课件
5
1) 控制器(CPM) 2) 冗余模件 3) I/O 连接模件 4) 现场总线接口模件 5) 控制网接口模件 6) 冗余电缆
I/O Link
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• HLAI • AO16 • STIMV • DI24V • DISOE • DO32 • LLMUX
16
PM I/O 特 点
所有输入/输出卡板均为智能型 数据采集与输出处理均在前端完成 丰富的在线诊断信息 卡件面板LED显示设备状态 可选1:1冗余配置,自动切换 均可带电插拔 可远程安装(冗余光纤连接, 可达8公里) 通用数字量IOP,减少系统备件 (24Vdc, 120Vac, 240Vac DI/DO等) 表层密封套装--额外的防腐蚀保护
内置的批量设备和相位逻辑
内置的配方处理用于单个装置内的通讯
完全与TotalPlant
Batch集成，与S88.01标准兼容
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15
ControlNet
经过多年现场考验冗余 PM I/O 1234
冗余 I/O 智能变送器接口卡 全球已有8百万个通道在使用中 每个C200 可接多达64对冗余卡
可同时实现: 连续回路控制, 逻辑连锁控制, 和顺序 控制 两种运行环境： 50毫秒CEE: 50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1s, 2s 5毫秒CEE: 5ms, 10ms, 20ms, 50ms, 100ms, 200ms 每个控制回路可分别运行不同的周期 使用单一的工程师工具，用于组态和维护
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3
4、 DCS的控制程序是由谁执行的？ DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控
制程序是由过程控制站执行的。
自控课件
第三章 控制系统的时域分析
§3-1 控制系统的性能指标 §3-2 一阶系统的时域分析 §3-3 二阶系统的时域分析 §3-4 高阶系统的时域分析 §3-5 线性系统的稳定性分析 §3-6 线性系统的稳态误差
§3---1 性能指标
§3--1 控制系统的性能指标
分析系统的时间响应亦即分析描述其运动的微分 方程的解。5源自8n（△=±2%）
n
（△=±5%）；
此时s1.2 n
§3—3 二阶系统的时域分析
（三） 1 :
C ( s)
n
A0 s A1 s s1
2 2
s( s 2 2 n s n ) A2 s s2
2
n
2
s( s s1 )( s s 2 )
0
t
可见：系统处于无阻尼状态，响应为等幅振荡的周
期函数，频率为 n，故称 n为无阻尼自然角频率。
而且： % 100% t s ，e ss 0－ 1 ，
§3—3 二阶系统的时域分析
单位阶跃响应(续)：
（二） 1 :
n C ( s) 2 2 s( s 2 n s n )
c(0) 0，c( ) 1
dc( t ) dt | t 0 1 2
2
0
t
1
[1 1] 0
2、 曲线单调上升，无 %与t p。
§3—3 二阶系统的时域分析
单位阶跃响应(续)：
3．t s 的近似计算：
在 1尤其是 1时， 2 1 ) ( 2 1 ) (
t T
斜坡响应。
§3—2 一阶系统的时域分析
抛物线响应（续）
. (t )
§3-1 控制系统的性能指标 §3-2 一阶系统的时域分析 §3-3 二阶系统的时域分析 §3-4 高阶系统的时域分析 §3-5 线性系统的稳定性分析 §3-6 线性系统的稳态误差
§3---1 性能指标
§3--1 控制系统的性能指标
分析系统的时间响应亦即分析描述其运动的微分 方程的解。5源自8n（△=±2%）
n
（△=±5%）；
此时s1.2 n
§3—3 二阶系统的时域分析
（三） 1 :
C ( s)
n
A0 s A1 s s1
2 2
s( s 2 2 n s n ) A2 s s2
2
n
2
s( s s1 )( s s 2 )
0
t
可见：系统处于无阻尼状态，响应为等幅振荡的周
期函数，频率为 n，故称 n为无阻尼自然角频率。
而且： % 100% t s ，e ss 0－ 1 ，
§3—3 二阶系统的时域分析
单位阶跃响应(续)：
（二） 1 :
n C ( s) 2 2 s( s 2 n s n )
c(0) 0，c( ) 1
dc( t ) dt | t 0 1 2
2
0
t
1
[1 1] 0
2、 曲线单调上升，无 %与t p。
§3—3 二阶系统的时域分析
单位阶跃响应(续)：
3．t s 的近似计算：
在 1尤其是 1时， 2 1 ) ( 2 1 ) (
t T
斜坡响应。
§3—2 一阶系统的时域分析
抛物线响应（续）
. (t )
自动控制系统概述ppt课件
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。
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。
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
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
自动控制系统ppt课件
(二) 逆变器输出电压与脉宽的关系 单极式SPWM 脉冲幅值1/2Us.在半个周波内有 N个脉冲,个脉冲不等宽 但中心间距一样, 等三角波的周期
令 第 个矩形脉冲宽度为 其中心点相位角
因为从原点始只有半个三角波
因为输出电压波形 负半波左右对称,是一个奇 次周期函数
把N个矩形脉冲代表的 代入上式,须先求的每个 脉冲的起始和终止相位角
五.研究自动控制系统的方法
定性分析 建立数学模型
定性分析 建立数学模型
定量分析
定性分析
对系统校正 工程实践
对系统校正
称心？
N
Y 工程实践
六.本课程与其它课程的关系
先修课程 电机学、自控原理、电子技术
后续课程 计算机控制系统
六.本课程与其它课程的关系
主要内容 直流电机自动控制系统 交流电机自动控制系统
§7-1变频调速的基本控制方 式
电机调速时希望磁通量Φm为额定值不变 三相异步机每相电势 Eg=4.44f1N1KN1Φm f1------定子频率 KN1---基波绕组系数 N1-----定子每相绕组串联匝数 Φm ----每极气隙磁通量(Wb)
一.基频以下调速
f1从额定f1n向下调。 要求： Eg /f1 =常数。
二.自动控制系统的分类
③过程控制系统 特点：对生产过程自动提供一定的外界条件，
例如：温度、压力、流量、粘度、浓度等参 量保持恒定或按一定的程序变化。对其中的 每一局部，可以是随动系统，也可以是恒值 系统。 例子：化工厂控制系统。
二.自动控制系统的分类
2.按数学模型分类 数学模型 描述系统内部各物理量之间关系的数学表达式。 静态模型 变量各阶导数为零的条件下。
二:直接变频装置(AC-AC)
自控原理课件第1章自动控制系统概
自控原理课件第1章自动控制 系统概
目录
• 自动控制系统概述 • 自动控制系统的工作原理 • 自动控制系统的性能指标 • 自动控制系统的应用领域 • 自动控制系统的发展趋势和挑战
01
自动控制系统概述
自动控制系统的定义
总结词
自动控制系统是一种无需人为干预，能够自动调节、检测、控制和决策的装置 或系统。
模块化
为了提高系统的可维护性和可扩展性，自动控制 系统正朝着模块化方向发展，将系统划分为若干 个独立的模块，每个模块具有特定的功能和接口 ，便于系统的升级和扩展。
网络化
物联网和云计算技术的广泛应用，使得自动控制 系统逐渐实现网络化，系统之间可以相互连接和 通信，实现信息共享和协同工作。
绿色环保
随着环保意识的提高，自动控制系统正朝着绿色 环保方向发展，采用节能技术和环保材料，降低 系统运行过程中的能耗和排放，减少对环境的影 响。
闭环控制系统
闭环控制系统的定义
闭环控制系统是一种通过反馈机制来调节和控制系统的输出，使 输出能够跟踪输入的变化的控制系统。
闭环控制系统的特点
闭环控制系统具有较高的控制精度和抗干扰能力，能够快速响应外 部干扰和变化。
闭环控制系统的应用场景
闭环控制系统广泛应用于各种工业控制、航空航天、机器人等领域 。
自动化控制系统应用于精准农业，实现农田的智能化管理、节水 灌溉等功能。
农业机器人
自动化控制系统在农业机器人中的应用，提高了农业生产效率和 农产品质量。
温室环境控制
通过自动化控制系统，实现对温室环境的自动调节和控制，确保 作物的生长环境适宜。
05
自动控制系统的发展趋势和挑战
发展趋势
智能化
随着人工智能和机器学习技术的快速发展，自动 控制系统正朝着智能化方向发展，能够自主地学 习和适应环境变化，提高系统的性能和效率。
目录
• 自动控制系统概述 • 自动控制系统的工作原理 • 自动控制系统的性能指标 • 自动控制系统的应用领域 • 自动控制系统的发展趋势和挑战
01
自动控制系统概述
自动控制系统的定义
总结词
自动控制系统是一种无需人为干预，能够自动调节、检测、控制和决策的装置 或系统。
模块化
为了提高系统的可维护性和可扩展性，自动控制 系统正朝着模块化方向发展，将系统划分为若干 个独立的模块，每个模块具有特定的功能和接口 ，便于系统的升级和扩展。
网络化
物联网和云计算技术的广泛应用，使得自动控制 系统逐渐实现网络化，系统之间可以相互连接和 通信，实现信息共享和协同工作。
绿色环保
随着环保意识的提高，自动控制系统正朝着绿色 环保方向发展，采用节能技术和环保材料，降低 系统运行过程中的能耗和排放，减少对环境的影 响。
闭环控制系统
闭环控制系统的定义
闭环控制系统是一种通过反馈机制来调节和控制系统的输出，使 输出能够跟踪输入的变化的控制系统。
闭环控制系统的特点
闭环控制系统具有较高的控制精度和抗干扰能力，能够快速响应外 部干扰和变化。
闭环控制系统的应用场景
闭环控制系统广泛应用于各种工业控制、航空航天、机器人等领域 。
自动化控制系统应用于精准农业，实现农田的智能化管理、节水 灌溉等功能。
农业机器人
自动化控制系统在农业机器人中的应用，提高了农业生产效率和 农产品质量。
温室环境控制
通过自动化控制系统，实现对温室环境的自动调节和控制，确保 作物的生长环境适宜。
05
自动控制系统的发展趋势和挑战
发展趋势
智能化
随着人工智能和机器学习技术的快速发展，自动 控制系统正朝着智能化方向发展，能够自主地学 习和适应环境变化，提高系统的性能和效率。
自控原理课件 第1章-自动控制系统概
2
第1章 自动控制系统概述
第1章 自动控制系统概述
1.1自动控制系统基础知识
3
第1章 自动控制系统概述
4
第1章 自动控制系统概述
开环控制系统是一种最简单的控制系统。下面举例 说明其结构特点和工作原理。 图1.1所示是一个电阻炉温度控制系统，希望电阻炉 的温度T c保持在允许范围内。在该系统中，可以通过调 整自耦变压器滑动端的位置来改变电阻炉的温度，并使 其保持在允许范围内。因而被控对象就是电阻炉，被控 量就是电阻炉的温度。自耦变压器滑动端的位置对应了 一个电压值uc，也就对应了一个电阻炉的温度Tc，改变 M c也就改变了T”在这个控制系统中，没有对电阻炉的实 际温度进行测量，就是说，实际温度Tc是多少不得而知 。当系统中出现外部扰动(如炉门开关频繁变化)或内部 扰动(如电源电压波动)时，了c将偏离“c所对应的数值， 5 结果温度可能比希望值偏高或偏低。
25
第1章 自动控制系统概述
而放大器的输入电压为给定电压与反馈电压比 较后的偏差电压ΔU=Ug-Ufn, 其中Ug是由给定电 位器给定的，Ufn是由测速发电机TG输出电压 经电位器分压获得的。 Ufn的大小取决于转速 的高低。因此,测速发电机和电位器构成检测元 件和反馈单元；由于Ug和Ufn极性相反，所以构 成负反馈。
第1章 自动控制系统概述
6．检测元件 该装置用来检测被控制量，并将其转换成与 给定量相同的物理量。检测元件的精度和特性逐 渐影响控制系统的控制品质，它是构成自动控制 系统的关键部件。在此系统中是热电耦。
20
第1章 自动控制系统概述
由图1.6可见．系统中作用量的被控制量如
下： 给定量：又称为控制量或参考输入量。它通 常由给定信号电压构成，或通过检测元件将非电 量转换成电压信号。如图1.6中的给定电压UsT。 输出量：又称为被控制量。它是控制对象的 输出，是自动控制的目标。如图1.6中的炉温T 。 反馈量：是通过检测元件将输出量转换成与 给定量性质相同且数量级相同的信号。图1.6中 的反馈量是由热电偶将炉温转换来的信号电压 UfT。
自控系统的基础知识.
四：自控系统控制设备简介 2：电动阀组部分（ASI部分)
ASI－电动阀
ASI－电动蝶阀
11
ASI－FCU电动二通阀
ASI Controls
ASI Controls
四：自控系统控制设备简介 2：电动阀组部分（Honeywell)
电动闸阀
电动蝶阀
12
FCU电动二通阀
ASI Controls
ASI Controls
3
ASI Controls
ASI Controls
自控系统的基本知识
3：什么叫输入与输出
在自控系统中，输入与输出的概念都是控制器来说的。 1:现场实时感测的温度，湿度，水管压力，风管静压等都称之为 模拟输入量。 2:风机的运行状态（开，关），故障报警（正常，报警）， 滤网状态（脏，不脏）等都称之为 数字输入
ASI Controls
目
一：自控系统的基本知识
录
二：自控系统的基本控制对象及范围
三：各系统的控制原理
四：自控系统控制设备简介 五：自控系统控制的架构 六：自控系统的一些图控示例
1
ASI Controls
ASI Controls
自控系统的基本知识
一、什么是自控系统？
自动控制系统是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或 装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预 定的规律运行。 自动控制是相对人工控制概念而言的。指的是在没人参与的情况下 ，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定程序运行。
四：自控系统控制设备简介 3：感测器部分
室内温度感测器
风管湿度感测器
静压感测器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ水压差开关
水管压差感测器
自控原理ppt课件
非线性的理论研究远不如线性系统完整，一般只能近似 的定性描述和数值计算。
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29
1.2.5 其它分类方法
(1)按系统的输入/输出信号数量分:单入/单出系统（SISO） 和多入/多出系统（MIMO）
(2)按控制系统的功能分：温度控制系统、速度控制系统、位 置控制系统等。
(3)按系统元件组成来分：机电系统、液压系统、生物系统。
综上所述，对于一个自动控制的性能要求可以概括为三方 面：稳定性，快速性和准确性。
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35
(1)稳定性。自动控制系统的最基本的要求是系统必须是 稳定的，不稳定的控制系统是不能工作的。
(2)快速性。在系统稳定的前提下，希望控制过程（过渡 过程）进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很 短，可能使动态误差（偏差）过大。合理的设计应该 兼顾这两方面的要求。
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33
(c)等幅振荡过程: 被控量y(t)的动态过程是一个持
续等幅振荡过程，始终不能到达新的稳态值，如图17（c）。这种过程如果振荡的幅度较大，生产过程不 允许，则认为是一种不稳定的系统，如果振荡的幅度 较小，生产过程可以允许，则认为是一种稳定的系统。
(d)发散振荡过程: 被控量y(t)的动态过程不但是一
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13
＋U
电＋ 位 器
功率 放大器
电动机
测
＋
速 发
电
机
图1-1 直流电动机速度自动控制的原理结构图
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14
1.1.2 控制系统方框图
自动控制系统一般包括测量变送元件、控制器等组成 的自动控制装置和被控对象，其组成方框图如图1-2所 示。
图1-2 自动控制系统的组成框图
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1.2.5 其它分类方法
(1)按系统的输入/输出信号数量分:单入/单出系统（SISO） 和多入/多出系统（MIMO）
(2)按控制系统的功能分：温度控制系统、速度控制系统、位 置控制系统等。
(3)按系统元件组成来分：机电系统、液压系统、生物系统。
综上所述，对于一个自动控制的性能要求可以概括为三方 面：稳定性，快速性和准确性。
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35
(1)稳定性。自动控制系统的最基本的要求是系统必须是 稳定的，不稳定的控制系统是不能工作的。
(2)快速性。在系统稳定的前提下，希望控制过程（过渡 过程）进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很 短，可能使动态误差（偏差）过大。合理的设计应该 兼顾这两方面的要求。
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(c)等幅振荡过程: 被控量y(t)的动态过程是一个持
续等幅振荡过程，始终不能到达新的稳态值，如图17（c）。这种过程如果振荡的幅度较大，生产过程不 允许，则认为是一种不稳定的系统，如果振荡的幅度 较小，生产过程可以允许，则认为是一种稳定的系统。
(d)发散振荡过程: 被控量y(t)的动态过程不但是一
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＋U
电＋ 位 器
功率 放大器
电动机
测
＋
速 发
电
机
图1-1 直流电动机速度自动控制的原理结构图
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1.1.2 控制系统方框图
自动控制系统一般包括测量变送元件、控制器等组成 的自动控制装置和被控对象，其组成方框图如图1-2所 示。
图1-2 自动控制系统的组成框图
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自控系统培训资料
反作用：当输入信号增大时，流过执行器的流量减小 气动调节阀通常称为气关阀
选用原则：从安全生产的角度来确定正反作用。信号压力中断时，应保证 设备和操作人员的安全，如阀门处于打开位置时危害性小，则应选用气 关式；反之，则用气开式。 另外，还要考虑：
事故状态下，减少原料或动力消耗，保证产品质量； 考虑介质的特性。
最大的缺点是控制结果存在余差
积分控制器（I）
调节器的输出是偏差随时间的积分 积分控制器的作用是消除系统的静态误差，只要有偏差存在，调 节器输出会不断变化，直到偏差为0。但积分控制有时会改变系统的稳 定性，降低系统响应速度，所以一般不单独采用积分作用，而与比例 作用配合使用。
积分控制最大的优点是消除余差 最大的缺点是动作缓慢、产生相位滞后、稳定性降低
• Distributed Control System——DCS
• DCS可直译为“分布式控制系统”，“集散控制系统”是按中国人习 惯理解而称谓的。
• DCS的主要特征是它的集中管理和分散控制
• 它采用危险分散、控制分散，而操作和管理集中的基本设计思想，多 层分级、合作自治的结构形式
DCS的特点
给定
控制器 －
控制阀A
控制阀B 测量、变送 分程控制系统方块图
对象
前馈控制系统
前馈控制的特点 • 前馈控制比反馈控制及时，并且不受系统滞后大小的限制。 • 前馈控制属于开环控制 • 一种前馈作用只能克服一种干扰
前馈思想
在扰动还未影响输出以前，直接改变操作变量，以使输出不受或少 受外部扰动的影响。
1、压缩机的主要联锁
仪表位号
PAL-2013 GB-201停车 PAL-2031不低 PAL-2016 不低 XA-2011 XA-2012 PAL-2011 PAL-2015 PAL-2019 PAL-2023 PAL-2027
选用原则：从安全生产的角度来确定正反作用。信号压力中断时，应保证 设备和操作人员的安全，如阀门处于打开位置时危害性小，则应选用气 关式；反之，则用气开式。 另外，还要考虑：
事故状态下，减少原料或动力消耗，保证产品质量； 考虑介质的特性。
最大的缺点是控制结果存在余差
积分控制器（I）
调节器的输出是偏差随时间的积分 积分控制器的作用是消除系统的静态误差，只要有偏差存在，调 节器输出会不断变化，直到偏差为0。但积分控制有时会改变系统的稳 定性，降低系统响应速度，所以一般不单独采用积分作用，而与比例 作用配合使用。
积分控制最大的优点是消除余差 最大的缺点是动作缓慢、产生相位滞后、稳定性降低
• Distributed Control System——DCS
• DCS可直译为“分布式控制系统”，“集散控制系统”是按中国人习 惯理解而称谓的。
• DCS的主要特征是它的集中管理和分散控制
• 它采用危险分散、控制分散，而操作和管理集中的基本设计思想，多 层分级、合作自治的结构形式
DCS的特点
给定
控制器 －
控制阀A
控制阀B 测量、变送 分程控制系统方块图
对象
前馈控制系统
前馈控制的特点 • 前馈控制比反馈控制及时，并且不受系统滞后大小的限制。 • 前馈控制属于开环控制 • 一种前馈作用只能克服一种干扰
前馈思想
在扰动还未影响输出以前，直接改变操作变量，以使输出不受或少 受外部扰动的影响。
1、压缩机的主要联锁
仪表位号
PAL-2013 GB-201停车 PAL-2031不低 PAL-2016 不低 XA-2011 XA-2012 PAL-2011 PAL-2015 PAL-2019 PAL-2023 PAL-2027
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 对于我们来说，自控系统主要是对于楼宇自控系统(BAS)及厂房FMCS
系统。最主要要目的是：让分散于各建筑物各处的机电设备达到统一 的、合理调度、和节能的目的；具有：自动化、安全化、智能化的特 点。
2
自控系统的基本知识
• 1：什么叫模拟量（Analog) • 感测输出值的大小是一个在一定范围内变化的连续数值。 • 比如温度，从0~~100度，压力从0~10Mpa，液位从1~5米， • 电动阀的开度从0~100%，等，这些量都是模拟量 ， • 有时也称为类比量。
四：自控系统控制设备简介
• 3：感测器部分
室内温度感测器 风管湿度感测器
静压感测器
水压差开关
水管压差感测器
13
五、自控系统控制的架构
14
自控系统控制的架构
ASI Ethernet
以太网络 TCP/IP
ASI EtherLink
RS485
..
ASIC/2-7540
ASIS/2-48**
MODBUS RS485
• 5:纯水系统，废水系统，氮气系统等第三方整合部分 • 以上系统本身都自带控制器，故此部分 我们只是作系统整合，通过
通讯协议，对各系统的数据进行采集，记录 • 另：以上系统需开放出标准的 通讯协议 ，如RS 485 MODBUS RTU的
通讯协议
8
三：各系统的控制原理
•
此部分详见 CAD 档
9
四：自控系统控制设备简介
目录
1
自控系统的基本知识
• 一、什么是自控系统？
• 自动控制系统是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或 装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预 定的规律运行。
• 自动控制是相对人工控制概念而言的。指的是在没人参与的情况下， 利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定程序运行。
• 监视方式1：通过硬件接点，监视运行状态及故障报警（DI点）
•
采用此方式，简单明了，但当设备故障时，只知道是故障，
•
无法确认具体的故障原因
• 监视方式2：通过通讯协议读取。
•
采用此方式，可以读取的资料比较多，原则上设备所有的参
数
•
都能读到，如设备状态，故障信息，进出水温度，冷凝器温
度
•
，电流百分比等。
滤网状态（脏，不脏）等都称之为 数字输入
3:控制器根据现场的感测的数值，通过内部程序演算后， 控制器输出的给相应执行元件的模拟量命令即为模拟量输出。 如控制器给电动阀的动作信号（0－100%）， 控制器给加湿器（0-100%)的动作信号都模拟输出信号。
4:控制器根据现场的感测的数值，通过内部程序演算后， 控制器输出的给相应执行元件的数字量命令即为数字量输出。 如控制器给水泵的动作信号（开，关）就属于数字输出信号。
• 2：什么叫数字量（Digital) • 该物理量只有两种状态，如开关的导通和断开的状态， • 接触器的闭合和打开，电磁阀的通和断，等等。
3
自控系统的基本知识
3：什么叫输入与输出
在自控系统中，输入与输出的概念都是控制器来说的。 1:现场实时感测的温度，湿度，水管压力，风管静压等都称之为
模拟输入量。 2:风机的运行状态（开，关），故障报警（正常，报警），
6
• 如若采用此方式，冷热主机设备须开放标准的通讯协议，如RS485 MODBUS
二：自控系统的基本控制对象及范围
• 2：水泵、冷却水塔、风机 、排风机等 • 对于以上设备，我们会控制设备的启/停（DO)、本地/远程指示、运行
状态，故障故障（DI点），如若设备有变频，还会有变频器输出（AO), • 频率输出反馈（AI). • 针对以上设备，设备的强电控制盘需要预留接点。
• 3：空压系统 • 空压系统本身自带有控制系统，我们只监视设备的运行状态及故障报警，
通过管道上安装传感器，监视空压的压力（AI),空压流量（AI), • 空压露点（AI)
• 4:电力电表 • 通过智能电表读取当前回路的 电压、电流、有功功率、无功功率、功
率因数等。
•
7
二：自控系统的基本控制对象及范围
4
二：自控系统的基本控制对象及范围
• 适用于：
•
高级写字楼、五星级酒店、医院、药厂、工业厂房、
•
半导体产业和基础设施建设
• 控制对象：
•
主要实现建筑物内的暖通空调（HVAC)、冷热源、
•
给排水、照明、通风、电力、热交换、泛光照明、
•
公共照明、电梯其他机电设备
5
二：自控系统的基本控制对象及范围
• 1：冷热源主机 • 在常规做法中，冷热主机本身自带一套控制系统， • 在我们的控制当 中，对于此设备，只作监视，不涉及启/停控制。
5. 图控示例－电力电表
5. 图控示例－电力电表
• 1：控制器部分
ASI的控制器
10
Honeywell控制器
Siemens 控制器
四：自控系统控制设备简介
• 2：电动阀组部分（ASI部分)
ASI－电动阀
11
ASI－电动蝶阀
ASI－FCU电动二通阀
四：自控系统控制设备简介
• 2：电动阀组部分（Honeywell)
电动闸阀
12
电动蝶阀
FCU电动二通阀
VAV 控制器 FCU面板（暗装）
电力
照明
冷冻机
锅炉
15
6. 电脑主机图控示例
16
6. 图控示例制
18
6. 图控示例－热水机房控制
19
6. 图控示例－PV系统整合
20
6. 图控示例－CDA系统整合
21
6. 图控示例－MAU控制
5. 图控示例－排污泵
系统。最主要要目的是：让分散于各建筑物各处的机电设备达到统一 的、合理调度、和节能的目的；具有：自动化、安全化、智能化的特 点。
2
自控系统的基本知识
• 1：什么叫模拟量（Analog) • 感测输出值的大小是一个在一定范围内变化的连续数值。 • 比如温度，从0~~100度，压力从0~10Mpa，液位从1~5米， • 电动阀的开度从0~100%，等，这些量都是模拟量 ， • 有时也称为类比量。
四：自控系统控制设备简介
• 3：感测器部分
室内温度感测器 风管湿度感测器
静压感测器
水压差开关
水管压差感测器
13
五、自控系统控制的架构
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自控系统控制的架构
ASI Ethernet
以太网络 TCP/IP
ASI EtherLink
RS485
..
ASIC/2-7540
ASIS/2-48**
MODBUS RS485
• 5:纯水系统，废水系统，氮气系统等第三方整合部分 • 以上系统本身都自带控制器，故此部分 我们只是作系统整合，通过
通讯协议，对各系统的数据进行采集，记录 • 另：以上系统需开放出标准的 通讯协议 ，如RS 485 MODBUS RTU的
通讯协议
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三：各系统的控制原理
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此部分详见 CAD 档
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四：自控系统控制设备简介
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自控系统的基本知识
• 一、什么是自控系统？
• 自动控制系统是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或 装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预 定的规律运行。
• 自动控制是相对人工控制概念而言的。指的是在没人参与的情况下， 利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定程序运行。
• 监视方式1：通过硬件接点，监视运行状态及故障报警（DI点）
•
采用此方式，简单明了，但当设备故障时，只知道是故障，
•
无法确认具体的故障原因
• 监视方式2：通过通讯协议读取。
•
采用此方式，可以读取的资料比较多，原则上设备所有的参
数
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都能读到，如设备状态，故障信息，进出水温度，冷凝器温
度
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，电流百分比等。
滤网状态（脏，不脏）等都称之为 数字输入
3:控制器根据现场的感测的数值，通过内部程序演算后， 控制器输出的给相应执行元件的模拟量命令即为模拟量输出。 如控制器给电动阀的动作信号（0－100%）， 控制器给加湿器（0-100%)的动作信号都模拟输出信号。
4:控制器根据现场的感测的数值，通过内部程序演算后， 控制器输出的给相应执行元件的数字量命令即为数字量输出。 如控制器给水泵的动作信号（开，关）就属于数字输出信号。
• 2：什么叫数字量（Digital) • 该物理量只有两种状态，如开关的导通和断开的状态， • 接触器的闭合和打开，电磁阀的通和断，等等。
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自控系统的基本知识
3：什么叫输入与输出
在自控系统中，输入与输出的概念都是控制器来说的。 1:现场实时感测的温度，湿度，水管压力，风管静压等都称之为
模拟输入量。 2:风机的运行状态（开，关），故障报警（正常，报警），
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• 如若采用此方式，冷热主机设备须开放标准的通讯协议，如RS485 MODBUS
二：自控系统的基本控制对象及范围
• 2：水泵、冷却水塔、风机 、排风机等 • 对于以上设备，我们会控制设备的启/停（DO)、本地/远程指示、运行
状态，故障故障（DI点），如若设备有变频，还会有变频器输出（AO), • 频率输出反馈（AI). • 针对以上设备，设备的强电控制盘需要预留接点。
• 3：空压系统 • 空压系统本身自带有控制系统，我们只监视设备的运行状态及故障报警，
通过管道上安装传感器，监视空压的压力（AI),空压流量（AI), • 空压露点（AI)
• 4:电力电表 • 通过智能电表读取当前回路的 电压、电流、有功功率、无功功率、功
率因数等。
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二：自控系统的基本控制对象及范围
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二：自控系统的基本控制对象及范围
• 适用于：
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高级写字楼、五星级酒店、医院、药厂、工业厂房、
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半导体产业和基础设施建设
• 控制对象：
•
主要实现建筑物内的暖通空调（HVAC)、冷热源、
•
给排水、照明、通风、电力、热交换、泛光照明、
•
公共照明、电梯其他机电设备
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二：自控系统的基本控制对象及范围
• 1：冷热源主机 • 在常规做法中，冷热主机本身自带一套控制系统， • 在我们的控制当 中，对于此设备，只作监视，不涉及启/停控制。
5. 图控示例－电力电表
5. 图控示例－电力电表
• 1：控制器部分
ASI的控制器
10
Honeywell控制器
Siemens 控制器
四：自控系统控制设备简介
• 2：电动阀组部分（ASI部分)
ASI－电动阀
11
ASI－电动蝶阀
ASI－FCU电动二通阀
四：自控系统控制设备简介
• 2：电动阀组部分（Honeywell)
电动闸阀
12
电动蝶阀
FCU电动二通阀
VAV 控制器 FCU面板（暗装）
电力
照明
冷冻机
锅炉
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6. 电脑主机图控示例
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6. 图控示例制
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6. 图控示例－热水机房控制
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6. 图控示例－PV系统整合
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6. 图控示例－CDA系统整合
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6. 图控示例－MAU控制
5. 图控示例－排污泵