仪表自动化概述分析
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4.4.2 自动信号和联锁保护系统 自动信号系统：当工艺参数超出要求范围，自动发出声光信号 联锁保护系统：达到危险状态，打开安全阀或切断某些通路，必 要时紧急停车 如：反应器温度、压力进入危险限时，加大冷却剂量或关闭进料 阀
4.4.3 自动控制系统： 利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制，使他 们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时，能自动的回到规定 范围。
x + e 调节器 -
调节阀 变送器
对象 H
五、自动控制系统
5.2 质量指标 衰减比：表示系统的衰减程度的标志，η=B1/B2
（4:1~10:1常用） 最大偏差A 振荡周期Pu 余差C：过渡过程结束后，新稳定值与给定值之
差 过渡时间T：从被调参数变化之时起，直到进入
新的稳态值的±5%所需的时间
五、自动控制系统
四、自动调节系统
4.2 表示方法 4.2.1方块图表示方式
控制器
调节
控制器 输出 p
调节器 作用 q
e
干扰作用
f 被调参数
调节对象 y
给定值
测量值
变送器
x+ -
z
四、自动调节系统
4.2.2 流程图表示方式
蒸汽
进料
凝液
TC TT
出料
四、自动调节系统
4.3 分类： 4.3.1 按被调参数分类： 流量调节、温度调节、压力调节、物位调节等； 4.3.2 按调节规律分类： 比例调节、比例微分调节、比例积分调节、比例微分积
5.3 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
– 被控参Leabharlann Baidu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。
五、自动控制系统
仪表自动化基础知识培训
仪表自动化概述
惠州炼化二期项目组 Huizhou Refining & Petrochemicals Project Phase II
一、绪论
仪表是实现工业生产过程自动化的重要 工具，它应用广泛。在自动控制系统中， 过程检测仪表将被控变量转换成电信号 或气信号，去进行显示、记录、调节等 单元，从而实现生产过程的自动化，使 之达到我们预期的要求。
16
五、自动控制系统
比例控制P：比例，输出与偏差成比例，但不能消除余差， 它是以“偏差的大小”来动作的。
Ut K e(t) U0
比例积分控制PI：积分，输出与偏差对时间的积分成比例， 消除余差，它以“偏差是否存在”来动作
Ut
K (e(t) 1 Ti
t
0 edt) U0
比例积分微分控制PID：微分，输出与偏差变化的速度成比 例，有超前调节的作用，对滞后大的对象有很好的效果。
4.1.2 显示仪表：能将生产过程中各种参数进行 指示、记录或累计的仪表。可分模拟式、数字 式、图像显示三种。
四、自动调节系统
4.1.3 控制仪表：即调节器，主要是将被 调参数测量值与给定值之间的差值，按 一定的数学关系，转换为调节作用，施 加于对象，以校正由于扰动而引起的偏 差。
4.1.4 执行机构：执行器接受调节器送来 的控制信号，改变被调介质的流量，从 而把被调参数维持在所要求的范围内， 是自动调节系统中一个重要的组成部分。
参数
Pu
100%
给定
B1
B2
A T
±5%
0% 自动控制系统的过渡过程
15
五、自动控制系统
5.4 PID 调节器：根据偏差，按一定的运算规律产生输出信号。
比例P、积分I、微分D 比例P：有两种表示方式:比例度δ%和增益K，K=1/ δ% , K增大，系统的稳定器变差，控制质量提高。 纯比例调节时，K =输出/输入 积分I：积分时间以Ti（分）来表示，积分作用的基 本目的是在系统经受干扰后使系统输出返回设定值（即消 除余差）。 Ti↑系统稳定性↑， Ti↓积分作用越强。 微分D：微分时间以Td（分）来表示，微分作用的基本 目的是能补偿容量的滞后，使系统稳定性改善，从而允许 使用高的增益，并提高响应速度。 Td ↑作用强，太强会 振荡。
分调节 4.3.3 按被调参数的变化规律分类： 定值调节系统：给定值为常数； 随动调节系统：给定值为变数，要求跟随变化； 程序控制调节系统：按预定时间顺序控制参数。 4.3.4 按信号种类分类： 气动调节系统，电动调节系统
四、自动调节系统
4.4 主要内容 4.4.1 自动检测系统
利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记录。 如：加热炉温度、压力检测
二、仪表自动化的作用
仪表是操作人员的眼睛和手臂， 操作人员通过 检测仪表获得设 备、工艺的特定信号，观察、 分析、判断设备内的运行状况， 并通过控制和执行机构来调整 工艺参数，调控设备运行到最 佳状况。从而对生产过程进行 监测、控制、优化、调度、管 理和决策，达到增加产量、提 高质量、降低消耗、确保安全 等目标的综合性技术。
四、自动调节系统
4.1 组成:测量仪表、显示记录仪表、控制仪表、执行机构
要求
观察
思考 调节
显示 记录仪 记录 显示器
变换 检测 仪表
给定值
执行 机构
调节 调节器
四、自动调节系统
4.1.1 测量仪表：用来感受生产过程中压力、流 量、物位、温度等参数变化的元件。变送器的 作用是将测量元件得到的信号转换为一定的标 准信号，送往显示仪表或调节仪表进行显示、 记录或调节。
五、自动控制系统
5.1 组成 调节对象：自动调节系统的工艺生产设备
给定值：生产中要求保持的工艺指标
偏差：在自动化系统中，e=x - z 给定值x大于测量值z时为正偏差， 反之为负偏差；但在单独讨论调节器时，正好相反，即e=z - x。
系统的过渡过程：调节系统在受干扰作用后，在调节器的控制下， 被调参数随时间而变化的过程。如果调节正常的话，这个过程是 一个衰减振荡的过程。
三、化工自动化的发展历程
➢ 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~ 2000 s 单元组合Ⅲ型仪表：QDZⅢ ，DDZ Ⅲ
➢ 2000 s~ 集散控制系统,现场总线迅猛发展。
4.4.3 自动控制系统： 利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制，使他 们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时，能自动的回到规定 范围。
x + e 调节器 -
调节阀 变送器
对象 H
五、自动控制系统
5.2 质量指标 衰减比：表示系统的衰减程度的标志，η=B1/B2
（4:1~10:1常用） 最大偏差A 振荡周期Pu 余差C：过渡过程结束后，新稳定值与给定值之
差 过渡时间T：从被调参数变化之时起，直到进入
新的稳态值的±5%所需的时间
五、自动控制系统
四、自动调节系统
4.2 表示方法 4.2.1方块图表示方式
控制器
调节
控制器 输出 p
调节器 作用 q
e
干扰作用
f 被调参数
调节对象 y
给定值
测量值
变送器
x+ -
z
四、自动调节系统
4.2.2 流程图表示方式
蒸汽
进料
凝液
TC TT
出料
四、自动调节系统
4.3 分类： 4.3.1 按被调参数分类： 流量调节、温度调节、压力调节、物位调节等； 4.3.2 按调节规律分类： 比例调节、比例微分调节、比例积分调节、比例微分积
5.3 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
– 被控参Leabharlann Baidu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。
五、自动控制系统
仪表自动化基础知识培训
仪表自动化概述
惠州炼化二期项目组 Huizhou Refining & Petrochemicals Project Phase II
一、绪论
仪表是实现工业生产过程自动化的重要 工具，它应用广泛。在自动控制系统中， 过程检测仪表将被控变量转换成电信号 或气信号，去进行显示、记录、调节等 单元，从而实现生产过程的自动化，使 之达到我们预期的要求。
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五、自动控制系统
比例控制P：比例，输出与偏差成比例，但不能消除余差， 它是以“偏差的大小”来动作的。
Ut K e(t) U0
比例积分控制PI：积分，输出与偏差对时间的积分成比例， 消除余差，它以“偏差是否存在”来动作
Ut
K (e(t) 1 Ti
t
0 edt) U0
比例积分微分控制PID：微分，输出与偏差变化的速度成比 例，有超前调节的作用，对滞后大的对象有很好的效果。
4.1.2 显示仪表：能将生产过程中各种参数进行 指示、记录或累计的仪表。可分模拟式、数字 式、图像显示三种。
四、自动调节系统
4.1.3 控制仪表：即调节器，主要是将被 调参数测量值与给定值之间的差值，按 一定的数学关系，转换为调节作用，施 加于对象，以校正由于扰动而引起的偏 差。
4.1.4 执行机构：执行器接受调节器送来 的控制信号，改变被调介质的流量，从 而把被调参数维持在所要求的范围内， 是自动调节系统中一个重要的组成部分。
参数
Pu
100%
给定
B1
B2
A T
±5%
0% 自动控制系统的过渡过程
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五、自动控制系统
5.4 PID 调节器：根据偏差，按一定的运算规律产生输出信号。
比例P、积分I、微分D 比例P：有两种表示方式:比例度δ%和增益K，K=1/ δ% , K增大，系统的稳定器变差，控制质量提高。 纯比例调节时，K =输出/输入 积分I：积分时间以Ti（分）来表示，积分作用的基 本目的是在系统经受干扰后使系统输出返回设定值（即消 除余差）。 Ti↑系统稳定性↑， Ti↓积分作用越强。 微分D：微分时间以Td（分）来表示，微分作用的基本 目的是能补偿容量的滞后，使系统稳定性改善，从而允许 使用高的增益，并提高响应速度。 Td ↑作用强，太强会 振荡。
分调节 4.3.3 按被调参数的变化规律分类： 定值调节系统：给定值为常数； 随动调节系统：给定值为变数，要求跟随变化； 程序控制调节系统：按预定时间顺序控制参数。 4.3.4 按信号种类分类： 气动调节系统，电动调节系统
四、自动调节系统
4.4 主要内容 4.4.1 自动检测系统
利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记录。 如：加热炉温度、压力检测
二、仪表自动化的作用
仪表是操作人员的眼睛和手臂， 操作人员通过 检测仪表获得设 备、工艺的特定信号，观察、 分析、判断设备内的运行状况， 并通过控制和执行机构来调整 工艺参数，调控设备运行到最 佳状况。从而对生产过程进行 监测、控制、优化、调度、管 理和决策，达到增加产量、提 高质量、降低消耗、确保安全 等目标的综合性技术。
四、自动调节系统
4.1 组成:测量仪表、显示记录仪表、控制仪表、执行机构
要求
观察
思考 调节
显示 记录仪 记录 显示器
变换 检测 仪表
给定值
执行 机构
调节 调节器
四、自动调节系统
4.1.1 测量仪表：用来感受生产过程中压力、流 量、物位、温度等参数变化的元件。变送器的 作用是将测量元件得到的信号转换为一定的标 准信号，送往显示仪表或调节仪表进行显示、 记录或调节。
五、自动控制系统
5.1 组成 调节对象：自动调节系统的工艺生产设备
给定值：生产中要求保持的工艺指标
偏差：在自动化系统中，e=x - z 给定值x大于测量值z时为正偏差， 反之为负偏差；但在单独讨论调节器时，正好相反，即e=z - x。
系统的过渡过程：调节系统在受干扰作用后，在调节器的控制下， 被调参数随时间而变化的过程。如果调节正常的话，这个过程是 一个衰减振荡的过程。
三、化工自动化的发展历程
➢ 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~ 2000 s 单元组合Ⅲ型仪表：QDZⅢ ，DDZ Ⅲ
➢ 2000 s~ 集散控制系统,现场总线迅猛发展。