自动控制仪表及装置 - 第一章
化工仪表及自动化第1章自动控制系统概述
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）。
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
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
控制仪表及装置复习要点及习题
概论思考题与习题0-1 控制仪表与装置采用何种信号进行联络？电压信号传输和电流信号传输各有什么特点？使用在何种场合？0-2 说明现场仪表与控制室仪表之间的信号传输及供电方式。
0～10mA的直流电流信号能否用于两线制传输方式？为什么？0-3 什么是本质安全型防爆仪表，如何构成本质安全防爆系统？0-4 安全栅有哪几种？它们是如何实现本质安全防爆的？第一章思考题与习题1-1 说明P、PI、PD调节规律的特点以及这几种调节规律在控制系统中的作用。
1-2 调节器输入一阶跃信号，作用一段时间后突然消失。
在上述情况下，分别画出P、PI、PD调节器的输出变化过程。
如果输入一随时间线性增加的信号时，调节器的输出将作何变化？1-3 如何用频率特性描述调节器的调节规律？分别画出PI、PD、PID的对数幅频特性。
1-4 什么是比例度、积分时间和微分时间？如何测定这些变量？1-5 某P调节器的输入信号是4～20mA，输出信号为1～5Ｖ，当比例度δ=60%时，输入变化6mA所引起的输出变化量是多少？1-6 说明积分增益和微分增益的物理意义。
它们的大小对调节器的输出有什么影响？1-7 什么是调节器的调节精度？实际PID调节器用于控制系统中，控制结果能否消除余差？为什么？1-8 某PID调节器（正作用）输入、输出信号均为4～20mA，调节器的初始值I i=I0=4mA，δ=200%，T I=T D=2min，K D=10。
在t=0时输入ΔI i=2mA的阶跃信号，分别求取t=12s 时：（1）PI工况下的输出值；（2）PD工况下的输出值。
1-9 PID调节器的构成方式有哪几种？各有什么特点？1-10 基型调节器的输入电路为什么采用差动输入和电平移动的方式？偏差差动电平移动电路怎样消除导线电阻所引起的运算误差？1-11 在基型调节器的PD电路中，如何保证开关S从“断”位置切至“通”位置时输出信号保持不变？1-12 试分析基型调节器产生积分饱和现象的原因。
自动化仪表及过程控制第一章绪论(doc 8页)
自动化仪表及过程控制第一章绪论(doc 8页)第一章绪论⏹本章提要1.过程控制系统的基本概念2.过程控制的发展概况3.过程控制系统的组成4.过程控制的特点及分类5.衡量过程控制系统的质量指标⏹授课内容第一节过程控制的发展概况1.基本概念✧过程控制系统-----指自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位成分、粘度、湿度以及PH值(氢离子浓度)等这样一些过程变量时的系统。
(P3)✧过程控制-----指工业部门生产过程的自动化。
(P3)2.过程控制的重要性●进入90年代以来自动化技术发展很快，是重要的高科技技术。
过程控制是自动化技术的重要组成部分。
在现代工业生产过程自动化电过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提●●现车间或大型装置的集中控制。
主要特点：检测和控制仪表-----采用单元组合仪表(气动、电动)和组装仪表，计算机控制系统的应用，实现直接数字控制(DDC)和设定值控制(SPC)；过程控制系统结构------多变量系统，各种复杂控制系统，如串级、比值、均匀控制、前馈、选择性控制系统；控制目的------提高控制质量或实现特殊要求；理论-----除经典控制理论，现代控制理论开始应用。
✧前馈控制-----按扰动来控制，在扰动可测的情况下，可以地提高控制质量。
✧选择性控制-----在生产过程遇到不正常工况或被控量达到安全极限事，自动实现的保护性控制。
●19世纪70年代以来(全盘自动化阶段)：发展到现代过程控制的新阶段，这是过程控制发展的第三个阶段。
主要特点：检测和控制仪表-----新型仪表、智能化仪表、微型计算机；过程控制系统结构-------由单多变量系统，由PID控制规律特殊控制规律，由定值控制最优控制、自适应控制，由仪表控制系统智能化计算机分布式控制系统；理论-----现代控制理论过程控制领域，如状态空间分析，系统辨识与状态估计，最优滤波与预报。
3.集散控制系统(DCS)✧集散控制系统-----是集计算机技术、控制技术、通信技术和图形显示技术为一体的装置。
仪表自动化第一章
给定值 C
四、影响控制系统过渡过程品质的主要因素
给定值 偏差 x e 控制器 z 操纵 变量 执行器 q f 干扰作用 被控对象 被控变量 y
p
测量元件与变送器
• 控制效果取决于控制对象（内因）和控制系统 （外因）两个方面。 • 外因只有通过内因起作用，内因是最终效果的 决定因素。
的静态
二、控制系统的过渡过程
设系统原处于平衡状态 干扰
给定值变化
y变化
负反馈 作用
恢复平衡
定义：由一个平衡状态（静态）过渡到另一个平衡状态 （新的静态）的过程。
干扰f
过渡过程
负反馈作用
研究 Y-t的变化规律
阶跃干扰： 突然、剧烈 易实现 好分析
衡量： 衡量： 在阶跃干扰作用 下的过渡过程。 下的过渡过程。
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
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 F I K L M 第一位字母 被测变量 分析 电导率 密度 电压 流量 电流 时间 物位 水分 比 指示 差 修饰词 后继字母 功能 报警 控制 字 母 P Q R S T V W Y Z 位置 执行机构 第一位字母 被测变量 压力 数量 放射性 速度 温度 粘度 力 安全 积分 累积 记录 开关 传送 阀 修饰词 后继字母 功能
Qi 要 求 观 察 思考 调 节
人工操作
(1)检测 检测 (2)运算 运算 (3)执行 执行
公司仪表车间仪器仪表及自动控制管理制度（四篇）
公司仪表车间仪器仪表及自动控制管理制度第一章总则第一条根据公司的规章制度以及相关法律法规，为保障公司仪表车间的正常运行和安全生产，提高仪器仪表及自动控制的管理水平，制定本管理制度。
第二条本管理制度适用于公司仪表车间以及相关人员，包括但不限于仪表设备的选择、采购、安装、维护、保养和处置等。
第三条公司仪表车间的仪器仪表及自动控制管理，应遵循科学、规范、公正、公开的原则，确保管理的合理性和有效性。
第四条公司仪表车间应制定仪器仪表及自动控制的管理规划，明确管理目标和措施。
第五条公司仪表车间应建立健全的质量体系，确保仪器仪表及自动控制的质量可靠和稳定。
第二章仪器仪表的选择和采购第六条仪器仪表的选择应根据生产需求，以提高生产效率和产品质量为原则。
第七条仪器仪表的采购应按照公司的采购制度进行，确保采购程序的透明、公正和合法。
第八条仪器仪表的采购应向有信誉的供应商购买，严禁购买假冒伪劣产品。
第九条仪器仪表的采购应保证技术性能和质量满足要求，且具备可靠性和稳定性。
第十条仪器仪表的采购应考虑其使用寿命和维修保养的难易程度，以降低运营成本。
第三章仪器仪表的安装和调试第十一条仪器仪表的安装应根据安装说明书进行，确保安装质量符合要求。
第十二条仪器仪表的调试应由专业人员进行，确保调试结果准确可靠。
第十三条仪器仪表的安装和调试应记录相关数据和结果，建立档案备查。
第四章仪器仪表的维护和保养第十四条仪器仪表的维护和保养应按照制度和操作规程进行，确保设备的正常运行。
第十五条仪器仪表的维护和保养应定期进行，检查设备的漏洞和故障。
第十六条仪器仪表的维护和保养应记录相关操作和结果，建立档案备查。
第五章仪器仪表的处置第十七条仪器仪表的报废或淘汰应按照相关程序和规定进行，严禁擅自处置。
第十八条仪器仪表的报废或淘汰应由专业人员进行处理，确保数据和信息的安全。
第六章其他事项第十九条公司仪表车间应加强对员工的培训和教育，提高他们的专业技能和管理水平。
控制仪表及系统1、2章习题
图1-7 齐纳式安全栅
2、隔离式安全栅 隔离式安全栅是通过隔离、限压和限流等措施来保 证安全防爆性能的。通常采用变压器隔离的方式，使其输 入、输出之间没有直接电的联系，以切断安全侧高电压窜 入危险侧的通道。同时，在危险侧还设置了电压、电流限 制电路，限制流入危险场所的能量，从而实现本安防爆的 要求。 变压器隔离式安全栅的一种电路结构如图0-8所示。来自 变送器的直流信号，由调制器调制成交流信号，经变压器 耦合，再由解调器还原为直流信号，送入安全区域。 变压器隔离式安全栅的特点是线路较复杂，但其性 能稳定，抗干扰能力强，可靠性高，使用也较方便。
ⅡA、ⅡB、ⅡC三级：见最大试验安全间隙和 最小点燃电流比。 ia是指在正常工作、一个故障和两个故障时 均不能点燃爆炸性气体混合物； ib是指在正常工作和一个故障时不能点燃 爆炸性气体混合物。
1-6.常用的防爆型控制仪表有哪几类？各有什么特点？ 答：常用的防爆型控制仪表有隔爆型和本质安全型两类仪表。 （一）隔爆型仪表 隔爆型仪表具有隔爆外壳，仪表的电路和接线端子全部置于防 爆壳体内，其表壳的强度足够大，隔爆结合面足够宽，它能承受仪 表内部因故障产生爆炸性气体混合物的爆炸压力，并阻止内部的爆 炸向外壳周围爆炸性混和物传播。这类仪表适用于1区和2区危险场 所。隔爆型仪表安装及维护正常时，能达到规定的防爆要求，但当 揭开仪表外壳后，它就失去了防爆性能，因此不能在通电运行的情 况下打开表壳进行检修或调整。 （二）本质安全型仪表 本质安全型仪表（简称本安仪表）的全部电路均为本质安全电 路，电路中的电压和电流被限制在一个允许的范围内，以保证仪表 在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和 热效应不致引起其周围爆炸性气体混合物爆炸。本安仪表不需要笨 重的隔爆外壳，具有结构简单、体积小、质量轻的特点，可在带电 工况下进行维护、调整和更换仪表零件的工作。
自动化仪表课件
20kPa(0.2kgf/c㎡ )
（2）电动仪表的信号标准 中国国家标准GB339《化工自动化仪表用模拟直流电流信号》规定了 电动仪表的信号，如表1-3所示。 表1－3
序号
模拟直流电流信号及其负载电阻
电流信号
4－20mADC 0-10mADC
负载电阻
250-750Ω 0-1000Ω 0-3000Ω
1
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1.1.2. 控制仪表与装置的分类及特点
通常，控制仪表与装置可按能源形式、信号类型、 和结构形式来分类。
1.1.2.1.按能源形式分类
可分为电动、气动、液动和机械式等几类。工业上普 遍使用电动控制仪表和气动控制仪表，两者之间的比较如 表1-1所示。
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表1－1
电动控制仪表和气动控制仪表的比较
1.1.3. 信号制
信号制即信号标准，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。
1.1.3.1. 信号标准
（1）气动仪表的信号的信号标准
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中国国家标准GB777《化工自动化仪表用模拟气动信号》规定了气动仪表的 信号的下限值和上限值，如表1-2所示
表1－2
下限
模拟信号的下限值和上限值
上限 100kPa(1kgf/c㎡ )
1.2.1. 采用单个放大器的仪表分析方法
1.2.1.1.采用单个放大器的仪表特点
这一类仪表一般具有如图1-3所 示的典型结构，即整个仪表可以划分 为三部分：输入部分、放大器和反馈 部分 。
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由图1-3可以求得整个仪表的输出与输入关系为
Ki K y x 1 KK f
(1-1)
式中 K i——输入部分的转换系数； K ——放大器的放大系数； K f ——反馈部分的反馈系数。 当满足KKf>>1的条件时
控制仪表与装置--习题集(自己做的)
控制仪表与装置--习题集（自己做的）一、填空题：1．控制仪表及装置按照结构形式分__________________、__________________、__________________三类。
2．控制仪表及装置按照能源分为__________________、__________________、__________________。
3．国际电工委员会将范围为_________的电流信号和范围为________的电压信号确定为过程控制系统电模拟信号的统一标准4．气动仪表的标准联络信号为：__________________。
5．在单元组合仪表中，调节器比例度与调节器的比例增益的关系为：_________。
6．执行器一般由_________和_________两大部分构成。
7、信号制是指------------------------------------------------------------------------------------------------。
8、PID调节器主要由、、三部分组成。
9、调节器的工作状态有-------------、-------------、----------------、----------------四种。
10、III型调节器的双向无平衡无扰动切换是指-------------------------------------------------------------。
11、TD越大，则微分作用------------；KD越大，则微分作用-----------。
12、TI越大，则积分作用------------；KI越大，则积分作用-----------。
二、简答题：第一章1、控制仪表及装置的分类有那些？1.答：分类：按能源形式分类：电动、气动、液动三类；按信号类型分类：模拟式和数字式：按结构形式分：基地式、单元组合式、组件组装式。
化工仪表及自动化第1章 第二节 自动控制系统的基本组成及方块图
第二节 自动控制系统的基本组成及方块图
液位自动控制的方块图
方块图中， x 指设定值；z 指输出信号；e 指偏差信 号；p 指发出信号；q 指出料流量信号；y 指被控变量； f 指扰动作用。当x 取正值，z取负值，e= x- z，负反 馈；x 取正值，z取正值， e= x+ z，正反馈。
图1-4 液位自动控制系统方块图
图形符号 字母代号 仪表位号
2
第二节 自动控制系统的基本组成及方块图
人工操作与自动控制比较图
图1-2 人工操作图
控制速度和精度不能满足大型 现代化生产的需要
4
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方块图
自动控制系统的组成
测量元件与变送器
自动化装置 组 成
被控对象
自动控制器 执行器
工艺流程图上的物料线是代表物料从一个设备进入另一个 设备，而方块图上的线条及箭头方向有时并不与流体流向 相一致。 自动控制系统是一个闭环系统
9
第二节 自动控制系统的基本组成及方块图
小结
自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。
与自动检测、自动操纵等开环系统比较，最本质的区 别，就在于自动控制系统有负反馈，开环系统中，被 控（工艺）变量是不反馈到输入端的。
7
第二节 自动控制系统的基本组成及方块图
其他控制系统
用同一种形式地方块图可以代表不同的控制系统
图1-5 蒸汽加热器温度控制系统
当进料流量或温度变化等 因素引起出口物料温度变化 时，可以将该温度变化测量 后送至温度控制器TC。温度 控制器的输出送至控制阀， 以改变加热蒸汽量来维持出 口物料的温度不变。
举例 化肥厂的造气自动机就是典型的开环系统的例子
仪表及自动控制设备管理规定
Xx有限公司仪表及自动控制设备管理规定第一章总则第一条为了加强xx有限公司（以下简称公司）仪表及自动控制设备（以下简称仪表设备）的管理工作，提高仪表设备管理水平，保障仪表设备安全经济运行，依据国家相关法律、法规，结合集团、公司实际情况，制定本规定。
第二条本规定所称仪表设备是指在公司生产运营过程中所使用的各类检测仪表、控制监视仪表、执行器、过程控制计算机系统、在线分析仪表、可燃（有毒）气体检测报警仪及其辅助单元等。
第三条本规定依据《xx科技有限公司仪表及自动控制设备管理规定》（xx机〔2018〕103号）制定，适用于公司机械动力部仪表专业。
第四条仪表设备管理的主要目标是对仪表设备从使用、维护、修理、改造、更新直至报废等进行科学的管理，使仪表设备处于良好的技术状态。
第二章管理职责第五条公司机械动力部是公司仪表设备管理工作的归口管理部门，主要职责：1（一）贯彻执行国家有关仪表设备管理工作的方针、政策和法规，贯彻执行xx有限公司、xx科技有限公司仪表设备管理制度、规定、规程和标准。
（二）负责制定和修订本公司仪表设备管理办法、规程和标准。
（三）检查仪表专业执行仪表管理规定、规程和标准的情况。
（四）参与新建装置、重点更新及技改技措项目仪表设备的规划、设计选型等前期技术管理工作。
（五）负责审核仪表设备零购、更新、报废计划及审批检修计划。
（六）参与审查仪表设备及其系统的技改技措项目计划。
（七）负责仪表设备的日常运行、维护管理工作，按时汇总、上报仪表设备技术状况有关统计表。
（八）负责审批重要仪表设备的检修项目及方案，参与重要仪表项目验收工作。
（九）负责组织仪表设备新产品、新材料、新技术和先进管理经验的交流及推广应用。
（十）负责组织仪表设备的重大事故调查，并及时提交事故报告。
（十一）组织建立健全仪表设备台帐及档案。
第六条生产运行部主要职责2（一）参与新建装置、重点更新及技改技措项目仪表设备设置合理性的审查工作；参与新增联锁逻辑的检查确认工作。
自动化仪表基础知识
显示仪表
生产过程
检测仪表
执行器
调节仪表
如图G： 检测仪表： 测量某些工艺参数如压力、温度、电压、频率、振动等。 显示仪表：指针式、数字式记录仪、工业电视、图象显示器 集中控制装置：包括巡回调节仪、程序控制仪、可编程序调节器、可编程序控制器 调节仪表根据需要对信号进行运算如放大、积分、微分等，也包括各种气动、电动调节器及用来代替调节器的微处理机。 执行器：接受调节系统的来的信号或直接来自操作人员的指令，对生产过程进行操作和控制。包括各种电、液、气动执行机构和调节阀、开关等。
怎样选择压力表的测量上限 压力表低于1/3量程部分，精度较低，不宜使用。 选择压力表的测量上限时，一般应大于最高使用压力的1/3，目的是为了保证压力表安全可靠地工作，维护其使用寿命。 选择使用范围时，最高不得超过刻度盘满刻度的3/4。选用标尺全量程的1/3-2/3之间为宜，因为这一使用范围，准确程度较高，又适合平稳、波动两种负荷下兼可使用。
四、温度仪表安装注意事项
1、温度一次点的安装位置应选在介质温度变化灵敏且具有代表性的地方，不宜选在阀门、焊缝等阻力部件的附近和介质流束呈死角处。 就地指示温度计要安装在便于观察的地方。 热电偶安装地点应远离磁场。 温度一次部件若安装在管道的拐弯处或倾斜安装，应逆着流向。 双金属温度计在≤DN50管道或热电阻、热电偶在≤DN70的管道上安装时，要加装扩大管。扩大管要按标准图制作。 压力式温度计的温包必须全部浸入被测介质中。
常用温度计的种类
0-3500 200-2000
光学探测 热电探测
红外线
400-2000 700-3000 900-1700
辐射式 光学式 比色式
辐射式
非接触式 测温仪表
仪器仪表及自动控制设备管理制度(三篇)
仪器仪表及自动控制设备管理制度第一章总则第一条为规范仪器仪表及自动控制设备的管理，保障其正常使用和维护，提高设备的利用率和寿命，确保工作质量和安全，制定本管理制度。
第二条本管理制度适用于本单位的所有仪器仪表及自动控制设备的购置、验收、领用、使用、维护、保养、保管等工作，适用于仪器仪表及自动控制设备的所有管理人员和使用人员。
第三条仪器仪表及自动控制设备的管理工作由设备管理部门负责，设备管理部门应具备相应的技术力量和管理能力。
第四条本管理制度应与相关法律法规和政府有关部门的规定相一致，如有冲突，以相关法律法规和政府有关部门的规定为准。
第二章仪器仪表及自动控制设备的购置与验收第五条仪器仪表及自动控制设备的购置应按照国家和地方的相关政策和法规进行，采购工作应当经过招标、竞争性谈判等合法程序，确保采购的设备具备所需的性能和质量标准。
第六条仪器仪表及自动控制设备的验收应由设备管理部门负责，验收时应按照设备合同和技术规范进行，验收合格后方可移交使用部门。
第七条购置的仪器仪表及自动控制设备应建立台账，详细记录设备的基本情况，包括设备的名称、型号、规格、购置时间、供应商、金额等信息。
第三章仪器仪表及自动控制设备的领用与使用第八条仪器仪表及自动控制设备的领用应填写领用单，并交设备管理部门备案，使用人员应当按照设备的使用说明进行操作，严禁私自改动和拆卸设备。
第九条仪器仪表及自动控制设备的使用人员应当定期进行设备运行状态的检查，发现故障或异常情况应及时报告设备管理部门，并维护部门按照规定进行维修和保养。
第十条仪器仪表及自动控制设备的使用人员在操作设备时应穿戴合适的劳动防护用品，并遵守相关的操作规程和安全操作规定，确保工作的安全性和质量。
第四章仪器仪表及自动控制设备的维护与保养第十一条仪器仪表及自动控制设备的维护和保养工作应按照设备的使用说明和相关的维护手册进行，设备管理部门应当建立设备的维护计划和记录，定期进行设备的维护和保养。
化工仪表及自动化第1章第五节 工艺管道及控制流程图
43
第五节 工艺管道及控制流程图
三、仪表位号
仪表位号是由字母代号组合和阿拉伯数字编号两部分 组成。阿拉伯数字编号写在圆圈的下半部, 其第一位数字 表示工段号, 后续数字（二位或三位数字）表示仪表序号。
举例
脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图中PIC-206表示 测量点在加热蒸汽管线上的蒸汽压力指示仪表，该 仪表为就地安装，工段号为2，仪表序号为06。
35
第五节 工艺管道及控制流程图
2.连接线
通用的仪表信号线均以细实线表示。连接线表示交叉及相接时, 采用下图的形式。必要时也可用加箭头的方式表示信号的方向。在 需要时, 信号线也可按气信号、电信号、导压毛细管等采用不同的表 示方式以示区别。
图1-14 联系线的表示法
36
第五节 工艺管道及控制流程图
图1-12脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图举例
34
第五节 工艺管道及控制流程图
一、图形符号 1.测试点（包括检出元件、取样点）
检试点是由工艺设备轮廓线或工艺管线引到仪表圆圈的连接线 的起点, 一般无特定的图形符号, 如下图所示。必要时, 检测元件也 可以用象形或图形符号表示。
图1-13 测试点的一般表示方法
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 盘面安装 仪表
38
第五节 工艺管道及控制流程图
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。
化工仪表及自动化
第一章 自动控制系统基本概念
内容提要
化工自动化的主要内容
控制仪表课后答案第1-2-3章部分
控制仪表课后答案第1-2-3章部分控制仪表课后答案第1-2-3章部分.,控制仪表及装置课后答案,控制仪表及装置第四版课后答案,控制仪表和装置课后答案,控制仪表与计算机控制课后题答案,控制仪表与计算机控制装置课后答案,控制仪表及装置课后答案吴勤勤,过程控制与仪表课后答案潘永湘,答案家,控制仪表及装置第四版思考与练习题参考答案第1章模拟式控制器思考与练习题(1)工业上常用控制器的控制规律有哪几种？答：工程上常用的控制器的控制规律有比例（P）、比例积分（PI）、比例微分（PD）以及比例积分微分（PID）四种，由此产生相应的四种常用控制器。
(2)在模拟控制器中，一般采用什方式实现各种控制规律？答：可以用负反馈放大器来实现。
其原理组成如图3.1所示。
=KUε控制仪表课后答案第1-2-3章部分.,控制仪表及装置课后答案,控制仪表及装置第四版课后答案,控制仪表和装置课后答案,控制仪表与计算机控制课后题答案,控制仪表与计算机控制装置课后答案,控制仪表及装置课后答案吴勤勤,过程控制与仪表课后答案潘永湘,答案家,控制仪表及装置第四版FUUf=O根据上述三个关系式可求得输出与输入的关系为：FKKUUi+=10当放大器的放大倍数足够大时，FK>>1,则上式分母中的1可忽略不计，上式可近似表示为：'01KFUUi=≈这就是说，只要放大器的放大倍数足够大，那么在引入负反馈构成闭环后，其闭环放大倍数K′就只与反馈系数F有关。
而反馈系数就是前面分析的分压系数，这样就实现了比例控制规律。
由于闭环放大倍数K′与反馈系数F成倒数关系，即后者衰减，前者放大，或者是，后者为除的关系，则前者就是乘的关系。
换句话说，两者之间互成逆运算关系。
由此得到了启发，若要闭环放大器起积分运算作用，它的反馈电路应是微分运算电路。
反之，要得到微分运算关系的放大电路，其反馈电路应该用积分电路。
(3)试述DDZ—Ⅲ型控制器的功能。
答：DDZ—Ⅲ型控制器的作用是将变器送来的1～5VDC测量信号与1～5VDC给定信号进行比较得到偏差信号，然后再将其偏差信号进行PID运算，输出4～20mADC信号，最后通过执行器，实现对过程参数的自动控制。
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Q 控制规律的表达式可能考计算P13
1.参数含义：△y变化量KP控制器比例增益TI控制器积分时间TD控制
器微分时间ε偏差
2.偏差的正负：ε=Xi-Xs 测量值-给定值
3.控制器的正作用反作用选择依据（分析题）给你对象能分析出是正作用还
是反作用：若KP前有负号则为反作用
4.①选阀：怎么安全怎么来，P1的例子温度控制系统，选气开或电开；②
假设温度过高，则偏差（温度）=测量值-设定值大于零，目标是△y（燃料）变化值小于零，所以选择反作用。
P PI PD 规律的特点阶跃响应要会分析P13-18
P PI PD PID 阶跃响应曲线特点PI PD 规律的阶跃响应综合题里考记住实际的时域公式
1.P控制特性：输入输出成比例关系，只要有偏差存在，控制器的输出就会
立刻与偏差成比例地变化，控制作用及时迅速。
系统会出现余差，被控变量受干扰影响偏离给定值后，无法回到原先数值；若偏差为零，则输出不会变化，系统无法保持平衡。
增大KP可以减小余差，但系统稳定性变差，容易产生震荡。
P用于干扰较小，允许有余差的系统中。
比例度δ、比例增益KP互为倒数，成反比，比例度越小，比例增益越大，比例作用越强。
2.PI控制特性：I能消除余差，只要偏差存在，积分作用的输出就会随时间
不断变化，知道偏差消除，控制器的输出才会稳定下来；积分作用输出快慢与输入偏差ε的大小成正比，与积分时间成反比，积分时间越短，积分
速度越快，积分作用越强；积分输出控制动作缓慢，会造成控制不及时，系统稳定裕度下降，因此积分作用与比例作用组合起来使用。
控制点偏差：控制器输出稳定在某一值时，测量值和给定值之间存在偏差。
控制精度：控制点最大偏差的相对变化值，表征控制器消除余差的能力，KI越大，控制精度越高，消除余差能力越强。
3.PD控制特性：当积分时间TI趋于无穷大，控制器成PD控制特性；微分
时间越长，微分作用越强；微分作用比单纯比例作用快，微分作用比单纯比例作用提前一段时间，这段时间就是TD；微分根据偏差变化速度进行控制，只要偏差出现变化趋势，就有控制作用输出，超前控制；偏差恒定不变，微分作用为零，所以不能单独使用。
微分增益KD＜1，控制作用减弱，反微分，目的是滤波，KD =1相当于比例作用。
4.PID控制特性：both
5.微分先行目的：设定值放在微分之后，不对设定值做微分，效果是不因为
设定值的变化，引起输出值较大的变化。
6.如果PI阶跃曲线，KP增加或者TI减小的情况下，曲线如何变化，会分
析，做实验做的：KP增加比例作用增强，TI减小积分作用增强，积分增益变大，曲线变陡。
Q 基型控制器的电路方框图P20会画根据框图知道具备哪些功能
指示手操参数设定输入输出
用单片机设计基型控制器画框图各种东西都要含有有输入（键盘）参数指示显示输入输出
Q 输入电路P21 分析偏差差动电平移动电路电平平移的目的
1.作用：①将测量信号和给定信号相减，得到偏差信号，再将偏差信号放大
输出；②电平移动，将以0V位基准的给定信号和偏差信号转换成以电平UB(10V)位基准的输出信号UO1
2.电平移动的目的：使运算放大器工作在允许的共模输入电压范围内。
Q 分析PD电路在“断”的位置，通过电阻引到n分之一UO1目的是P23 A 在“断”的位置，运放的同向端电压为n分之一UO1，电容CD通过电阻R1接至n分之一UO1，CD被充电。
因为输入信号为阶跃信号，所以不能直接加在电容CD两端，加入R1起到保护作用。
Q 分析实际PI电路在基型控制器当中有积分饱和P26
A 正常工作时，电容电压恒等于输出电压，但在饱和状态，输出电压已被限制住，而输入电压依然存在，并会通过RI向电容继续充电（或放电），所以电容电压将继续增加（或减小），这时电容电压不等于输出电压，导致运放的同向端电压和反向端电压不相等，这一现象称为积分饱和。
输出电路不做要求
Q 分析软手操、硬手操电路分析简化电路
重点自动软手操硬手操互相之间切换的电路哪些无需预平衡即可无扰动哪些需要预平衡才能无扰动原因是什么P30
A 自动→硬手操软手操→硬手操需要预平衡才能无扰动，若不事先平衡，
则会导致输出电压发生变化，对生产过程有扰动。