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  • 工業自動化控制系統的組成和控制原理

    2022-02-21 10:26:38 67

    工業生產過程的控制系統有各種不同的類型,例如簡單控制系統、復雜控制系統等,每個控制系統都包括操縱變量、被控變量和相應的控制規律。被控變量是需要控制的過程變量,例如換熱器泵出口壓力、出口溫度等。要使被控變量與期望的設定值保持一致,就需要一種控制手段,例如蒸汽流量、泵的旁路流量等等。被控變量偏離設定值的原因是生產過程中存在的干擾,例如蒸汽壓力的波動、泵轉速的變化等,通常,把用于調節的變量稱為操縱變量。

    一個簡單控制系統由檢測元件和變送器、控制、執行器和被控對象組成。

    檢測元件和變送器主要用于檢測被控變量,將檢測信號轉換為標準的信號,例如熱電阻將溫度變化轉換成電阻變化,溫度變送器將電阻信號轉換為標準的氣壓或電流、電壓信號。

    控制將檢測變送環節輸出的標準信號與設定值信號進行比較,獲得偏差信號,按一定控制規律對偏差信號進行相應的運算,運算輸出送執行器,控制可用模擬儀表實現,也可以用微處理器組成的數字控制實現,例如DCS和FCS中采用的PID控制功能模塊等。

    執行器是處于控制環路的終位置,因此也是終元件,執行器用于接收控制的輸出信號,并控制操縱變量變化。在大多數工業生產過程控制的應用中,執行器采用調節閥。近年來,隨著變調速技術的應用,一些控制系統以及采用變頻器和相應的電動機等設備組成執行器。

    控制原理:

    生產過程的負荷變化或者操作條件發生改變時,通過檢測元件和變送器的檢測和變送,將過程的被控變量送控制,經控制規律運算后的輸出送執行器,改變過程中相應的流體流量,使被控變量和設定值保持一致??梢?,檢測元件和變送器的作用類似于人的眼睛,控制的作用類似于人的大腦,執行器的作用類似于人的手和腳。一個控制系統的質量受到組成控制系統各組成部件的影響,主要取決于控制系統組成部件中比較薄弱環節的影響。

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