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自動(dòng)控制系統(tǒng)（auto tic control systems）它是一種控制系統(tǒng)，可以使生產(chǎn)過(guò)程或其他過(guò)程在沒(méi)有直接參與的情況下按照預(yù)期規(guī)則或預(yù)定的程序進(jìn)行。自動(dòng)控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的主要手段。

自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類方法有很多，如控制原理、給定信號(hào)、控制系統(tǒng)的復(fù)雜性、控制變量的名稱、調(diào)整規(guī)則等。以下幾種常見(jiàn)的分類方法。

(1)按控制原理分類

自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)控制原理分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。

①開環(huán)控制系統(tǒng)

在開環(huán)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)輸出僅由輸入控制，控制精度和抑制干擾的特點(diǎn)相對(duì)較差。在開環(huán)控制系統(tǒng)中，邏輯控制稱為順序控制系統(tǒng)，由順序控制裝置、檢測(cè)元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控工業(yè)對(duì)象組成。主要用于機(jī)械、化工、材料裝卸和運(yùn)輸過(guò)程的控制，以及機(jī)械手和。

②閉環(huán)控制系統(tǒng)

閉環(huán)控制系統(tǒng)是建立在反饋原理的基礎(chǔ)上的與預(yù)期值的偏差控制系統(tǒng)，獲得更好的控制性能。閉環(huán)控制系統(tǒng)也被稱為反饋控制系統(tǒng)。

(2)按給定信號(hào)分類

自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為恒值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。

①恒值控制系統(tǒng)

給定值保持不變，要求系統(tǒng)輸出以一定的精度接近給定希望值的系統(tǒng)。溫度、壓力、流量、液位高度、電機(jī)轉(zhuǎn)速等自動(dòng)控制系統(tǒng)屬于恒定值系統(tǒng)。

②隨機(jī)控制系統(tǒng)

根據(jù)未知時(shí)間函數(shù)的變化，給定值需要輸出跟隨給定值的變化。例如，跟隨衛(wèi)星的雷達(dá)天線系統(tǒng)。

③程序控制系統(tǒng)

給定值根據(jù)一定的時(shí)間函數(shù)變化。如程控機(jī)床。

(3)根據(jù)控制變量的名稱進(jìn)行分類

控制系統(tǒng)可分為溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)等。

自動(dòng)控制系統(tǒng)是在人工控制的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。如圖所示的液體貯槽， 材料中間容器或成品罐常用于生產(chǎn)。從前一道工序來(lái)的物料不斷流入槽中，槽中的液體被送到下一道工序進(jìn)一步加工。當(dāng)流入量 Q1（或流出量 Q0)波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致槽內(nèi)液位波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)溢出或抽空。解決這個(gè)問(wèn)題較簡(jiǎn)單的方法就是以儲(chǔ)罐液位為操作指標(biāo)，改變出口閥開度為控制手段。當(dāng)液位上升時(shí)，打開出口閥，關(guān)閉出口閥。為了有足夠的空間使液位上升和下降，選擇玻璃管液位計(jì)指示值中間的一個(gè)點(diǎn)作為正常工作液位高度，通過(guò)改變出口閥的開度，使液位保持在這個(gè)高度，使儲(chǔ)罐中的液位不會(huì)過(guò)高、溢流或過(guò)低。綜上所述，操作人員的工作有以下三個(gè)方面)。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 人工控制液位

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(1)檢測(cè)-用眼睛觀察玻璃管液位(測(cè)量元件)中的液位，并通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)告知大腦；

（2）計(jì)算（思考）和命令-大腦根據(jù)眼睛看到的液位高度思考，并與所需的液位值進(jìn)行比較，得出偏差的大小和正負(fù)，然后根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)發(fā)出命令；

(3)執(zhí)行-根據(jù)大腦發(fā)出的命令，用手改變閥門開度，以改變出口流量 Q使液位保持在所需的高度。

眼、腦、手三管，分別承擔(dān)檢測(cè)、操作和執(zhí)行三個(gè)功能，完成測(cè)量、偏差、操作閥門糾正偏差的全過(guò)程。由于人工控制受人體生理限制，控制速度和精度不能滿足大型現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。為了提高控制精度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，人們發(fā)明了一套自動(dòng)化裝置來(lái)代替上述人工操作，液體儲(chǔ)罐和自動(dòng)化裝置共同構(gòu)成了自動(dòng)控制系統(tǒng)。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?自動(dòng)控制液位

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為了完成人工控制中人的眼、腦、手三個(gè)器管的任務(wù)，自動(dòng)化裝置一般至少包括三個(gè)部分，分別用來(lái)模擬人的眼、腦和手的功能，這三個(gè)部分分別是：

(1)測(cè)量元件和變送器

其功能是測(cè)量液位，將液位轉(zhuǎn)換為特定統(tǒng)一的輸出信號(hào)(如氣壓信號(hào)或電壓、電流信號(hào)等)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量參數(shù)的不同，本部分一般可分為以下幾類：

①溫度傳感器、變送器；②壓力/壓差變送器；③流量變送器；④液位變送器；⑤電力變送器等。

(2)自動(dòng)控制器

它接收變送器發(fā)送的信號(hào)，比較工藝要求的液位高度，并根據(jù)一定的操作規(guī)則計(jì)算結(jié)果，然后用特定的信號(hào)（氣壓或電流）發(fā)送結(jié)果。這部分設(shè)施一般在控制室內(nèi)，較簡(jiǎn)單的是單、雙回路控制器，多參數(shù)、多回路一般使用 PLC、工控機(jī)、DCS 系統(tǒng)等。

(3)執(zhí)行器

它通常是指控制閥，其功能與普通閥相同，但它可以根據(jù)控制器發(fā)送的信號(hào)值自動(dòng)改變閥的開啟度。執(zhí)行部分也在現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)節(jié)閥是較常見(jiàn)的執(zhí)行器，以及變頻器、交流直流調(diào)速器等。

顯然，這種自動(dòng)化裝置具有人工控制系統(tǒng)中操作人員的眼、腦、手的部分功能，因此， 它可以自動(dòng)控制儲(chǔ)罐中的液位。

在自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成中，除上述自動(dòng)化裝置外，還必須有控制裝置控制的生產(chǎn)設(shè)備。需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器稱為被控對(duì)象。

各種塔、反應(yīng)器、換熱器、各種容器、泵、壓縮機(jī)等都是化工生產(chǎn)中常見(jiàn)的被控對(duì)象。精餾塔等復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)備， 設(shè)備上可能有幾個(gè)控制系統(tǒng)。在確定被控對(duì)象時(shí)，不一定是整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備。例如，蒸餾塔通常需要控制塔頂部的溫度和壓力，塔底部需要控制溫度和液位，塔中部也需要控制進(jìn)料流量。在這種情況下，只有與控制相關(guān)的塔的某一部分才是控制系統(tǒng)的控制對(duì)象。