2023-03-08網絡
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自動控制系統是指用一些自動控制裝置,對生產中某些關鍵性參數進行自動控制。
生產過程中各種工藝條件不可能是一成不變的。特別是化工生產,大多數是連續性生產,各設備相互關聯,當其中某一設備的工藝條件發生變化時,都可能引起其他設備中某些參數或多或少地波動,偏離了正常的工藝條件。
歷史發展
經過20多年的發展,中國工業自動控制系統裝置制造行業取得了長足的發展,尤其是20世紀90年代以來,中國工業自動控制系統裝置制造行業的產量一直保持在年增長20%以上。
2011年,中國工業自動控制系統裝置制造行業取得了令人矚目的成績。全年完成工業總產值2056.04億元;產品銷售收入1996.73億元,同比增長24.66%;實現利潤總額202.84億元,同比增長28.74%。國產自動控制系統相繼在火電、化肥、煉油領域取得了突破。
參考資料來源:百度百科-自動控制系統 (自控系統)
由執行元件、測量元件和控制元件三部分組成。
執行元件用于改變被控量,如電機作為執行元件可以改變機械臂的角度;
測量元件用于測量被控量,如采用旋轉變壓器或者碼盤等角位置測量元件可以檢測機械臂的轉角;
控制元件用于實現閉環控制,改善被控系統性能,一般采用模擬電路、DSP、PLC或者計算機等部件實現,可以校正被控對象,改變系統開環傳遞函數,使閉環系統滿足一定的性能指標要求。
擴展資料:
按控制原理的不同,自動控制系統分為開環控制系統和閉環控制系統。
1 開環控制系統
在開環控制系統中,系統輸出只受輸入的控制,控制精度和抑制干擾的特性都比較差。開環控制系統中,基于按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統;由順序控制裝置、檢測元件、執行機構和被控工業對象所組成。主要應用于機械、化工、物料裝卸運輸等過程的控制以及機械手和生產自動線。
2 閉環控制系統
閉環控制系統是建立在反饋原理基礎之上的,利用輸出量同期望值的偏差對系統進行控制,可獲得比較好的控制性能。閉環控制系統又稱反饋控制系統。
按給定信號分類,自動控制系統可分為恒值控制系統、隨動控制系統和程序控制系統。
3 恒值控制系統
給定值不變,要求系統輸出量以一定的精度接近給定希望值的系統。如生產過程中的溫度、壓力、流量、液位高度、電動機轉速等自動控制系統屬于恒值系統。
4 隨動控制系統
給定值按未知時間函數變化,要求輸出跟隨給定值的變化。如跟隨衛星的雷達天線系統。
5 程序控制系統
給定值按一定時間函數變化。如程控機床。
自動控制技術的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來并大大提高控制效率。自動控制是工程科學的一個分支。
它涉及利用反饋原理的對動態系統的自動影響,以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看,它以數學的系統理論為基礎。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產生的控制論的一個分支 ?。基礎的結論是由諾伯特·維納,魯道夫·卡爾曼提出的。
參考資料:百度百科——自動控制系統。
1.自動控制系統主要由:控制器,被控對象,執行機構和變送器四個環節組成。
2.自動控制系統(automaticcontrolsystems)是在無人直接參與下可使生產過程或其他過程按期望規律或預定程序進行的控制系統。自動控制系統是實現自動化的主要手段。
按給定信號分類,自動控制系統可分為恒值控制系統、隨動控制系統和程序控制系統。
恒值控制系統
給定值不變,要求系統輸出量以一定的精度接近給定希望值的系統。如生產過程中的溫度、壓力、流量、液位高度、電動機轉速等自動控制系統屬于恒值系統。
隨動控制系統
給定值按未知時間函數變化,要求輸出跟隨給定值的變化。如跟隨衛星的雷達天線系統。
程序控制系統
給定值按一定時間函數變化。如程控機床。
在無人直接參與下可使生產過程或其他過程按期望規律或預定程序進行的控制系統。自動控制系統是實現自動化的主要手段。按控制原理的不同,自動控制系統分為開環控制系統和閉環控制系統。在開環控制系統中,系統輸出只受輸入的控制,控制精度和抑制干擾的特性都比較差。開環控制系統中,基于按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統;由順序控制裝置、檢測元件、執行機構和被控工業對象所組成。主要應用于機械、化工、物料裝卸運輸等過程的控制以及機械手和生產自動線。閉環控制系統是建立在反饋原理基礎之上的,利用輸出量同期望值的偏差對系統進行控制,可獲得比較好的控制性能。閉環控制系統又稱反饋控制系統。
PLC控制系統,ProgrammableLogicController,是可編程邏輯控制器,專為工業生產設計的一種數字運算操作的電子裝置,它采用一類可編程的存儲器,用于其內部存儲程序,執行邏輯運算,定時,計數與算術操作等面向用戶的指令,并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。是工業控制的核心部分。
從二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController,PLC)取代傳統繼電器控制裝置以來,PLC得到了快速發展,在世界各地得到了廣泛應用。PLC的功能也不斷完善。
隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網絡技術的不斷發展和用戶需求的不斷提高,PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。現在的PLC不再局限于邏輯控制,在運動控制、過程控制等領域也發揮著十分重要的作用。
PLC就相當于機器的大腦,我們編的程序就相當于人所撐握的知識與規則。機器就相當于人的軀體,用來執行PLC的各種動作。電,氣,液等就相當于人的肌肉與神經,PLC發出指令,通過電,氣,液等將能量傳給機器,機器就執行了。
傳感器將外界情況反饋給PLC,就相當于人的眼,鼻等,然后將外界事物反饋給大腦。
拿一個人或者動物來打比方,PLC就是大腦,PLC跟機器的結合就相當于人的大腦跟軀體的結合,只是人的大腦里面的程序比PLC要復雜得多了,但是人的大腦的靈敏度及準確性不及PLC。
自動控制(automatic control)是一種技術手段,是指在沒有人直接參與的情況下,利用外加的設備或裝置,使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。自動控制是相對人工控制概念而言的。
自動控制系統是實現自動控制的一套設備或裝置,是由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標和功能的管理系統。
1 分類
自動控制系統按其控制對象的不同分為兩大類。一類具有運動性質,需由電動機拖動來實現,稱為運動控制系統(或稱傳動控制系統),而將運動控制系統的工作過程稱為運動控制;另一類的控制對象是如溫度、壓力、流量、物料、成分、液位和酸堿度等工業生產過程中的量,比如精餾塔中化工產品的生產控制、鍋爐中的蒸汽溫度的控制等,控制這類對象的自動控制系統稱為過程控制系統,而將過程控制系統的工作過程稱為過程控制。一般,過程控制中常常伴有物體的流動和能量的流動,控制好物量流和能量流的大小,可以達到過程控制目標的要求。運動控制的執行元件是電動機,過程控制的執行元件是調節閥。無論是運動控制還是過程控制,它們均適用于相同的自動控制理論。
但是,由于被控對象不相同的特點,兩類控制系統在響應特性上也呈現出不同的特征。例如,運動控制系統的調節時間短、響應速度快;而過程控制系統中常常含有大慣性環節、大延時環節等,調節時間長,響應速度慢。在應用控制理論解決具體控制問題時,會存在一定的差異。在這兩大類控制系統中,根據控制對象的具體要求、輸入信號的特征、信號傳輸過程是否連續、參數是否時變、系統中是否含有非線性元件等,還可將控制系統作進一步的分類。
2 組成
為了描述自動控制系統的組成,常將系統中完成不同功能的部分用所謂的“環節”一詞來描述。一般的控制系統包括的環節如圖4-14所示。
1)給定環節
給定輸入量通過給定環節作用于系統。例如,有的控制系統用給定電位器將電壓信號作用于控制系統,為了減小給定電位器在開關閉合瞬間將一個恒值的電壓信號突然作用于控制系統而對控制系統造成較大的沖擊,有時給定環節還利用積分器逐漸增加作用信號。
圖4-14 自動控制系統組成框圖。
2)比較環節
比較環節完成將給定量與反饋量相比較的功能。完成給定量減反饋量運算的,須將反饋量與給定量接成相反的極性,使反饋量的作用削弱給定量,稱為負反饋比較。反之,若完成給定量加反饋量運算的,反饋量的極性須與給定量的極性相同,即反饋量的作用增大了給定量,則是正反饋比較。在多閉環控制系統中,為了得到好的響應性能,有時將某個內環接成正反饋,而外環則都接成負反饋。
3)放大環節
閉環控制系統是靠給定量與反饋量的差值信號實現對輸出量控制的。由于差值信號很小(無差系統為0),直接加在控制設備上不足以使系統工作,須經放大環節將信號放大。
4)執行環節
執行環節又稱執行機構,由它的動作使被控量得到控制,是控制系統的末端環節。運動控制系統中的執行元件常常是各類電動機,由電動機的旋轉或直線運動來拖動負載,過程控制系統中的執行元件一般是調節閥,自動調節閥門的開度能夠控制管道中流體的流量或壓力,實現對被控對象的控制。
5)控制環節
控制環節有時又稱校正環節或控制器、調節器等,是人為設置的環節。設置該環節的目的是為了取得好的控制效果。好的控制效果是指輸出量跟隨輸入量變化得更快、更穩、更精確。
6)被控對象
被控對象也稱控制對象,是指受系統控制的物理量。被控對象常被選為輸出量。例如,速度控制系統的被控對象應選為電動機的運行速度,溫度控制系統的控制對象應選為被控制的溫度。
7)反饋環節
反饋環節將檢測到的被控量反饋傳輸到輸入端,與給定量進行比較以實現閉環控制。有的系統將被測量直接接入比較環節,稱為單位反饋。
8)擾動環節
自動控制系統在運行過程中,不可避免會受到環境、設備自身等各種因素的影響、擾動。