重科化工14田华原创
化工自动化：用自动化装臵来管理化工生产过程的方法就称为化工自动化。
目的：1、加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量； 2、减轻劳动强度，改善劳动条件；
3、能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的；
4、生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高人工技术文化水平，为逐步的消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
第一章 自动控制系统的基本概念
自动检测 自动保护 自动化 自动操纵系统。
自动控制 （核心）
文字写里面，必须要有箭头，先有对象再有变量。
自动控制被控对象：需要控制其工艺参数的生产设备或机器-对象
系统基本测量变送装臵：测量被控对象的参数并将其转化为一种特定的统一的信号发送出
去（负反馈）
组成控制器：接受变送器传来的信号，与工艺所需保持的参数进行比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定的信号发送出去。
执行器：化工上指控制阀，自动的根据控制器送来的信号来改变阀门开启度
被控变量：被控对象的输出，生产工艺过程中需要控制的数值。
正反馈：使原来信号加强，反馈信号取+值
反馈
负反馈：使原来信号减弱，反馈信号取-值
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自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。他与自动检测、自动操纵等开环系统比较，最本质的区别，就是在于自动控制系统具有负反馈。开环系统中，被控变量（工艺）是不反馈到输入端的。
定值控制系统：恒定给定值，使被控制的工艺参数保持在一个生产指标上不变
自动控制
系统的分类随动控制系统（自动跟踪系统）：给定值不断变化，使所控制的工艺参数准确
而快速地跟随给定值变化而变化。
程序控制系统：给定值也为变化，但它是一个已知的时间函数，即生产
技术指标需按一定的时间程序变化。
控制系统的静态与动态：
把控制变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，把被控变量随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。
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； 品质指标：
1、 最大偏差或超调量：在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大数值，图中A所示； 2、 衰减比：前后相邻两个峰值的比图中B：B’；
3、 余差：过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差叫做余
差，图中C所示；
4、 过渡时间：从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时止，过渡过程
所经历的时间叫做过渡时间； 5、 振荡周期或频率。
主要品质指标：最大偏差、衰减比、余差、过渡时间等。
阶跃干扰作用下的过渡过程形式：（教材P12）
第二章 过程特性及其数学模型
数学模型：用数学的方法来描绘出对象输入量与输出量之间的关系，这种对象特性的数学
描述就称为对象的数学模型。
数学模型非参量模型：采用曲线或数据表格等来表示； 表达形式 参量模型：采用数学方程式来表示
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控制系统的方案设计
控制系统的调试和控制器参数的确定
建模 制定工业过程操作优化方案
新型控制方案及控制算法的确定
目的 计算机仿真与过程培训系统
设计工业过程的故障检测与诊断系统
机理建模：
根据对象或生产过程的内部机理，列写出各种有关的平衡方程，如物料、能量、动量、相平衡方程以及某些物性方程、设备特性方程、化学反应定律、电路基本定律等，从而获取对象的数学模型。 优点：具有非常明确的物理意义，所得的模型具有很大的适应性，便于对模型参数进行调整。 缺点：对于某些对象，人们难以写出它的数学表达式或者表达式中某些系数难以确定。 一阶对象：当对象的动态特性可以用一阶微分方程来描述时，一般称为一阶对象； 积分对象：当对象的输出参数与输入参数对时间的积分成比例关系时，称为积分对象； 二阶对象：当对象的动态特性可以用二阶微分方程来描述时，一般称为二阶对象； 实验建模：书p24不太重要。
描述对象的特性：
放大系数K：在数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量参数
之比，如果有一定的输入变化量△Q1，通过对象就被放大了K倍变为输出变化量△h，则称
K为对象的放大系数；放大系数越大，被控变量对这个量的变化就越灵敏，这在选择被控变量时是需要考虑的。
时间常数T：当对象受到干扰作用后，被控变量达到新的稳态值所需要的时间；时间常数越大，被控变量的变化也越慢，达到新的稳定值所需要的时间也越大。 传递滞后引起的
：t0的产生一般是由于介质的输送需要一段时间
滞后时间：容量滞后：对象在受到阶跃输入作用x后，被控变量y开始变
化很慢，后来才逐渐加快，最后又变慢直至逐渐接近稳定值，又称过度滞后。
第三章：检测仪表与传感器
检测仪表：用来检测生产过程中各个有关参数的工具； 传感器：将某些参数转换为一定的便于传送的信号的仪表； 变送器：将传感器的输出为单元组合仪表中规定的标准信号；
测量过程：在实质上都是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程
测量误差：由仪表读得的被测值与被测量真实值之间，总是存在一定的差距，这一差距就
称为测量误差。
绝对误差：在理论上是指仪表指示值xi和被测量的真值xt之间的差值，表示为：
测量
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相对误差：某一点的绝对误差与标准表在这一点的指示值x0之比，表示为：
式中，y为仪表在x0处的相对误差；
真值：指被测物理量客观存在的真实数值，它是无法得到的理论值。测量仪表在
其标尺范围内各点读数的绝对误差，一般是用被校表（精确度较低）和标准表（精确度较高）同时对同一被测量进行测量所得到的两个读数之差，表示为：
误差
仪表的性能指标：
1、 精确度、精度（考计算）：
“绝对误差”指的是绝对误差中的最大
值：
即：
将绝对误差折合成仪表测量范围的百分数表示，称为相对百分误差
一台仪表的允许误差是指在规定的正常情况下允许的相对百分误差的最大值，即：
仪表的
越大，表示它的精确度越低；反之，仪表的
越小，表示它的精确度越高。
精度等级：将仪表允许的相对百分误差去掉“+-”号及“%”号，就可以用来确定仪表的精确度等级。
2、 变差：在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程（即被测参数逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，被测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间的最大偏差：
3、 灵敏度与灵敏限：仪表指针发生线位移或者角位移，与引起这个位移的被测参数变化
量之比值称为仪表的灵敏度： S为仪表的灵敏度，为指针的线位移或角位移；为引起所需的被测参
数变化量。
灵敏度：数值上就等于单位被测参数变化量所引起的仪表指针移动的距离（或转角）； 灵敏限：指能引起在仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量，仪表灵敏限的数值应不大于仪表允许绝对误差的一半。
4、 分辨力：数字式仪表，分辨力指数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变化
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