【正文】 動(dòng)不止 ， 往復(fù)不息的動(dòng)態(tài)過程中 。 了解過渡過程中被控變量的變化規(guī)律對(duì)于研究自動(dòng)控制系統(tǒng)是十分重要的 。 被控變量在給定值的某一側(cè)作緩慢變化 ， 沒有來回波動(dòng) ，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上 ， 這種過程形式為非周期衰減過程 ，如圖 113（ a） 所示 。 對(duì)于非周期性的衰減過程 ， 由于這種過渡過程變化較慢 ，被控變量在控制過程中長(zhǎng)時(shí)間地偏離給定值 ， 而不是很快恢復(fù)平衡狀態(tài) ， 所以一般不采用 ， 只是在生產(chǎn)上不允許被控變量有波動(dòng)的情況下才采用 。 圖上橫坐標(biāo) t為時(shí)間 ， 縱坐標(biāo) y為被控變量離開給定值的變化量 。同時(shí)考慮到干擾會(huì)不斷出現(xiàn)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)干擾還未清除時(shí)，第二個(gè)干擾可能又 出現(xiàn)了，偏差有可能是疊加的，這就更需要限制最大偏差的允許值。 假如 n只比 1稍大一點(diǎn)，顯然過渡過程的衰減程度很小，接近于等幅振蕩過程，由于這種過程不易穩(wěn)定、振蕩過于頻繁、不夠安全，因此一般不采用。 當(dāng)過渡過程終了時(shí)，被控變量所達(dá)到的新的穩(wěn)定值與定值之間的偏差叫做余差，所以說余差就是過渡過程終了時(shí)的殘余偏差，在圖 114中以 C表示。 1． 過渡時(shí)間 從干擾作用發(fā)生的時(shí)刻起，直到系統(tǒng)重新建立新的平衡時(shí)止，過渡過程所經(jīng)歷的時(shí)間叫做過渡時(shí)間。 5％（或177。 上升時(shí)間也是一個(gè)品質(zhì)指標(biāo) ， 它是指干擾開始作用起至第一個(gè)波峰時(shí)所需的時(shí)間 ， 顯然 ， 上升時(shí)間以短一些為宜 。 2％ ， 就可以認(rèn)為過渡過程已經(jīng)結(jié)束 ， 那么限制范圍為 200 （ 177。對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，過渡過程品質(zhì)的好壞，在很大程度上決定于對(duì)象的性質(zhì)。為了更好地分析和設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)，提高過渡過程地品質(zhì)指標(biāo)，從第三章開始，將對(duì)組成自動(dòng)控制系統(tǒng)地各個(gè)環(huán)節(jié)，按被控對(duì)象、測(cè)量與變送裝置、控制器與執(zhí)行器地順序逐個(gè)進(jìn)行討論，只有在充分了解這些環(huán)節(jié)地作用和特性后，才能進(jìn)一步研究和分析設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量。材質(zhì)等因素，也就是前面將的被控對(duì)象。 衰減比 、振蕩周期和過渡時(shí)間 （ 給定值為 200℃ ） 。所謂“理想過渡過程了兩個(gè)波”；就是指過渡過程振蕩兩次就能穩(wěn)定下來，在一般情況下，可認(rèn)為是較為理想的過程。 2％ )。 在余差的控制過程稱為有差調(diào)節(jié) ， 相應(yīng)的系統(tǒng)稱為有差系統(tǒng) 。假若一旦出現(xiàn)這種情況，那么就等于對(duì)系統(tǒng)施加了人為的干擾，有可能使被控變量離開給定值更遠(yuǎn)，使系統(tǒng)處于難于控制的狀態(tài)。 雖然前面以提及一般希望得到衰減振蕩的過渡過程，但是 衰減快慢的程度多少為適當(dāng)?shù)哪兀勘硎舅p程度的指標(biāo)是衰減比，它是前后相鄰兩個(gè)峰值的比。因此最大偏差可以作為衡量系統(tǒng)質(zhì)量的一個(gè)品質(zhì)指標(biāo)。 假定自動(dòng)控制系統(tǒng)在階躍輸入作用下 ， 被控變量的變化曲線如圖 1－ 14所示 。 (2) 過渡過程（ a） 和（ b） 都是衰減的，稱為穩(wěn)定過程。如果一個(gè)控制系統(tǒng)能夠有效地克服這種類型地干擾，那么對(duì)于其他比較緩和的干擾也一定能很好地克服，同時(shí)，這種干擾的形式簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，便于分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算。 系統(tǒng)由一個(gè)平衡狀態(tài)過渡到另一個(gè)平衡狀態(tài)的過程 ， 稱為系統(tǒng)過渡過程 。在一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)投入運(yùn)作時(shí) ， 時(shí)時(shí)刻刻都有干擾作用于控制系統(tǒng) ， 從而破壞了正常的工藝生產(chǎn)狀態(tài) 。 自動(dòng)控制系統(tǒng)的目的就是希望將被控變量保持在一個(gè)不變的給定值上 ， 這只有當(dāng)進(jìn)入被控對(duì)象的物料量 （ 或能量 ） 和流出對(duì)象的物料量 （ 或能量 ） 相等時(shí)才有可能 。 例如合成纖維錦綸生產(chǎn)中的熟化罐溫度控制和機(jī)械工業(yè)中金屬熱處理的溫度控制都是這類系統(tǒng)的例子 。 化工生產(chǎn)中要求的大都是這種類型的控制系統(tǒng) ， 因此后面所討論的 ， 如果未加特別說明 ， 都是指定值控制系統(tǒng) 。反過來說，自動(dòng)控制系統(tǒng)由于是具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，它可以隨時(shí)了解被控對(duì)象的情況，有針對(duì)性地根據(jù)被控變量的變化情況而改變控制作用的大小和方向，從而使系統(tǒng)的工作狀態(tài)始終等于或接近于所希望的狀態(tài)，這是閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。所以控制系統(tǒng)絕對(duì)不能單獨(dú)采用正反饋。從圖 18還可以看出，在反饋信號(hào)直接或經(jīng)過一些環(huán)節(jié)而在給定值 x旁有一個(gè)正號(hào)“ +”（正號(hào)可以省略）。 然而控制閥所控制的操縱介質(zhì)卻可以是流入對(duì)象的 （ 例圖 19中的加熱蒸汽 ） ， 也可以是由對(duì)象流出的 （ 例圖 13中的出口流量 ） 。 干擾作用可能是進(jìn)料流量 、 進(jìn)料溫度的變化 、 加熱蒸汽壓力的變化 、 加熱器內(nèi)部傳熱系數(shù)或環(huán)境溫度的變化等 。控制閥的開度 變化起著控制作用。 在方塊圖中 ， 被控變量 y就是對(duì)象的輸出 。 圖 14中儀表的數(shù)字編號(hào)第一位都是 2， 表示脫乙烷塔在乙烯生產(chǎn)中屬于第二工段 。 在塔的下部的溫度控制系統(tǒng)中的 TRC－ 210表示一臺(tái)具有記錄功能的溫度控制器，它是表示通過改變進(jìn)入再沸器的加熱蒸汽量來維持塔底溫度恒定的。 圖 15 測(cè)量點(diǎn)的一般表示方法 圖 16 連接線的表示方法 測(cè)量點(diǎn) 交叉 相接 方向 . . 表 11 儀表安裝位置的圖形符號(hào) 序號(hào) 1 2 3 安裝位置 就地安裝儀表 集中儀表盤面安裝儀表 就地儀表盤面安裝儀表 圖形符號(hào) 備注 嵌在管道中 集中儀表盤后安裝儀表 就地儀表盤后安裝儀表 對(duì)于處理兩個(gè)或兩個(gè)以上被測(cè)變量 ， 具有相同或不同功能的復(fù)式儀表時(shí) ， 可用兩個(gè)相切的圓或分別用細(xì)實(shí)線圓與細(xì)虛線圓相切表示 （ 測(cè)量點(diǎn)在圖紙上距離較遠(yuǎn)或不在同一圖紙上 ） ， 如圖 1－ 7所示 。 圖 14中的塔頂取壓點(diǎn)和加熱蒸汽管線上的取壓點(diǎn)都屬于這種情形 。 圖 14是乙烯生產(chǎn)過程中脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖 。圖 13所示的液體貯槽就是這個(gè)液位控制系統(tǒng)的被控對(duì)象。歸納起來，操作人員所進(jìn)行的工作有三方面（如圖 1－ 2（ b） 所示）。所以，在開始介紹自動(dòng)控制的時(shí)候，先分析人工操作并與自動(dòng)控制加以比較，對(duì)分析和了解自動(dòng)控制系統(tǒng)是有裨益的。利用自動(dòng)操縱機(jī)可以代替人工自動(dòng)地按照一定的時(shí)間程序扳動(dòng)空氣和水蒸汽的閥門，使它們交替地接通煤氣發(fā)生爐，從而極大地減輕了操作工人的重復(fù)性體力勞動(dòng)。第一章 化工控制系統(tǒng)基本概念 第一節(jié) 化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容 為了實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程自動(dòng)化 ,一般要包括自動(dòng)檢測(cè) ,自動(dòng)保護(hù) ,自動(dòng)操縱和自動(dòng)控制等方面的內(nèi)容 ,現(xiàn)分別予以介紹 。 3. 自動(dòng)操縱及自動(dòng)開停車系統(tǒng) 自動(dòng)操縱系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行某些周期性操作，例如合成氨造氣車地煤氣發(fā)生爐， 要求按照吹風(fēng)，上吹，下吹制氣，吹凈等步驟周期性地接通空氣和水蒸氣。 第二節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成 自動(dòng)控制系統(tǒng)是在人工控制的基礎(chǔ)上生產(chǎn)和發(fā)展起來的。 而發(fā)生事故的現(xiàn)象。 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)械叫做被控對(duì)象，簡(jiǎn)稱對(duì)象。在控制方案確定以后，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)給出的流程圖，按其流程順序標(biāo)注出響應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)、控制點(diǎn)、控制系統(tǒng)及自動(dòng)信號(hào)與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)等，便成了工藝管道及控制流程圖（ PID）。 一 、 圖形符號(hào) 測(cè)量點(diǎn) （ 包括檢出元件 、 取樣點(diǎn) ） 是由工藝設(shè)備輪廓線或工藝管線引到儀表圓圈的連接線的起點(diǎn) ， 一般無特定的圖形符號(hào) ， 如圖 15所示 。 （ 包括檢測(cè) 、 顯示 、 控制 ） 的圖形符號(hào) 儀表的圖形符號(hào)是一個(gè)細(xì)實(shí)線圓圈 ， 直徑約 10mm， 對(duì)于不同的儀表安裝位置的圖形符號(hào)如圖 1－ 1所示 。同樣，回流罐液位控制系統(tǒng)中的 LIC201是一臺(tái)具有指示功能的液位控制器，它是通過改變進(jìn)入冷凝器的冷劑量來維持回流罐中液位穩(wěn)定的。 阿拉伯?dāng)?shù)字