【正文】 總之，影響自動(dòng)控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)地因素是很多地，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中都應(yīng)給予充分注意。例如在前所述的溫度控制系統(tǒng)中，屬于對(duì)象性質(zhì)的主要因素有；熱交換器的負(fù)荷大小，熱交換器的結(jié)構(gòu)、尺寸、材質(zhì)等，換熱器內(nèi)的換熱情況、散熱情況及結(jié)垢程度等。前者并不是泛指整個(gè)工藝流程，而是指與該自動(dòng)控制系統(tǒng)有關(guān)的部分，以圖 19所 示的熱交換器溫度控制系統(tǒng)為例，其工藝過(guò)程部分指的是與被控變量溫度 T有關(guān)的工藝參數(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu)。 2％ ） ＝ 177。 試分別求出最大偏差 、 余差 。 綜上所述 ， 過(guò)渡過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)主要有：最大偏差 、 衰減比 、 余差 、 過(guò)渡時(shí)間等 。 還有一些次要的品質(zhì)指標(biāo)，其中振蕩次數(shù)，是指在過(guò)渡過(guò)程內(nèi)被控變量振蕩的次數(shù)。 2%）的范圍內(nèi)且不再越出時(shí)為止所經(jīng)歷的時(shí)間。 5%(也有的規(guī)定為177。嚴(yán)格地講，對(duì)于具有一定衰減比地衰減振蕩過(guò)渡過(guò)程來(lái)說(shuō)，要完全達(dá)到新的平衡狀態(tài)需要無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)間。所以，對(duì)于余差的大小的要求，必須結(jié)合具體系統(tǒng)作具體分析，不能一概而論。偏差的數(shù)值可正可負(fù)。對(duì)于這種系統(tǒng)，如果過(guò)渡過(guò)程是或接近于非振蕩的衰減過(guò)程，操作人員很可能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，都只看到被控變量一直上升（或下降），似乎很自然地懷疑被控變量會(huì)繼續(xù)上升（或下降）為止，由于這種焦急的心情，很可能會(huì)導(dǎo)致去撥動(dòng)給定值指針或儀表上的其他旋紐。如果 n很大，則又太接近于非振蕩過(guò)程，過(guò)渡過(guò)程過(guò)于緩慢，通常這也是不希望的。 如果系統(tǒng)的新穩(wěn)定值等于給定值，那么最大偏差 A也就與超調(diào)量 B相等了。所以，在決定最大偏差允許值時(shí)，要根據(jù)工藝情況慎重選擇。若偏差越大，偏離的時(shí)間越長(zhǎng)，即表明系統(tǒng)離開規(guī)定的工藝參數(shù)指標(biāo)就越遠(yuǎn)，這對(duì)穩(wěn)定正常生產(chǎn)是不利的。 假定在時(shí)間 t＝ 0之間 ， 系統(tǒng)穩(wěn)定 ， 且被控變量等于給定值 ， 即 y＝ 0； 在 t＝ 0瞬間 ， 外加階躍干擾作用 ， 系統(tǒng)的被控變量開始按衰減振蕩的規(guī)律變化 ， 經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間后 ， y逐漸穩(wěn)定在 C值上 ， 即 y（ ∞） ＝ C 對(duì)于如圖 114所示，如何根據(jù)這個(gè)過(guò)渡過(guò)程來(lái)評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)的質(zhì)量呢？習(xí)慣上采用下列幾個(gè)品質(zhì)指標(biāo)。 由于在 多數(shù)情況下 ， 都希望得到衰減振蕩過(guò)程 ， 所以取衰減振蕩的過(guò)渡過(guò)程形式來(lái)討論控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo) 。 （ d） （ c） y y t t 圖 113 過(guò)渡過(guò)程的幾種基本形式 對(duì)于衰減振蕩過(guò)程 ,由于能夠較快地使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài) ,所以在多數(shù)情況下 ,都希望自動(dòng)控制系統(tǒng)在階躍輸入作用下 ，能夠得到如圖 113（ b） 所示地過(guò)渡過(guò)程 。 （ 1）過(guò)渡過(guò)程（ d） 是發(fā)散的，稱為不穩(wěn)定過(guò)渡過(guò)程，其被控變量在控制過(guò)程中，不但不能達(dá)到平衡狀態(tài)，而且逐漸 遠(yuǎn)離給定值，它將導(dǎo)致被控變量超越工藝允許范圍，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起事故，這是工業(yè)上所不允許的，應(yīng)竭力避免。 被控變量上下波動(dòng) ， 但幅度逐漸減少 ， 最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上 ， 這種過(guò)渡過(guò)程形式為衰減振蕩過(guò)程 ， 如圖 113（ b）所示 。采取階躍干擾的形式來(lái)研究自動(dòng)控制系統(tǒng)是因?yàn)榭紤]到這種形式的干擾比較突然，比較危險(xiǎn)，它對(duì)于被控變量的影響也最大。 顯然 ， 被控變量隨時(shí)間的變化規(guī)律首先取決于作用于系統(tǒng)的干擾形式 。 由于自動(dòng)控制系統(tǒng)的負(fù)反饋?zhàn)饔?， 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后 ， 系統(tǒng)應(yīng)該重新恢復(fù)平衡 。顯然 ， 研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的重點(diǎn)是研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài) 。 這些干擾是破壞系統(tǒng)平衡狀態(tài)引起被控變量發(fā)生變化的外界因素 。 假若一個(gè)系統(tǒng)原先處于相對(duì)平衡狀態(tài)即靜態(tài) ， 由于干擾作用而破壞這種平衡時(shí) ， 被控變量就會(huì)發(fā)生變化 ， 從而使控制器 、 控制閥等自動(dòng)化裝置改變?cè)瓉?lái)平衡時(shí)所處于的狀態(tài) ， 產(chǎn)生一定的控制作用來(lái)克服干擾的影響 ， 并力圖使系統(tǒng)恢復(fù)平衡 。 因?yàn)樽詣?dòng)控制系統(tǒng)在靜態(tài)時(shí) ， 生產(chǎn)還在進(jìn)行 ， 物料和能量仍然有進(jìn)有出 ， 只是平穩(wěn)進(jìn)行沒(méi)有改變就是了 。 當(dāng)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸入 （ 給定或干擾 ） 和輸出均恒定不變時(shí) ， 整個(gè)系統(tǒng)就處于一種想對(duì)穩(wěn)定的平衡狀態(tài) ， 系統(tǒng)的各個(gè)組成環(huán)節(jié)如變送器 、 控制器 、 控制閥都不改變其原先的狀態(tài) ， 它們的輸出信號(hào)也都處于想對(duì)靜止?fàn)顟B(tài) ， 這種狀態(tài)就是上述的靜態(tài) 。 這類系統(tǒng)在間隙生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用比較普通 。 在化工生產(chǎn)中，有些比值控制系統(tǒng)就屬于隨動(dòng)控制系統(tǒng)。 同樣 ， 圖 19所示的溫度控制系統(tǒng)也屬于定值控制系統(tǒng) ， 它的目的是為了使出口物料的溫度保持恒定 。在分析自動(dòng)控制系統(tǒng)特性時(shí)，最經(jīng)常遇到的是將控制系統(tǒng)按照工藝過(guò)程需要控制的被控變量的給定值是否變化和如何變化來(lái)分類，這樣可將自動(dòng)控制系統(tǒng)分為三類，即定值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng) 。自動(dòng)機(jī)不能隨時(shí)“了解”爐子的情況并依此改變自己的操作狀態(tài)，這是開環(huán)系統(tǒng)的缺點(diǎn)。開環(huán)系統(tǒng)中，被控（工藝）變量是不反饋到輸入端的，如化肥廠的造氣自動(dòng)機(jī)就是典型的開環(huán)系統(tǒng)的例子。如果采用正 反饋，那么控制作用不僅不能克服干擾作用的影響，反而是推波助瀾，即當(dāng)被控變量 y受到干擾升高時(shí)， z亦升高，控制閥的動(dòng)作方向是使被控變量進(jìn)一步升高，而且只要有一點(diǎn)微小的偏差，控制作用就會(huì)使偏差越來(lái)越大，直至被控變量超出了安全范圍而破壞生產(chǎn)。如果反饋信號(hào)取正值：反饋信號(hào)使原來(lái)的信號(hào)加強(qiáng)，那么就是叫做正反饋。這種把系統(tǒng)（或環(huán)節(jié)）的輸出信號(hào)直接或經(jīng)過(guò)一些環(huán)節(jié)重新返回到輸入端的做法叫做反饋。 對(duì)于任何以一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制系統(tǒng)，只要按照上面的原則去作它們的方塊圖時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，不論它們?cè)诒砻嫔嫌卸啻蟛钭儯母鱾€(gè)組成部分在信號(hào)傳遞關(guān)系上都形成一個(gè)閉合的環(huán)路。 所以控制閥的輸出信號(hào) q， 任何情況下都是指向被控對(duì)象的 。 方塊與方塊之間的連接線 ， 只是代表方塊之間的信號(hào)聯(lián)系 ， 并不代表方塊之間的物料聯(lián)系 。 這時(shí)被控對(duì)象是加熱器 ， 被控變量 y是出口物料的溫度 。 用同一種形式的方塊圖可以代表不同的控制系統(tǒng) 。控制器根據(jù)偏差信號(hào)的大小，按一定的規(guī)律運(yùn)算后，發(fā)出信號(hào) p送至控制閥，使控制閥的開度發(fā)生變化，從而改變出料流量以克服干擾對(duì)被控變量（液位）的影響。 與此同時(shí) ， 出料流量的改變是由于控制閥動(dòng)作所致 ， 如果用一方塊表示控制閥 ， 那么 ， 出料流量即為 “ 控制閥 ” 方塊的輸出信號(hào) ， 出料流量的變化也是影響液位變化的因素 ， 所以也是作用對(duì)象的輸入信號(hào) 。 圖 13的貯槽在圖 18中用一個(gè) “ 對(duì)象 ” 方塊來(lái)表示 ， 其液位就是生產(chǎn)過(guò)程中所要保持恒定的變量 ， 在自動(dòng)控制系統(tǒng) 給定值 測(cè)量元件 變送器 控制器 控制閥 對(duì)象 被控變量 干擾作用 控制器輸出 操縱變量 x z － e p q y 圖 18 自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖 f 中稱為被控變量 ， 用 y來(lái)表示 。 而TRC－ 210表示同一工段的一臺(tái)溫度紀(jì)錄控制儀 ， 其溫度的測(cè)量的在塔的下部 ， 儀表安裝在集中儀表盤面上 。 阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)寫在圓圈的下半部 ， 其第一位數(shù)字表示工段號(hào) ， 后續(xù)數(shù)字 （ 二位或三位數(shù)字 ） 表示儀表序號(hào) 。儀表圓圈外標(biāo)有“ H”、 “L”字母，表示該儀表同時(shí)具有高、低限報(bào)警，在塔釜液位過(guò)高或過(guò)低時(shí)，會(huì)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。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(guò)改變進(jìn)入冷凝器的冷劑量來(lái)維持回流罐中液位穩(wěn)定的。 使用時(shí)字母含義需在具體工程的設(shè)計(jì)圖例中作出規(guī)定 ， 第一位字母是一種含義 ， 而作為后繼字母 ， 則為另一種含義 。 （ 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 。 通用的儀表信號(hào)線均以細(xì)實(shí)線表示 。