工業自動化控制系統的組成和控制原理

 工業生産過程的控制系統有各種不同類型，例如簡單控制系統、複雜控制系統等，每個控制系統都包括被控變量、操縱變量和相應的控制規律。被控變量是需要控制的過程變量，例如換熱器出口溫度、泵出口壓力等。要使被控變量與期望的設定值保持一緻，就需要一種控制手段，例如蒸汽流量、泵的旁路流量等等。被控變量偏離設定值的原因是生産過程中存在幹擾，例如蒸汽壓力的波動、泵轉速的變化等，通常，把用於調節的變量稱爲操縱變量。

一個簡單控制系統由檢測元件和變送器、控制器、執行器和被控對象組成。

檢測元件和變送器用於檢測被控變量，将檢測信号轉換爲标準信号，例如熱電阻将溫度變化轉換爲電阻變化，溫度變送器将電阻信号轉換爲标準的氣壓或電流、電壓信号。

控制器将檢測變(biàn)送環節輸出的标準信号與設定值信号進行比較，獲得偏差信号，按一定控制規律對偏差信号進行運算，運算輸出送執行器，控制器可用模拟儀表實現，也可以用微處理器組成的數字控制器實現，例如DCS和FCS中採(cǎi)用的PID控制功能模塊等。

執行器處於控制環路的終位置，因此也稱爲終元件，執行器用於接收控制器的輸出信号，並(bìng)控制操縱變量變化。在大多數工業生産過程控制的應用中，執行器採用調節閥。近年來，随著(zhe)變調速技術的應用，一些控制系統以及採用變頻器和相應的電動機等設備組成執行器。

生産過程的負荷變(biàn)化或者操作條件改變(biàn)時，通過檢測元件和變(biàn)送器的檢測和變(biàn)送，将過程的被控變(biàn)量送控制器，經控制規律運算後的輸出送執行器，改變(biàn)過程中相應的流體流量，使被控變(biàn)量和設定值保持一緻。可見，檢測元件和變(biàn)送器的作用類似於(yú)人的眼睛，控制器的作用類似於(yú)人的大腦，執行器的作用類似於(yú)人的手腳。一個控制系統的質量受到組成控制系統各組成部件的影響，主要取決於(yú)控制系統組成部件中薄弱環節的影響。

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