化工仪表与自动化7-1(自动控制系统基本概念)全解.doc

化工仪表及自动化》教案 课 题 第七章 自动控制系统概述（1） 授课教师 授课日期 授课班级 课时 2学时 课程类型 新课 教学方法 教学设备 过程控制实训室 教学目标 知识与技能 1．了解人工控制组成及过程 2．熟悉自动控制系统组成 3．掌握自动控制系统方块图画法及负反馈概念 过程与方法 实训；讲解；多媒体展示。 情感与态度 创设问题情境，激发学生探索，求知欲望，使学生积极观察、分析，主动参与， 强化学生主体地位。 教学重点 1．自动控制系统组成 2．自动控制系统方块图画法及负反馈概念 教学难点 1．自动控制系统组成 2．掌握自动控制系统方块图画法及负反馈概念 重、难点解决措施 教 学 过 程 教师活动 学生活动 时间分配 教学步骤 教学内容 实训 熟悉CS2000组成 二、液位的控制操作 1．人工控制水箱水位操作 2．液位的自动控制操作 三、观察并记录自动控制系统组成 观摩 听课 45分种 理论教学（讲解） 重点：理解人工控制组成及过程 重点：自动控制系统组成 重点：自动控制系统方块图画法 重点：以图7-7说明名词概念 重点：负反馈概念 自动控制系统的组成 化工生产自动化场景 一、人工操作 图7-1 人工操作图 人工控制目的 控制水箱水位为希望的值 人工控制过程 人和被控制水箱组成人工控制系统 操作员对水位进行控制进行了三个方面工作： （1）检测 眼睛观察水位 （2）运算 大脑将水位与希望的水位值相比较，得出偏差大小和正负，然后发出指令 （3）执行 根据大脑发出指令，通过手开动阀门（开大还是并小，以用动作幅度），改变出水流量Q0,从而使水位保持在所需的高度上。 3．人工控制缺点：眼、脑、手担负了检测，运算、执行，由于受到人的生理的限制。控制速度和精度不能满足大型现代化生产的需要 二、自动控制 1．自动控制装置组成 为了实现自动控制，用自动化装置实现水位的自动控制。自动控制装置一般至少包括三个部分： 测量元件与变送器 测量水位，并输出统一信号 控制器 接受奕送器信号，并与水位给定值相比较得出偏差，按某种运算规则处出结果，输出信号（气压或电流信号） 执行器 一般是控制阀，用来接受控制器信号，根据控制器输出信号改变阀门开度，从而实现对水位的控制。 图7-2 液位自动控制 它与人工控制相似。只不过是用检测仪表代替眼睛；控制器代替人脑；执行器代替手。 控制对象 在自动控制系统中，除了自动化装置外，必须有控制的生产设备。在自动控制系统中将需要控制工艺参数的生产设备或机器叫做被控对象。如：水箱 化工生产常见对象：塔、反应器、泵、压缩机、容器、贮槽 第二节 自动控制系统的方块图 自动控制系统的方块图 1．自动控制系统的方块图组成 在研究自动控制系统中，为了清楚地表示一个自动控制系统中各个组成环节之间相互影响和信号联系，一般用方块图来表示控制系统的组成。自动控制系统的方块图由环节、信号线、分叉点、比较点组成。 （1）信号线 由方向线和变量组成 载有变量信息的物理变量是信号。 （2） 环节 图7-3 输入、输出变量图 系统中变量有： 输入变量 输出变量 多输入多输出系统 在控制系统中，从信号流角度出发，而不是从物料流或能量流研究问题。例如：下图我们要控制液位h(输出量)，流量Q1、Q2则是输入量。 （3）分叉点 （4）比较点 2．自动控制系统方块图