控制系统的基本组成
控制系统的基本组成
工业生产过程的控制系统有各种不同类型，例如简单控制系统、复杂控制系统等，图l是两个简单控制系统的示例。图中，每个控制系统都包括被控变量、操纵变量和相应的控制规律。被控变量是需要控制的过程变量，例如，换热器出口温度、泵出口压力等。要使被控变量与期望的设定值保持一致，需要一种控制手段，例如，图中的蒸汽流量、泵的旁路流量等。被控变量偏离设定的原因是生产过程中存在干扰，例如，蒸汽压力的波动、泵转速的变化等。通常，把用于调节的变量称为操纵变量。
一个简单控制系统由检测元件和变送器、控制器、执行器和被控对象组成。检测元件和变送器(sensorandtransmitter)用于检测被控变量，将检测信号转换为标准信号。例如，热电阻将温度变化转换为电阻变化，温度变送器将电阻信号转换为标准的气压或电流、电压信号等。
控制器(controller)将检测变送环节输出的标准信号与设定值信号进行比较，获得偏差信号，按一定控制规律对偏差信号(errorsignal)进行运算，运算输出送执行器。控制器可用模拟仪表实现，也可用微处理器组成的数字控制器实现，例如DCS和FCS中采用的PID控制功能模块等。
执行器(actuator)处于控制环路的好终位置，因此也称为好终元件(final element)。执行器用于接收控制器的输出信号，并控制操纵变量变化。在大多数工业生产过程控制的应用中，执行器采用控制阀。近年来，随着变频调速技术的应用，一些控制系统已采用变频器和相应的电动机(泵)等设备组成执行器。本页介绍控制阀的有关内容，不讨论变频器和其他执行器。
生产过程的负荷变化或操作条件改变时，通过检测元件和变送器的检测和变送，将过程的被控变量送控制器，经控制规律运算后的输出送执行器，改变过程中相应的流体流量，使被控变量与设定值保持一致。可见，检测元件和变送器的作用类似于人的眼睛，控制器的作用类似于人的大脑，执行器的作用类似于人的手脚。一个控制系统的质量受到组成控制系统各组成部件的影响，主要取决于控制系统组成部件中好薄弱环节的影响。
工业生产过程的控制系统有各种不同类型，例如简单控制系统、复杂控制系统等，图l是两个简单控制系统的示例。图中，每个控制系统都包括被控变量、操纵变量和相应的控制规律。被控变量是需要控制的过程变量，例如，换热器出口温度、泵出口压力等。要使被控变量与期望的设定值保持一致，需要一种控制手段，例如，图中的蒸汽流量、泵的旁路流量等。被控变量偏离设定的原因是生产过程中存在干扰，例如，蒸汽压力的波动、泵转速的变化等。通常，把用于调节的变量称为操纵变量。
 图l简单控制系统示例 | |
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(a)温度控制系统 |
(b)压力控制系统 |
一个简单控制系统由检测元件和变送器、控制器、执行器和被控对象组成。检测元件和变送器(sensorandtransmitter)用于检测被控变量，将检测信号转换为标准信号。例如，热电阻将温度变化转换为电阻变化，温度变送器将电阻信号转换为标准的气压或电流、电压信号等。
控制器(controller)将检测变送环节输出的标准信号与设定值信号进行比较，获得偏差信号，按一定控制规律对偏差信号(errorsignal)进行运算，运算输出送执行器。控制器可用模拟仪表实现，也可用微处理器组成的数字控制器实现，例如DCS和FCS中采用的PID控制功能模块等。
执行器(actuator)处于控制环路的好终位置，因此也称为好终元件(final element)。执行器用于接收控制器的输出信号，并控制操纵变量变化。在大多数工业生产过程控制的应用中，执行器采用控制阀。近年来，随着变频调速技术的应用，一些控制系统已采用变频器和相应的电动机(泵)等设备组成执行器。本页介绍控制阀的有关内容，不讨论变频器和其他执行器。
生产过程的负荷变化或操作条件改变时，通过检测元件和变送器的检测和变送，将过程的被控变量送控制器，经控制规律运算后的输出送执行器，改变过程中相应的流体流量，使被控变量与设定值保持一致。可见，检测元件和变送器的作用类似于人的眼睛，控制器的作用类似于人的大脑，执行器的作用类似于人的手脚。一个控制系统的质量受到组成控制系统各组成部件的影响，主要取决于控制系统组成部件中好薄弱环节的影响。
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