人工控制原理

自動(dòng)控制系統(tǒng)是在人工控制的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的。下面通過(guò)精餾塔液位控制過(guò)程，將人工控制與自動(dòng)控制進(jìn)行對(duì)比分析，從而進(jìn)—步認(rèn)識(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及組成。

在工業(yè)生產(chǎn)中，精餾塔是實(shí)現(xiàn)混合物組分分離的主要設(shè)備，在正常工作時(shí)，精餾塔液位將保持在規(guī)定范圍內(nèi)是非常重要的。一旦生產(chǎn)發(fā)生變化，液位就發(fā)生相應(yīng)變化。為保持液位恒定，操作人員必須密切注視著液位檢測(cè)裝置的變化。

為保持精餾塔液位恒定，操作人員應(yīng)根據(jù)塔內(nèi)液位的變化情況控制精餾塔塔底餾出液流量。手工控制的過(guò)程主要分為三步：

①用眼睛觀察液位檢測(cè)裝置變化以獲取液位測(cè)量值，并通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)傳送到大腦;

②大腦根據(jù)眼睛看到的液位變化，與設(shè)定值進(jìn)行比較，得出偏差的大小和方向，然后根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)發(fā)出控制命令;

③根據(jù)大腦發(fā)出的命令，用雙手去改變塔底餾出液流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，zui終使液位保持在工藝要求的高度上。

在整個(gè)手工控制過(guò)程中，操作人員的眼、腦、手分別擔(dān)負(fù)了檢測(cè)、判斷和運(yùn)算、執(zhí)行三個(gè)作用，來(lái)完成測(cè)量、求偏差、再施加控制操作以糾正偏差的工作過(guò)程，保持精餾塔液位的恒定。由于人工控制受到生理上的限制，滿(mǎn)足不了大型現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，為了提高控制精度和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，可以用一套自動(dòng)化裝置來(lái)代替上述人工操作，這樣，就由人工控制變成自動(dòng)控制了。精餾塔和自動(dòng)化裝置一起構(gòu)成了一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

自動(dòng)控制的工作原理

這里以精餾塔液位控制系統(tǒng)為例說(shuō)明自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。當(dāng)精餾塔受到擾動(dòng)作用后，被控變量(液位）發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)變送儀表得到其測(cè)量值;調(diào)節(jié)器接受液位變送器送來(lái)的測(cè)量信號(hào)，與設(shè)定值相比較得出偏差，按某種運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算并輸出控制信號(hào);調(diào)節(jié)閥接受調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)，按其大小改變閥門(mén)的開(kāi)度，調(diào)整塔底餾出液流量，以克服擾動(dòng)的影響，使被控變量液位回到設(shè)定值，zui終達(dá)到穩(wěn)定精餾塔液位的目的。這些自動(dòng)控制裝置和被控的工藝設(shè)備組成了一個(gè)沒(méi)有人直接參與的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

過(guò)程控制系統(tǒng)常用帶控制點(diǎn)的工藝流程圖表示，常用字母功能如下：

①首位變量字母壓力(P)、流量(F)、物位(L)、溫度(T)、成分(A) ;

②后繼功能字母變送器(T)、調(diào)節(jié)器（C)、調(diào)節(jié)閥(K) ;

③附加功能﹐記錄功能(R)、指示功能（I)都放在首位和后繼字母之間，開(kāi)關(guān)或聯(lián)鎖功能(S) .報(bào)警功能(A)都放在zui末位。

需要說(shuō)明的是，如果儀表同時(shí)有指示和記錄附加功能，只標(biāo)注字母代號(hào)“R”。如果儀表同時(shí)具有開(kāi)關(guān)和報(bào)警功能，只標(biāo)注代號(hào)“A”。當(dāng)“SA”同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，表示儀表具有聯(lián)鎖和報(bào)警功能。其他常見(jiàn)字母變量的功能后面再介紹。

精餾塔液位控制系統(tǒng)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。圖中LT表示液位變送器，LC為液位調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)閥為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。