一．自动化系统基础知识
1．电力系统自动化的分类：
电网自动化、电厂动力机械自控、变电站自动控制、电力系统自动装置（发电机组自动并列、自动励磁、自动励磁、自动同期、VQC等）2．主讲的重点是：变电自动化系统
A.变电自动化系统的由来和初衷（最初抄报表）
通过某中传输媒体将电力设备的各种运行状态传送至当地微机系统或远方集控系统，并可实现在远方对电力一次设备进行控制。即：由微机监控系统取代常规的控制盘，在当地或集控站监控相关电力设备。（原来变电站为：控制盘、操作手把、盘表等；变电自动化的初衷为：集中监视、远方监控、SCADA系统）
A．现阶段及远期目的：随着微机技术的发展，变电自动化系统的功能和需求不再仅仅局限于对电力设备的运行监视，又增加了对系统负荷及信息的分析、统计等功能，成为了电力系统运行管理中的主要手段。
3．变电自动化系统所含设备：RTU、测控装置、通讯设备、当地和集控站监控SCADA系统、微机五防、VQC等。
4．北京电网变电自动化系统的目的和发展：
A．目的：减员增效，提高电网安全可靠运行能力，减少电网各类事故的发生。
举例：无人站减员；微机监控
微机五防从技术手段上防止人员误操作。
B．初期：建立110kV集控站，实现110kV电压等级以下的变电站无人化。
C．二期：建立各电压等级变电站的当地微机监控系统，取代站内常规控制盘。
D．三期：建立220kV负荷站的集控站，实现220kV负荷站的无人化。
E．远期：按地域分布，设置综合集控站，实现220kV所有变电站（负荷站、枢纽站）的无人化。
二．“四遥”的意义和实现：四遥是变电自动化系统的基本功能，也是变电自动化系统最初要实现的目的，但对于现阶段及以后的变电自动化系统来说，仅满足“四遥”功能是远远不够的。
1．遥信
定义：指开关量输入，反映电力系统结构、状态的各种信息。一般均通过光电隔离装置接入RTU或测控装置。
最初，采用-24V、-48V弱电方式采集，自2000年后，主要采用-220V 强电输入。
电力系统的状态量均采用实接点引入RTU（测控），遥信电源由远动装置提供，不同厂家采用不同的公共正或公共负。
二极管的作用：防止灯侧电压不平衡反向启动KGZ，误发信号。
对于通过山迪装置光字牌引入时，不用加二极管，因为山迪采用的是发光二极管，具有反向截止功能。
YX引入RTU后，仍需要通过光电隔离元件后，由RTU记录其状态，一般为打开为“0”或“OFF”，闭合为“1”或“ON”，使可根据现场实际情况人为定义：“1”动作或恢复，“0”恢复或动作。
③YX的防抖和展宽
对于RTU来说YX是一个矩形方波，但RTU对它的分判有一定的限度，宽度小于一定的时限，RTU将不能分辨，一般小于1ms的YX抖动，RTU无法分辨，但RTU可设置防抖时间，当YX脉冲宽
度小于设置值时，RTU将此YX扔掉。用于防止YX干扰误发。
防抖举例：景园街站110kV自投动作信号，RTU默认防抖20ms，此YX实传不发，将防抖改为10ms，信号上送。
展宽是将瞬间发生的YX脉冲通过软件将其脉冲宽度加长至设置时间。
YX采用弱电时，由于其电源为RTU提供，对地绝缘，为防止烧坏元器件，应避免YX回路中串入强电，或接地。
对于YX的公共端，不采用小母线的布线方式，而按一次设备间隔分别采用不同开关控制，且在转接柜处使用可断端子。
2．遥测：（分类：直流采样、交流采样）
A．定义：指模拟量输入。采集电力系统中的各运行参数。
例如：I、U、P、Q、f、ω等。
此外，有一种脉冲量，即电度，是通过累计脉冲个数，统计电度数量。严格说，脉冲量不属于YC，目前从管理上从变电系统分离，采用单独采集系统，直接传输至调度，再次不叙。
B．直流采样
通过变送器将需要测量的交流模拟量有效值（U、I），平均值（P、Q）变换为标准的直流电压或电流信号，然后送入RTU。
变送器输入为PT：0～100V（120V）CT：0～5A（1A）
输出为：单向：0～5V，4～20mA，双向：0～±5V ，4～12～20mA 一次值变送器输入变送器输出RTU数字量监控值，均为正比关系
C．交流采样
将PT、CT二次的交流电压、电流通过精密测量PT、CT转换为±5V的交流电压引入RTU或测控装置。再通过A/D转换为数字量，利用不同算法算出U、I有效值，P、Q、Φ、cosΦ等。
D．直、交比较
①直流采样：优点是程序设计简单，易于实现；缺点变送器投资大，
维护工作量大，复杂、采集值存在时延。
②交流采样：优点是速度快、投资少、维护简单，转换速度时延短；
缺点是程序算法复杂，对计算机运行速度要求高。但随着微机技术发展这已不成问题。
今后趋势：全部采用交流采样。
3．遥控：指数字控制量输出，由RTU发出改变设备状态的控制命令。例：开关的分合闸。
为保证下发命令正确可靠，其下发步骤分为遥控预选返校执
行
一个遥控对象，两个遥控状态（分、合）
CPU I/O接口发出电压脉冲启动控制继电器继电器的接点接通相应控制回路
4．遥调：指模拟量输出，连续或断续改变设备运行参数的有关信息。
例如：调节发电机的有功、无功出力等。
特例：分接头调节：命令的下发为YK，但返回位置为非“0”“1”状态，而是一个模拟量的数值。（分头位置为变送器YC上送）目前一般采用BCD码计算分头位置，用5个YX量反映分头位置。
BCD 10 8 4 2 1
题：1.变送器上送至监控的分头位置BCD码为10011，问：分头位置为多少？13
2.“四遥”指的是什么？简述其原理
遥信，遥测，遥控，遥调
3.CT二次电流2A，通过变送器送入RTU，问经过RTU的16位A/D 转换后的数字量为多少？（注：变送器输出为4-20mA）
三．系统的硬件，软件配置
1.系统结构
A．RTU方式，RTU功能；采集上送信息，对时
①实点采集：站内所有的YX通过继电器的接点，开关辅助接点，KGZ等接入RTU，YC通过变送器接入RTU ，YK通过实际控制回路操作开关。
②串口采集（各种智能装置串口通讯）
部分微机装置通过串口等方式与RTU相连。DNP3.0等规约上送信息或接受YK命令。
YC也可采用交流采集模块
施工中加装转接柜，集中组屏，YX，YK均采用可断端子。
可根据设计需要分散安装RTU各软件，其与主机通过链路网罗相
连。
B．综合自动化的模式：放弃YXYCYK分布设置模块，建立综合模块同时具备YXYCYK等功能。能完成一个电气间隔的全部“四遥”功能，可实现真正意义上的分布安装。但目前北京变电站由于一次设备缘故及环境问题，仍旧将测控装置集中安装在主控室。
1.宝山，荣华将测控装置装在当地，维护装置在保护室。节约了部分刀闸线缆，但“保护装置异常”等YX仍要从保护室送至其当地。
2.安装500kV香河变电站，在相主电压等级设备区内建立保护小室，安装保护屏，测控屏与主控室通过光纤相连，实现分布更彻底，可节省大量电缆。
2.软件配置
包括：系统软件，信息处理，通信接口，数据库及历史库，画面编辑及显示
“四遥”信息通过不同装置及转换，在微机上直观显示。
例如:某个YX→RTU数据库，有特定的地址，记录其状态再利用规约转化成报文→对应到监控系统中数据库的唯一对应地址上，并用直观的人机界面显示在RTU上。
3.通讯规约
A按传输方式分为2种：主动上送和问答试
主动上送：是按约定好的顺序和格式，间隔周期自动发送信息至上位机。中调CDT部分变电站10KV管理机的DNP.
问答试：上位机根据需要“调取”“召唤”下级装置的各种信息，1801，部分DNP等。
网络103，主动上送，问答相结合
B按规约格式：CDT,1801,103.101.104.DNP,SP-BUS,MD-BUS 等。
YX:0，1 ；YC：CDT(+_2047) ；DNP、1801,0-4095
C 通信通道：数字模拟
波特率：600bps-9600bps
1模拟：通过调制解调器一般采用4线全双工
2数字：不使用MODEM既微机232串口三线
站内规约：DNP,103
至区调1801
至中调CDT
检查通讯是否正常，可通过光端机或MODEM上的数据收发指示灯。S→发T→收
正常时收发灯为有规律的交替闪烁
系统对时（GPS）
A 硬对时（分脉冲，秒脉冲），差分对时
按每分钟、每秒钟，启动继电器，其按发出脉冲间隔被对的装置在接收到脉冲后清分清秒。
10KV装置一般不采用硬对时
B 软对时
通过串口或网络，由系统下发对时命令，被对时装置按通讯报文下发时时标，变对装置时间。
10 KV以上装置采用软硬结合，分脉冲对到秒，软对时对到
豪秒
1 画出综自模式的220KV站的监控系统结构图。
2 变电自动化常用那几种规约，均用在何处？
四.监控信息的类型及分析
1 遥信变位（COS）[不带时标]
变自系统对YX按类型分为两种：变位和事件（SOE）
变位和事件的主要差别是：是否带时标
在规约中要求信息上送变化数据优先级高于事件，但变位会丢，事件不会丢，这与规约对这两类YX的处理过程有关。正
常时下位机不断经上位机报变化数据，变位和变化YC在帖变化数据报文间隔时发生一次变位的动作并恢复，变化数据是不会上报的，
2 时间顺序记录（SOE）[带时标]
在下位机中，软件专门开辟了一个事件记录缓冲区，类似一个大表，任何YX的变化（设置了）都加上时标后加入缓冲区。
既：某时某刻YX为“1”等
SOE上报过程
103规约无单独SOE，变位带时标
RTU产生SOE→记入SOE缓冲区→上报上位机有SOE→上位机召唤下位机的SOE→下位机报SOE→上位机确认受到SOE→下位机清除以报SOE.
在目前投运的监控系统中（SC,南瑞,FSN95等），SOE 信息不修改实时库，直接报登陆窗，而光字牌或YX是由时时库刷新，因此对于保护信息只有SOE无变位时，无法触动光字牌或YX表。
用途：1 事故分析时，止应查询相关时段内的SOE即可。
2 正常运行见识，可不看SOE只看YX变位
例如：211保护传动。
对运行来说：有上事故总COS，开关位置，音响，即可
事故分析：SOE,事故总，保护信息（动作和恢复），开关位置（分和合）
问题：1 某主站的监控系统上报了（211速断动作）只有SOE 无COS信息是否正常？为什麽？
在目前投运的监控系统中（SC,南瑞,FSN95等），SOE 信息不修改实时库，直接报登陆窗，而光字牌或YX是由时时库刷新，因此对于保护信息只有SOE无变位时，无法触动光字牌或YX表。
2简述RTU产生SOE后，上报监控系统的流程？
RTU产生SOE→记入SOE缓冲区→上报上位机有SOE→上位机召唤下位机的SOE→下位机报SOE→上位机确认受到SOE→下位机清除以报SOE.
3信息筛选及优化
A 目的，减少影响值班员正常监视一次二次设备运行状态的无
关信息，同时强化运行中重要信息的报警。因此筛选和优化并不是一位的猛砍信息，适当增加信号也是一种优化。
B 原则：1 经常上报，但对运行没有实际意义的信息应筛。例
如：开关拉合时报控制断线SOE,正常储能动作应设为延时报
警。
2不正常上报，变自系统出现问题是可作为故障查找的辅助信号，可在数据库中保留。例如：远方/当地切换手把位置。
3为保证信息上送时时准确，合理设置信息抽取位置。例如：电容器过压动作，不能取启动回路应收口接点。主变风冷全停，启动时发，不处理情况下YX盘变位不能恢复。例二：装置通讯异常信号。通信模式应是问答试，主动上送此信号为假，RTU判别下位机是否正确回答报文，如不能回答报文则报此YX,许多站10KV四方管理机问题？
4．光字牌
为了能够从状态上更接近常规变电站的运行监视模式，给运行人员的监盘工作提供更为人性化的人机界面，在经过一段时间的监控系统运行探索，在监控系统现有仪表的基础上提出了光字牌的方式。A．YX分类：为光字牌功能达到运行监视的要求，YX报警更加直观、便于查询，对要设置为光字牌的YX，按一次设备间隔进行分类。
例如：2211机构、保护，1＃Tr机构、保护等
B．画面编辑。当某一间隔有光字报警，其索引条上报警灯也亮，免去值班员一幅一幅画面查找。
C.光字牌动作过程如下：
1．图中任一信号动作，其对应的光字牌以红光闪烁。点击“信号确认”按钮后，光字牌停闪，以红底显示。点击“信号复归“按钮后，若信号当前为动作状态，光字牌显示为红底，若信号当前为复归状态，
光字牌显示为灰底。
2．图中任一信号复归，其对应的光字牌以黄光闪烁，点击“信号确认”按钮后，光字牌停闪，以黄底显示。点击“信号复归”按钮后，若信号当前为动作状态，光字牌显示为红底，若信号当前为复归状态，光字牌显示为灰底。
5．事故追忆
为了分析事故，要求在一些重要开关发生事故跳闸时，不仅把事故瞬间及事故以后，而且包括事故发生前一段时间的有关YC量记录下来，叫事故追忆。
事故追忆功能目前不在监控系统实现，由故录完成。
6．事故音响及推画面
A．事故音响启动：依据一个YX——“事故总信号”，发音响并将监控画面变为有跳闸开关的主接线图。
B．报事故的定义：常规站、手把不对应方式，能够反映所有非异常掉闸的情况，初期的变电自动化系统采用所有保护掉闸信号会发报事故，但开关偷跳不能反映事故。目前定义：非受控开关掉闸报事故总。
C．事故总实现方式：
1．在监控后台做一个程序脚本，当监控发YK时，禁止此开关变位启动事故总，而当平时开关变位时，报事故总，缺
点：设备检修传动时，一会误报事故总，影响运行。
2．
后来在此程序脚本中加入开关两侧刀闸的闭锁判据，但真需要传动事故总时难以实现。
此外，由于给调度的远动机误发实现此功能，仍旧采用保护合发的方式。
例子：南瑞NS2000系统、东方：DF1800系统，RTU
2．最好的实现办法：在测控或操作箱处，形成事故总，因为操作地点在测控盘、监控机。
五．监控系统的技术要求及原则
1.性能指标：
监控系统应具有的最低性能指标：
（1）电流电压量测量综合误差≦0.2％功率量及功率因数测量综合误差≦0.5％（2）电网频率测量误差≦0.01Hz （3）时间顺序记录分辨率（SOE）≦2ms （4）遥测信息响应时间（从I/O输入端至远动工作站出口）≦3s （5）遥信变化响应时间（从I/O输入端至远动工作站出口）<2s （6）控制和命令从生成到输出的时间≦1s （7）画面实时数据更新周期模拟量≦3s （8）画面实时数据更新周期开关量≦2s （9）双机系统可用率≧99.98％（10）控制操作正确率＝100％（11）遥控动作成功率≧99.99％（12）事故时遥信年正确动作率≧99％（13）系统平均无故障间隔时间（MTBF）≧20000h （其中I/O单元模件MTBF≧50000h）
（14）间隔级测控单元平均无故障间隔时间≧40000h （15）各工作站的CPU平均负荷率：
正常时（任意30min内）≦30％
电力系统故障（10s内）≦50％（16）模数转换分辨率≧12+1位（17）GPS对时精度≦1ms
2．功能要求：
a．YX延时过滤报警
b．YX记次报警，次数当日清零。
c．YX记时报警，累加时间
d．挂牌闭锁
e．越限设置，上、上上、下、下下限
3.人机界面（用户化规范）
包括：主画面、采用树型结构
分为主接线、光字牌、遥测量、历史查询、报警管理、报表管理、历史曲线、系统配置、潮流分布、登录窗
六．变电自动化系统中异常及处理
首先，变电自动化系统发生异常时，不需要值班人员如何出力，只要能将现象合状态说清即可，帮助自动化人员在短时间内出力好缺陷。
1.遥控不成功。（对于串口YK，先利用手把检查通讯是否正常）
a．阜成门212开关无法在主站YK操作
b．西大望256开关YK不能操作
2.遥测数据异常
3.西便门机控系统死机
4.YX上送不正确
（一）实点
现象：a.不上；b.误上
a.不上，原因：
1.回路问题（转接柜处判断）
2.RTU或测控问题（防抖问题）
3.通道
4.监控问题
b.误上：
1.回路中继电器抖动，YX取点错误
2.回路有接地或短路
3.RTU或测控受到干扰（一般来说只有变位，无SOE）
若有SOE和变位则此YX非误上。
4.监控系统问题。
（二）串口
a．不上
1.装置未发，或装置与管理机通讯断（利用其他YX检查）
2.管理机报文丢失或未上报
3.RTU与管理机通讯断（一般用手把切换来判别通讯好坏）
4.监控后台处理问题
b．误上
1.干扰问题
2.通讯规约程序解释有误（一般在调试时已经发现）
3.YX的取点错误（取的是启动信号，不是出口信号）
举例：太阳宫站的差动信号，亦庄站电容器的不平衡信号。
《过程控制系统》习题解答 1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答：第一个阶段50年代前后：实现了仪表化和局部自动化，其特点： 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段60年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表，其特点： 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制） 4、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点： 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段80年代以后：飞跃的发展，其特点： 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展，包括先进的管理系统、调度和优化等。 1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？ 过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。 二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中，工业过程日趋复杂，工艺要求各异，产品多种多样；动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些过程的机理（如发酵等）复杂，很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中，采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制，所以过程控制多半为参量控制。
PLC控制系统 PLC监控系统包括装有WINCC的上位机及CPU、I/O模块和通讯电缆组成，用于对分散在现场的模拟量信号进行精度测量，系统中现场采集的各路测量信号进PLC系统，PLC系统考虑防爆问题安装在中控制室并通过一根总线电缆和上位机相连。上位机系统可对采集的数据进行各种显示、记录、并同时具有系统诊断等各种功能。上位机与PLC系统之间实行严格的电气隔离，具有较高的传输电平和噪声容限，抗干扰能力强。 作为操作站，其主要功能包括： 画面显示功能 操作站均设有以下几类画面： 1）菜单画面 画面菜单按工艺分区组织，鼠标点击相应的菜单切换到相应的画面或画面组。 2）流程图画面 以类似用户的流程图的形式，显示过程信息，并设有操作窗口，可以对任意控制回路进行操作。系统配有标准符号库，可以根据需要指定符号的颜色、闪烁及显示方式等。支持动态符号，可自定义符号库。组态软件提供编辑工具，通过画面编辑器可编辑用户需要的工艺流程画面。 流程图上显示的过程信息可达20000多条，信息的最低刷新速度<1秒 3）控制分组画面 以类似常规调节表或指示表的形式显示回路和测量指示点的信息，如变量值、设定值、输出值、控制方式（手动/自动）和高低报警限值等。变量可每秒更新一次。分组可任意进行，切可以重叠。每一变量带有16个字符的位号名和80个字符的说明。操作员可从分组画面调出任意变量（数字或模拟）的信息。对模拟回路，可以对设定值、输出值、控制方式等进行操作和切换。对数字回路，可对两状态设备发出开启/关闭命令，或启动/停止顺序，画面应显示出命 令状态和实际状态。 4）回路参数画面
显示出任一指定控制点的全部信息，如变量值、设定值、输出值、操作方式和历史趋势，以及整定参数、报警值、算法类型等由工程师修改的参数。从参数画面也应可以对模拟回路和数字回路进行操作。 5）趋势图曲线显示画面 操作站可用不同的颜色和时间间隔在一画面上显示至少四个变量，变量可以任意选择组合，并放有放大和卷动功能。趋势画面包括有一个移动光标和数据区，显示各趋势曲线与光标线相交处的数字值。趋势画面的X、Y坐标可选择自适应和设定两种，相邻分辨点的时间可设定为1秒，最大趋势记录时间可在一年。趋势图有平均值显示、最大值显示、最小值显示等多种数据形式。 可显示单个或同时显示多个测点的实时趋势和历史趋势。 可显示8小时、24小时、1周、1月、半年等历史趋势。 趋势图上设置拖动功能，可详细显示某时刻具体值。 同一趋势图上不同的测点可以不同的颜色区别。 6）报警汇总画面 包括全部的报警点，并按时间顺序列出最近的所有报警，每条报警信息包括报警信息、位号、确认状态、报警日期、时间、恢复正常的如期时间等。未经确 认的报警点显示鲜艳的红色并闪烁。 操作站具备窗口功能，可同时显示多种窗口，以上几类画面可任意组合。 操作站所有操作画面和显示画面均为全中文显示。 报警功能 系统可以产生以下几类报警： ● 工艺过程报警：包括绝对值报警、偏差报警、变化速度报警等 ● 故障报警：包括诊断报警和后备硬件故障报警等 ● 连锁动作报警 ● 紧急停车报警：当发生紧急情况按紧急停车按钮时报警
华中科技大学人工智能与自动化学院 2019～2020学年第二学期 “过程控制系统”考试(A 卷) 考试方式： 开卷 考试日期: 2020年6月11日 考试时长: 150 分钟 专业班级： 2017自动化 学号：____________ 姓名：_____________ 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分值 10 5 5 12 20 48 100 分数 一、单选题（每题1分，共10分） 1、若调节阀的引压管线很长，膜头空间又大，则时间常数及滞后时间都会很大，影响调节质量，其改进方法主要考虑（ ）。 A 、增大调节阀膜片 B 、投入或加强微分作用 C 、增大调节阀口径 D 、增设阀门定位器 2、控制参数选择原则下面哪种说法不合理？（ ） A 、控制通道的放大系数要大一些，时间常数要小一些，纯滞后时间要尽量小。 B 、控制参数的选择还应该考虑工艺的合理性和生产的经济性。 C 、干扰通道滞后时间要大些，时间常数要小些。 D 、控制参数应是工艺上允许加以控制的可控变量。 分 数 评卷人
3、定值控制是一种反馈控制，其目的是为了减少或者消除（）。 A、干扰量的变化 B、被控变量的变化 C、测量与给定之间的偏差 D、设定值的变化 4、均匀控制系统参数整定有何特点?下面哪个特点是不正确的？（） A、参数变化应限制在允许范围内； B、与常规系统相比系统结构无特殊性，达到均匀控制目标； C、控制作用较强； D、参数均应缓慢地变化。 5、执行机构为（）作用，阀芯为（）装，则该调节阀为气关阀。 A、反、正 B、正、正 C、正、反 D、正或反、正 6、在设备安全运行的工况下，能够满足气开式控制阀的是（）。 A、锅炉的燃烧油（气）调节系统 B、锅炉汽包的给水调节系统 C、锅炉汽包的蒸汽压力调节系统 D、锅炉炉膛负压调节系统 7、气动调节阀的（）称为阀体（调节机构）。 A、阀杆、阀芯和阀座 B、阀杆和阀芯 C、阀杆和阀座 D、阀芯和阀座
自控仪表 重点复习题及参考答案 一、填空题 1.成品油管道常用的压力仪表有(压力开关) (压力变送器) (差压变送器) (压力表) (差压表) 2.从大的方面来看，成品油管道常有的阀门执行机构有 (电动执行机构 ) (电液执行机 构) 3.压力变送器是将压力信号转换为标准 ( 电流信号)或(电压信号)的仪表。 4.压力或差压变送器既具有就地显示功能也有远传功能,从压力传感器将压力转换成电量 的途径来看,主要有电容式、电感式、电阻式等。在长输管道中应用较为广泛的是(电容式）压力传感器。 5.压力开关是一种借助弹性元件受压后产生（位移）以驱使微动开关工作的压力控制仪表。 6.双金属温度计是由两种膨胀系数不同的金属薄片焊接在一起制成的（测温元件） 7.热电偶温度计是以热电效应为基础将温度变化转换为（热电势）进行温度测量的测温仪 表。 8.热电阻是利用导体在温度变化时本身（电阻）也随着发生相应变化的特性来测量温度的。 9.涡轮式流量计是一种（速度）式流量计。 10.管道凸出物和弯道的局部阻力对液体流动稳定性影响很大，所以，在流量计节流孔板前 后必须留有适当长度（直管段） 11.转子流量计是属于（恒压）降流量计。 12.在使用过程中，当DBB阀门出现过扭矩时作为输油站的操作人员处理的基本方法是：(进 行排污处理)。 13.开关型球阀在使用时，要么（全开），要么（全关），不能打在（中间位），否则会损坏球 面，造成阀体内漏。 14.使用压力开关的目的主要是为了进行实现（联锁报警） 15.流量计的种类很多，有容积式流量计、节流式流量计、动压式流量计、变面积式流量计、 （叶轮式流量计）、（振动式流量计）、（电磁流量计）、（超声波流量计）、（量热式流量计）、（质量流量计）等。 16.密度计的测量原理多种多样，其中智能化程度较高、测量精度较高、测量方式较先进、 运行较稳定的密度计主要有：(在线同位素密度计)、(振动式密度计)等。 17.为了保证仪表的安全运行和仪表精度，仪表系统的接地电阻必须小于( 4 )欧姆。 18.在自控系统中，仪表位号首位为F代表(流量)，D代表 (密度) 19.磁致伸缩液位计要调试的主要参数有：(量程上线)、(量程下线)、(偏差值)。 20.超声波液位计检测时存在500mm左右的死区，调试超声波液位计时，必须把量程上限设 定值比被测罐或池的高度少500 mm，这样才能准确的检测液位。 21.超声波流量计油一对或多对传感器，为了能够准确的测试流量，每一个传感器的发射部 位需要加上（偶合剂）。 22.涡轮流量变送器应（水平）安装。 23.超声波流量计的检测精度与介质的（粘度）有关。 24.按照工作原理压力开关可分为（位移式）（力平衡式） 25.管道上常用的液位计有（差压式液位计）、（伺服液位计）、（磁致伸缩液位计）、（超声波 液位计） 26.利用超声波测量流量计的原理主要有（时差法）、（多普勒法）。
第十二章自动化仪表基础知识 第一节测量误差知识 一、测量误差的基本概念 冶金生产过程大多具有规模大、流程长、连续化、自动化的特点，为了有效地进行工艺操作和生产控制，需要用各种类型的仪表去测量生产过程中各种变量的具体量值。虽然进行测量时所用的仪表和测量方法不同，但测量过程的机理是相同的，即都是将被测变量与其同种类单位的量值进行比较的过程。各种测量仪表就是实现这种比较的技术工具。对于在生产装置上使用的各种测量仪表，总是希望它们测量的结果准确无误。但是在实际测量过程中，往往由于测量仪表本身性能、安装使用环境、测量方法及操作人员疏忽等主客观因素的影响，使得测量结果与被测量的真实值之间存在一些偏差，这个偏差就称为测量误差。 二、测量仪表的误差。 误差的分类方法多种多样，如按误差出现的规律来分，可分为系统误差、偶然误差和疏失误差；按仪表使用的条件来分，有基本误差、辅加误差；按被测变量随时间变化的关系来分，有静态误差、动态误差；按与被测变量的关系来分，有定值误差、累计误差。测量仪表常凋的绝对误差、相对误差和引用误差是按照误差的数值表示来分类的。 1、绝对误差 绝对误差是指仪表的测量值与被测变量真实值之差。用公式表示为： △C=Cm-Cr 式（1-1） 试中Cm代表测量值，Cr代表真实值(简称真值)，△C代表绝对误差。事实上，被测变量的真实值并不能确切知道，往往用精确度比较高的标准仪器来测量同一被测变量，其测量结果当作被测变量的真实值。 绝对误差有单位和符号，但不能完整地反映仪表的准确度，只能反应某点的准确程度。我们将各点绝对误差中最大的称为仪表的绝对误差。绝对误差符号相反的值称为修正值。 2、相对误差 相对误差是指测量的绝对误差与被测变量之比。用公式表示为 式（1-2） 式中AC为测量的绝对误差，Cr为被测变量的真实值。 由上式可见，相对误差C0是一个比值，它能够客观地反映测量结果的准确度，通常以百分数表示。 如某化学反应釜中物料实际温度为300℃，仪表的示值为298．5℃。 求得测量的绝对误差 测量的相对误差 3、引用误差(相对折合误差或相对百分误差) 测量仪表的准确性不仅与绝对误差和相对误差有关，而且还与仪表的测量范围有关。工业仪表通常用引用误差来表示仪表的准确程度，即绝对值与测量范围上限或测量表量程的比值，以非分比表示：
本次课程设计采用MATLAB仿真完成。设计题目分为二个部分。 答疑时间：15周周四（12月13日）下午2：00-4：30；地点：工学二号馆501； 有问题可以发邮件或者打电话。 课程设计报告：按照设计题目的要求完成报告； 答辩时间：自动化0901：16周周五上午8：30-12：00，地点：工学二号馆513； 自动化0902：16周周五下午1：30-5：00，地点：工学二号馆513； 答辩要求：（1）长学号（如3109001440）末位数相同的若干位同学一起答辩； （2）要求演示仿真程序； （3）答辩时交课程设计报告。 第一部分： 要求：按照长学号（如3109001440）的末位数选做下列题目。 采用MATLAB仿真；所有仿真，都需要做出以下结果： （1）超调量 （2）峰值时间 （3）过渡过程时间 （4）余差 （5）第一个波峰值 （6）第二个波峰值 （7）衰减比 （8）衰减率 （9）振荡频率 （10）全部P、I、D的参数 （11）PID的模型 （12）设计思路 0、精馏塔塔内温度的阶跃响应曲线数据如下表所示，控制量阶跃变化50 ?=。试根据实验 u δ≤的无差控制系统。 数据设计一个超调量25% p 具体要求如下： （1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型； （2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表； （4）对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。
1、锅炉汽包液位的阶跃响应曲线数据如下表所示，控制量阶跃变化5 ?=。试根据实验数 u 据设计一个超调量25% δ≤的无差控制系统。 p （1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型； （2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表； （4）对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。 2、加热炉出口温度控制系统，测取温度对象的过程为：当系统稳定时，在温度调节阀上做 试根据实验数据设计一个超调量25% δ≤的无差控制系统。具体要求如下： p （1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型； （2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表； （4）对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。 δ≤的无差控制系统。具体要求如下： 试根据实验数据设计一个超调量25% p （1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型； （2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表； （4）对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。
一．自动化系统基础知识 1．电力系统自动化的分类： 电网自动化、电厂动力机械自控、变电站自动控制、电力系统自动装置（发电机组自动并列、自动励磁、自动励磁、自动同期、VQC等）2．主讲的重点是：变电自动化系统 A.变电自动化系统的由来和初衷（最初抄报表） 通过某中传输媒体将电力设备的各种运行状态传送至当地微机系统或远方集控系统，并可实现在远方对电力一次设备进行控制。即：由微机监控系统取代常规的控制盘，在当地或集控站监控相关电力设备。（原来变电站为：控制盘、操作手把、盘表等；变电自动化的初衷为：集中监视、远方监控、SCADA系统） A．现阶段及远期目的：随着微机技术的发展，变电自动化系统的功能和需求不再仅仅局限于对电力设备的运行监视，又增加了对系统负荷及信息的分析、统计等功能，成为了电力系统运行管理中的主要手段。 3．变电自动化系统所含设备：RTU、测控装置、通讯设备、当地和集控站监控SCADA系统、微机五防、VQC等。 4．北京电网变电自动化系统的目的和发展： A．目的：减员增效，提高电网安全可靠运行能力，减少电网各类事故的发生。 举例：无人站减员；微机监控 微机五防从技术手段上防止人员误操作。
B．初期：建立110kV集控站，实现110kV电压等级以下的变电站无人化。 C．二期：建立各电压等级变电站的当地微机监控系统，取代站内常规控制盘。 D．三期：建立220kV负荷站的集控站，实现220kV负荷站的无人化。 E．远期：按地域分布，设置综合集控站，实现220kV所有变电站（负荷站、枢纽站）的无人化。 二．“四遥”的意义和实现：四遥是变电自动化系统的基本功能，也是变电自动化系统最初要实现的目的，但对于现阶段及以后的变电自动化系统来说，仅满足“四遥”功能是远远不够的。 1．遥信 定义：指开关量输入，反映电力系统结构、状态的各种信息。一般均通过光电隔离装置接入RTU或测控装置。 最初，采用-24V、-48V弱电方式采集，自2000年后，主要采用-220V 强电输入。 电力系统的状态量均采用实接点引入RTU（测控），遥信电源由远动装置提供，不同厂家采用不同的公共正或公共负。
1、（15分）如图所示为加热炉的两种控制方案。试分别画出（a）、（b）所示两种 情况的方框图，说明其调节过程并比较这两种控制方案的特点。 （a）图： 给定 —— 调节过程：选择炉膛温度作为主控参数构成主回路，燃料油压力作为副控参数构成副回路。副回路根据燃料油压力的变化起着对炉口温度的粗调作用，主回路根据炉温的变化起着细调作用。 （b）图 F（S） 给定 — 调节过程：通过对炉温的检测控制燃料油阀门的开度，构成反馈控制。通过对燃料油压力的检测控制其阀门开度，构成前馈环节，在扰动出现之前进行控制。 特点分析：串级控制系统使被控过程的时间常数减小，改善了系统的动态性能。前馈-反馈控制能及时消除扰动对被控量的影响，但前馈控制只适合用来克服可测不可控的扰动。 2、（20分）（用MATLAB仿真实现）某液位控制系统，在控制阀开度增加10%后，液位的响应数据如下： t(s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 h(mm) 0 如果用具有延迟的一阶惯性环节近似，确定其参数K,T和 ，并根据这些参数TC FC 调节阀 AOJIE 燃料油炉温 FT 温度测量变送器 温度测量变送器 FT TC 燃料油炉温 孔板 开方器 开方器孔板
整定PI控制器的参数，用仿真结果验证之。 T0=2*(T2-T1)=16，"δ=T2?T1=10" ，K=y(∞) μ% =6.3 0.1 =63 W0(S)=K 1+T0(S) e?τs=63 16S+1 e?10s, δ=1.1?τ T =0.6875 T i=*τ=33 在PID调节器中，PI调节表示为：W c(s)=1 δ (1+1 sT I )=+1 S * 在simulink中，K P设置为，T I=，T D=0，去下图所示： 经过小范围修改PI参数后，可得其响应曲线为：
过程自动化控制系统 PCS7在华新水泥生产过程控制系统中的应用[日期：2009-12-14] [字体：大中小] 一、工程概述： 水泥生产过程控制系统在功能分配上同时又是分级式层次 结构，高层次是过程控制级，低层次是基础自动化级。 基础自动化级，主要进行电气自动控制和仪表自动控制，对工艺设备过程信息进行检测、显示、记录及数据初步处理，执行设备运转控制及工艺设备过程自动调节、超限报警。 过程控制级，主要完成生产过程优化控制、操作指导、数据处理和存储，与上级管理计算机及其它计算机之间的数据通信。 在华新水泥，过程自动化控制系统采用4级网络系统：·以太网――批量控制服务器和操作站的数据传输 ·工业以太网――系统总线，操作站和控制器间的数据传输 ·PROFIBUS-DP――系统I/O总线，控制器与I/O站
间的数据传输 ·PROFIBUS-PA――系统与PA智能仪表的数据传输 华新水泥生产过程自动化控制系统依照水泥生产工艺流程，按如下子系统控制站分布（以下WINCC画面截屏，以华新水泥（阳新）公司一期6000T/D熟料生产线为例）： 1．石灰石破碎控制站：石灰石破碎及输送； 2．原料磨控制站：原料进厂均化及输送、原料配料、原料粉磨、电收尘、生料入库、水泵房； 3．窑尾控制站：废气处理（高温风机、增湿塔）、生料均化、生料入窑、窑尾塔架（预热器、分解炉）、烧成窑中、空压机站；
4．窑头控制站：熟料冷却（篦冷机）、熟料入库、原煤输送、煤磨、煤粉秤； 5．水泥磨控制站：熟料配料、水泥粉磨、水泥入库、； 6．包装控制站：水泥输送、水泥包装、散装输送、袋装输送、外运码头； 上位机采用WINCC进行组态。人机界面主要设计有以下内容: (1) 系统工艺流程显示:依据设备系统工艺流程图，按照功能组区域划分; (2) 调节系统、调节画面:回路手操站，调节参数与参数趋势的集中显示; (3) 重要参数趋势显示:有实时趋势与历史趋势两种显示; (4) 全局报警显示:系统按照功能区分为若干个报警组，各个报警组的报警窗口分布于相应功能显示窗口的上方，全局报警显示提供集中查看系统所有报警的能力，或按优先级、报
化工自动化控制仪表特种作业人员安全生产培训大纲及考核标准1 范围 本标准规定了化工自动化控制仪表特种作业人员培训的要求，培训和再培训的内容及学时安排，以及考核的方法、内容，再培训考核的方法、要求与内容。 本标准适用于化工自动化控制仪表特种作业人员的培训与考核。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》（国家安全生产监督管理总局30号令）《危险化学品安全管理条例》（中华人民共和国国务院令第344号） 《气体防护急救管理规定》 GB/T 16483 化学品安全技术说明书内容和项目顺序 GB/T 13861-92 生产过程危险和有害因素分类与代码 GB 18218 重大危险源辨识 GB 11651 劳动防护用品选用规则 GB 50093-2002 自动化仪表工程施工及验收规范 ～15 爆炸性气体环境用电气设备 AQ3009-2007 危险场所电气安全防爆规范 AQ3021-2008 化学品生产单位吊装作业安全规范 AQ3022-2008 化学品生产单位动火作业安全规范 AQ3025-2008 化学品生产单位高处作业安全规范 AQ3026-2008 化学品生产单位设备检修作业安全规范 AQ3027-2008 化学品生产单位盲板抽堵作业安全规范 AQ3028-2008 化学品生产单位受限空间作业安全规范 HG/T 20507-2000 自动化仪表选型设计规定 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 化工自动化控制仪表作业特种作业人员Special operator of chemical industry automation control instrument 指化工自动化控制仪表系统安装、维修、维护的作业人员。 4 基本条件 取得化工自动化控制仪表作业上岗资格证； 无色弱、色盲等禁忌症； 培训前需在相应岗位实习3个月以上。 5 培训大纲 培训要求
电气自动化专业知识 第一部分电工学基础知识 一、电路基础 1、电路：电流流过的全部通路称为电路。它是由一些电的 设备或器件组成的总体。 2、电源：电路中提供电能或电讯号的器件。 3、负载：在电路中吸收电能或输出讯号的器件称为负载。 4、激励：电源的电流或电压称为激励函数或激励。 5、响应：负载上的电流或电压称为响应。 6、电路元件：电路器件的理想化模型称为电路元件。 7、电容元件：具有储存或释放电场能量的性质，即电场效 应。 8、电感元件：具有储存或释放磁场能量的性质，即磁场效 应。 9、电压：电路中两点电位之差称为电位差，或电压。 10、基尔霍夫定律包括电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。 11、基尔霍夫（第一定律）电流定律（KCL）：对于任一电 路中的任一节点，在任一瞬时，流出该节点的所有支路 电流的代数和为零。 12、基尔霍夫（第二定律）电压定律（KVL）：对于任一电 路中的任一闭合回路，在任一瞬时，流出该闭合回路的 所有支路电压的代数和为零。
13、交流电路：电流、电压的大小或方向随时间变化的电路 称为交流电路。 14、正弦交流电路：电流或电压按照正弦规律变化的电路称 为正弦交流电路。 15、最大值（振幅）：正弦电流或电压瞬时值的大小和方向 随时间而变化，幅值变化的最大范围称为最大值或振 幅。 16、周期：正弦函数是一个周期函数，重复变化一次需要的 时间称为周期。周期用T表示，单位为秒（s）。 17、频率：周期的倒数称为频率。频率用f表示，单位为赫 芝，简称赫（Hz）。 18、角频率：正弦电流变化一个周期，幅角变化为2π弧度， 单位时间幅角变化的弧度数2π/T,叫做角频率。用ω表 示，单位为弧度/秒。ω=2πf=2π/T。 19、相位：正弦电流的幅角（ωt+ψi），叫做正弦量的相位。 相位是时间的函数，表示正弦量变化的进程。t=0时的 相位ψi叫做正弦量的初相。 20、正弦量的三要素：正弦量的振幅，角频率（或频率）和 初相，是决定正弦量的三个基本参数，也是进行比较和 区分各个正弦量的依据，称为正弦量的三要素。 21、两正弦量相位之差称为相位差。同频率正弦量的相位差 等于初相之差，它与ω及t无关。即相位差是一个常数。
自动化过程控制系统在工业中的应用研究 随着现代科技的快速发展，先进的科学理念有效的应用到工业生产当中，尤其是工业自动化对于现代工业的发展起到了巨大的推动作用，是工业现代化发展的重要基石。根据当今发展的趋势，工业自动化控制将对未来的自动化发展起到重要的引领作用。文章就是针对自动化控制的发展策略展开深入的探究，旨在研究我国自动化发展当中的控制和应用。 标签：自动化控制；发展趋势；提升策略 前言 伴随着信息化时代的降临，我国工业化发展得到了大力的提升，并且使得传统的工业化生产模式无法适应现代企业的生产需求，不能够有效满足人们对于物质的使用要求。因此为了应对社会的需求，工业化大力发展就必须顺应经济利益的趋势，利用现代信息化实现工业的自动化控制，使得工业生产的产量和质量大幅度的提升。 1 自动化控制的定义 自动化控制指的是在没有人类参与的条件下，有效地利用外界的设施和设备，从而使得工业生产的机械按照一定的程序进行运行作业。自动化系统所涉及的学科非常广泛，主要包括科学理论、计算机科技以及其他的一些信息技术，利用这些技术有效的结合，能够促使生产过程当中的检测、优化和调度，确保生产效率的快速提升。并且随着我国经济的快速发展，自动化控制所应用到的领域也越来越广泛，并且发挥的作用也越来越显著。工业生产是推进我国经济发展的重要驱动力，我国作为一个工业化大国，只有在工业生产当中有效的引入自动化，才能更符合人们对工业产品生产的质量和使用要求。 2 自动化过程控制系统在工业领域中的应用以及组成部分 在当今的工业生产过程当中，自动化控制系统被广泛应用到工业生产的各个领域当中，工业生产当中的控制系统自变量主要包括温度、流量、液位以及材料成分等。比如说对于温度控制能够有效地说明自动化在工业生产中的控制作用，如果想要保持一个恒定的温度环境，首先应当对其进行测量，当测量温度低于所要求的温度时，这就会激发自动化系统采取交流的方式提高环境里的温度，当加热的温度达到标准要求时，自动化系统就会调节加热器停止工作。所以说自动化系统对于温度的调节属于可控的过程，在这一调节过程当中应当本着恒温的标准。在自动化控制系统当中经常用到成逻辑控制器，这一控制器能够根据输入的数字信号前的程序设定，确保模拟信号的输出，最后有效地操控各执行元件进行过程控制。自动化控制系统当中的组成元素主要有以下几种类型：（1）检测元件：主要用于检测设备控制元件的物理量。（2）控制器：控制器的主要作用是用于对设定值和测量信号进行数据的比拟，从而有效地比较出两者存在的偏差，并且按
第一章 自动化控制系统概述 3 自动控制系统组成 手动控制与自动控制对比 自动控制步骤：测量→比较→执行 手动控制步骤：观察→比较→操作 自动控制系统组成 输入变量：系统设定值。 输出变量：被控制变量。 控制变量：操纵变量。由控制器改变的量或状态。 反 馈：输出变量通过检测仪表送回输入端，与输入变量进行比较。 扰 动：对系统的输出量产生不利影响的因素或信号。 控制装置 执行器 过程 检测原件、变送器 +- 设定值 r (t ) 偏差e(t )测量值 y(t ) 比较 控制 u(t )操纵变量q(t ) 扰动 f (t ) 被控变量 c(t ) =r (t )-y(t )y(t )-r (t ) 控制器 广义对象给水阀门 汽包 蒸汽液位计 省煤器 软水 给水阀门 汽包 蒸汽液位传感器 省煤器 软水 LT LT 液位控制器
4 自动控制系统分类 ① 闭环控制系统(有反馈) ② 开环控制系统(无反馈) ③ 定值控制系统 ④ 随动控制系统 ⑤ 程序控制系统 5 自动控制系统的过渡过程 静态：系统输入(设定值和扰动)恒定不变时若整个系统建立了平衡，系统各 环节暂不动作，它们的输出处于相对静止状态，称为静态或定态。 动态：输入变化后，系统从初始的平衡状态，经过控制到建立新的平衡，系 统各环节将处于变化过程之中，这种状态称为动态。 过渡过程：输入变化后，被控制量随时间变化的过程。 6 自动控制系统的品质指标 余差e(∞)： 过渡过程终了时设定值与被控量稳态值之差。 第二章 过程特性 1过程特性类型 过程特性：被控过程的输入变量(操纵变量或扰动变量)发生变化时，输出变量随时间的变化规律。 输入变量作阶跃变化时被控变量的时间特性用图形表示为响应曲线(控制通道响应曲线、扰动通道响应曲线)。 过程特性类型： 1自衡的非震荡过程，2无自衡的非震荡过程，3自衡的震荡过程，4具有反向特性的过程 第三章 检测变送 1 概述P22 检测元件：敏感元件、传感器。将工艺变量转化成以之对应的输出信号（一次仪表）。 二次仪表：将变送器和显示装置称为二次仪表 测量误差：被测值与真实值之间的差别 ①绝对误差：仪表指示值与被测的真值之差 按系统结构特点分类 按设定值特点分类 0 x x -=?
单点课教程 题目Theme： 自动化逻辑图基本知识部门Department： 自动化维护制作人Prepared by：张涛 类别Sort： 基础知识改善事例 故障处理六源寻找编号Code：审批人Checked by： 日期Date：2011/6/13 自动化维护过程中，我们得学会怎么看逻辑图，下面我对经常碰到的符号做一下简单的说明，谈一下自己自己理解： 首先我们看一下图，这就是我们常看到的逻辑图，其中有很多符号，都表示什么意思，这些符号联系起来会组成什么样的结果，这就要求我们知道，图中符号的意思，这样组合会有什么样的结果： 常见的符号有： 一、常见的符号有： 其中表示硬接线结点,即现场接线.或符号 结点符号 与符号与非符号脉冲符号 流向符号
" "与符号,一般最少有两个输入值，都是0或1信号。 " "或符号,一般最少有两个输入值，都是0或1信号。 " "表示脉冲符，即从0到1或从1到0变化的过程。 " "表示指令方向，即逻辑值的流向。 还有我们在分析逻辑中经常见到的" "与非符号,""表示或非符号，这是我们常用的几种逻辑指令，下面我们具体说明一下每种符号的逻辑运算。 常见符号的计算： 我们在进行逻辑运算的时候,都是用0或1表示,真表示1,假表示0,也就是我们所说的二进制数字来进行逻辑运算。 ""或符号：表示只要有一个信号为1，即为真，则计算出来的值为1，用逻辑运算来表示为：A+A=A,A+A(非)=1，直观的表示出来为：1+1=1，1+0=1，0+1=1，0+0=0，也只有这有4种运算。 “”与符号:表示只要有一个信号为0,即为假,则计算出来的值为0.用逻辑运算来表示为:A*A=A,A*A(非)=0,直观的表示出来为:1*1=1,1*0=0,0*1=0,0*0=0，只有这4种运算。 看下图几个例子： " "和" "与非和或非，表示与的结果或或的结果取反值，直观的表示出来：0（非）=1，1（非）=0。 " "脉冲符号，表示给出的0或1信号，比如，远程开关井，给开的信号表示1，给关的信号表示0。也可以说是我们给出的信号。 " "逻辑值传递符号，表示把逻辑运算的结果传递到下一阶段。 看实例如下图： 图中所表示的意思： 当出现压降速率过快或PALL 的时候，有报警声响，同时把逻辑信号传给逻辑编辑程序。 逻辑编辑程序描述： 先把报警传递的逻辑信号与联锁抽入信号做与操作，如果压力正常，则下传的信号为0否则为1，如果联锁投入则信号为1否则为0。同时把与逻辑运算的结果下传。 联锁不投入的情况,出现的结果只有一种情况,结果为1. 联锁投入的情况,出现的结果有两种:压力正常结果为0,否则为1. 正常情况下联锁一般都为投入状态。 11 1 10 1 1 0 0 0 11 100 0 0
生产过程自动化技术专业 培养目标 本专业培养热爱社会主义祖国，拥护党的基本路线，具有爱国主义、集体主义、具有良好的职业道德，德、智、体、美全面发展的人才。培养具有本专业必备的理论基础知识、熟练的基本技能，懂得典型生产工艺过程，学会工业过程控制仪表的安装、使用、调校、维护技术，能应用过程控制技术进行系统集成和组态；能从事工业过程控制系统的运行、维护等生产一线需要的高素质技能型专门人才。 主要课程 电子技术、电力电子、自动控制系统、机械工学、高级语言程序设计、电子CAD、PLC 控制技术、单片机原理与应用、传感器应用、过程控制仪表、过程控制系统等课程。 课程介绍 职业技术领域 工程制图 通过本课程的学习，使学生能运用基本理论、基本知识和基本技能绘制和阅读工程图样，培养他们空间想象力及分析问题、解决问题的能力，能绘制工程图样。本课程的主要内容包括：工程制图的基本知识、基本规定、正确使用绘图仪器的方法，具备绘制和阅读工程图的能力，掌握计算机绘图的方法，能绘制工程图。 液压与气动技术 了解基本液压与气动元件及其系统的工作原理。掌握基本液压与气动元件及其系统的安装、调试、操作与维修。 电工原理 主要讲授直流、交流电路基本概念、基本定律。能够运用定理、定律对直流电路和复杂直流电路、单相正弦交流电路和三相正弦交流电路的分析与计算。掌握磁场、磁路和电磁感应、互感耦合电路现象及有关计算。了解非正弦周期电路及其瞬态过程的基本概念、产生原因、谐波的概念及非正弦周期波的有效值、平均值的分析计算等内容。 电子技术基础 主要讲授二极管、三极管、均效应管的结构、特性以及放大电路、集成运算放大器及其运算电路、功率放大器、正弦波振荡器、直流稳压电源、基本门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换，数模转换和模拟转换等内容。传感器原理及应用 了解常用光电传感器的工作原理，掌握使用条件，掌握光电检测中的信号处理和常用电路，学习光电
《控制系统》课程设计 课题：加热炉温度控制系统 系别：电气与电子工程系 专业：自动化 姓名： 学号：1214061（44、32、11） 指导教师 河南城建学院 2010年12月29日 成绩评定· 一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。 二、评分（按下表要求评定）
的初步应用能力。 二、设计要求： 设计一个加热炉温度控制系统，确定系统设计方案，画出系统框图，完成元器件的选择和调节器参数整定。 三、总体设计： 1．控制系统的设计思想 串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。 2 .加热炉控制系统原理 加热炉控制系统以炉内温度为主被控对象，燃料油流量为副被控对象的串级控制系统。该控制系统的副回路由燃料油流量控制回路组成，因此，当扰动来自燃料油上游侧的压力波动时，因扰动进入副回路，所以，能迅速克服该扰动的影响。 由于炉内温度的控制不是单一因素所能实现的，所以，还要对空气的流量进行控制。空气的控制直接影响炉内燃烧的状况，不仅影响炉温，还直接影响了能源的利用率和环境的污染。所以，对空气的控制很有必要，其原理和燃料控制相同。 图2燃料串级控制系统流程 3. 在考虑燃料、空气流量比例自动控制系统 考虑到空气、燃料的比例合理性，基于各方面因素的考虑，该设计只针对燃料、空气流量比例自动控制系统做以下说明。其控制系统流程图如下图所示。
浅析工业当中自动化过程控制系统 11自动化一班邹航 201110320135 摘要:本文简单的阐述了我国现代制造工业当中过程控制系统的整 体水平及主要内容,在总结实际生产运用情况的同时也分析了这一领 域所面临的严重考验,并提出了自己的观点和看法。自动控制技术在 工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用,自动控 制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。随着国民经济和国防建设的发展,自动控制技术的应用日益广泛,其 重要作用也越来越显着。生产过程自动控制(简称过程控制)是自动 控制技术在石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、纺织等生产过 程的具体应用,是自动化技术的重要组成部分。 1、过程控制系统的特点 (1)生产过程的连续性:在过程控制系统中,大多数被控过程都是以 长期的或间歇形式运行,在密闭的设备中被控变量不断的受到各种扰动的影响。 (2)被控过程的复杂性:过程控制涉及范围广,被控对象较复杂。 (3)控制方案的多样性:过程控制系统的控制方案非常丰 富。 2、工业中过程控制系统的主要应用 2.1 自动检测系统 利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记 录。 2.2 自动信号和联锁保护系统 自动信号系统:当工艺参数超出要求范围,自动发出声光信号。联锁保护系统:达到危险状态,打开安全阀或切断某些通路,必要时紧急停车。(如图1所示) 2.3 自动操纵及自动开停车系统
自动操纵系统:根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。自动开停车系统:按预先规定好的步骤将生产过程自动的投入运行或自动停车。 2.4 自动控制系统 利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制,使他们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时,能自动的回到规定范围。 3、过程控制系统的组成 3.1 检测元件 该单元的主要作用是检测被控元件的物理量。 3.2 控制器 将设定值与测量信号进行比较,求出它们之间的偏差,然后按照预先选定的控制规律进行计算并将计算结果作为控制信号送给执行装置。 3.3 执行器 该部分元件作用是接受控制器的控制信号,直接推动被控对象,使被控变量发生变化。 4、过程控制系统中的闭环控制系统 按照自动控制有无针对对象来划分,自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。区分“开环控制”和“闭环控制”最直接的办法是看是否有最终对象的反馈,当然这个反馈不是人为直观观察的。目前工业自动化控制中采用最为广泛的就是闭环控制系统。 4.1 闭环控制系统的优缺点 闭环控制系统主要是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统。其主要优点为,不管任何扰动引起被控变量偏离设定值,都会产生控制作用去克服被控变量与设定值的偏差。其主要缺点为,由于闭环控制系统的控制作用只有在偏差出现后才产生,当系统的惯性滞后和纯滞后较大时,控制作用对扰动的克服不及时,从而使其控制质量大大降低。
生产过程自动化技术生产过程自动化 生产过程自动化。在电力。冶金。石油。化工。 制糖。造纸。水泥等行业企业。从事工业过程检测仪表。自动控制装置。管线。阀门的安装。维护。检修。工业过程控制系统的投运。维护。管理和系统集成及组态调试。常用电气自动化控制设备的安装。维护。检修等方面的工艺及技术管理。以及仪表及自动化设备的销售等工作。也可以从事相关企业生产过程的运行管理工作。职业工种包括：热力设备运行操作。自动化仪表维护维修。自动化设备及系统调试与维护。 维修电工。自动化设备及仪表销售等。培养掌握过程控制技术基础知识和基本技能。从事工业生产过程检测和电气自动化系统性能分析。设计。调试和安装维护的高级技术应用性专门人才。 中文名,生产过程自动化。行业企业,电力。冶金。石油。从事, 工业过程检测仪表。自动控制装置。基本技能,过程控制技术基础。 操作人员只要观察大屏幕就可以监控整个工厂的每项设备。生产过程自动化系统除了能够采集和处理信息。还能自动调节各种设备。优化生产。在必要时。工厂操作员可以中止自动化系统。进行手动操作。 主要课程。自动控制原理及应用。计算机控制技术。 自动化仪表应用技术。PLC可编程序控制应用技术。工厂电气控制技术。集散控制系统控制技术应用。电工技术应用。电子电路应用技术。单片机应用技术。化工单元操作技术。机械制图。小型自动控
制系统安装与调试。自动控制装置检修与维护。自动化程序控制设计与调试。DCS系统组态调试等课程。 实训内容。电工技术综合实训。电子技术应用研究综合实训。 电气控制技术综合实训。自动化仪表综合实训。自动化生产实习。金工实习。毕业设计。顶岗实习。 基本说明。生产过程自动化:就是通过采用计算机技术和软件工程采集的数据和程序的运算,输出到执行器起执行以达到生产工艺过程 的控制目的.更高效。 更安全地运营,重要就是学习仪表.控制系统,通讯。生产过程自动化专业在工厂里面一般就叫仪表工。为应用型技术人才。 培养目标。培养掌握过程控制技术基础知识和基本技能。 从事工业生产过程检测和电气自动化系统性能分析。设计。调试 和安装维护的高级技术应用性专门人才。具备热力过程及典型工业过程自动控制方面的基本理论知识；能熟练进行自动化控制设备的选型。通讯网络集成。安装。调试与维护；能熟练进行常规仪表。智能仪表。控制柜的选型。安装。校调与维护；具备小规模控制系统设计。安装与调试工程实训背景；具备对糖厂。纸厂或水泥厂。脱硫等生产过程实施自动化改造的工程实训背景；具备火电厂热工检修工程实训背景；具备工业计算机DCS系统组态。 安装。调试。维护实训背景。 就业方向。在电力。冶金。石油。化工。制糖。