Page 81 - 机械设计制造与自动化技术研究

第三章 电气自动化控制技术综述

生产流程是由多个工艺设备或装置构成的，这些设备和装置之间有着一定的
关联，因此，在进行控制系统的设计时，一定要从整体的生产流程的角度来进行
思考，因此，自动化控制专家需要与生产工艺专家紧密地协作，按照生产工艺的

特征，对被控变量和操作变量进行选择，选取适当的检测设备，并选择合适的调
节器、执行器和辅助装置等，形成一套工艺上合理、技术上先进、安装调试和操
作简便的控制系统，让整套设备运行协调，实现原料、能源、资金的有效利用，
实现安全、优质、高效、低耗的生产，取得较好的经济效益。

1. 受控变数与操纵变数的选取
在单回路控制系统中，被控变量的选取和运行参数的选取是首要考虑的问题。
运行参数不仅要满足稳定、准确、快速的要求，而且要在技术上合理、经济合理。
在一个生产过程中，被控变量的选取是一个重要的问题。在一个生产过程中，

有许多因素会影响到设备的正常运转，因此不能对所有的设备都进行控制。因此，
必须对生产过程进行深入的分析，找到对产品的产量、质量、生产安全和节能等
具有决定性意义的变量。要知道，所要控制的变量是温度，压力，流量，液位等，
可以把它们直接用作被控变量构成控制系统。

在确定了被控变量以后，接下来要选择的是哪一个参数，被控变量是被控目
标的输出，而被控变量的输入是被控变量的外在因素。被控对象的输入通常是多
个，因此必须选取其中一种作为控制变量，将剩余的未选择的输入作为控制变量。
从控制的观点来看，扰动是一种破坏性的因素，它会导致被控变量与目标值发生

偏差，而操纵变量能有效地抑制扰动，将已发生改变的受控变量牵引到目标值，
从而使控制系统再次回到稳定状态。
2. 探测设备的选用
该方法是将被控量通过传感设备转化为电信号，然后将其与目标值相比较，

得到相应的误差值，然后将其反馈给调整器。该检测设备一般包括传感器，用于
将被控量变换成相应的信号，然后将传感器的输出信号变换成标准的 4-20 mA 或
1-5 V 等。
对于测控设备来说，最根本的要求就是所测得的数据能够准确地反映被控量，

并且误差不超出所允许的限度；测试结果能够实时地反映被控制量的变化，即具
有较快的动态响应能力，能够长时间稳定运行。这些要求涉及到换能器、变送器
的种类，仪表的精度级别和范围，以及换能器、仪表的安装、使用和保护等。

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