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1、第一章自控系统基本概念1.1 绪论本课程教材为化学工业出版社的“化工仪表及自动化”（厉玉鸣主编）第五版或第六版讲授内容：第一章自动控制系统基本概念；第二章过程特性及其数学模型；第三章检测 仪表与传感器；第四章自动控制仪表；第五章执行器；第六章简单控制系统；第七章复 杂控制系统；第九章计算机控制系统。（其它部分不做要求）1.2 第二课时分清基地式仪表和单元组合仪表，重点了解单元组合仪表。D （Q） DZ3标准信号必须记住。掌握P&ID （管道仪表流程图）常用仪表画法，知道仪表字母及数字代号含义。掌握常用自控术语含义，如被控对象，被控变量，操作变量，干扰，设定值，偏差，负反馈， 测量变送，控制器，
2、执行器。（要求，能够分辨出简单自控系统内的以上内容）1.3 第三、四课时要求能在自控系统中指出各个环节，如被控对象，被控变量，操作变量，测量检测变送，控制 器，执行器等。能分析出系统中的干扰因素。了解开环和闭环系统概念。熟练掌握自控系统方框图（自己能画出）。注意各个环节的输入和输出变量各是什么。注意控制器设定值内给定（定值控制系统使用）和外给定（随动控制系统使用）。什么是广义对象，定值、随动、程序控制系统（注意设定值的不同）。什么是过渡过程，形式（发散、等幅震荡、衰减等），注意那些是稳定的。重点掌握过渡过程单项品质指标，最大偏差、余差、衰减比、过渡时间（回复时间），会计 算这些品质指标。第二章
3、过程特征及数学模型2.1 什么是对象（过程）特性。什么是控制通道，干扰（扰动）通道。（传递函数不要求）重点掌握一阶过程特性参数:放大系数K,时间常数I,时间滞后的含义。通过阶跃响应曲线能 够求出这三个参数。2.2 注意总结KT三个参数对控制通道和干扰通道的影响，两种场合下应如何选择三个参数。有两类，纯滞后t和容量滞后t（容量滞后本质是将1二阶系统近似为-阶系统的结果）。熟悉掌握阶跃法测量三三个过程参数方法。本章重点掌握计算：已知输入阶跃信号和阶跃响应曲线，求出1. KT三个过程特性参数;2根据以上信息写出对应的一阶微分方程3求出该方程的解。（具体方法可查看PPT内容）第三章检测仪表与传感器3.
4、1 测量概述什么是一次仪表二次仪表。掌握绝对误差、相对误差（注意仪表的概念和之前的概念不同，分母不同）。变差、精度等级 概念，会计算。掌握一般量程选择原则。了解分辨率概念。了解温度测量元件分类，接触式、非接触式，各种的优缺点。了解热电偶测温原理，注意什么是冷端（tO,参比端）和热端（t,工作端）。中间导体定律的意 义。热电偶总的热电势 E（t,tO）=Et= eAB（t）-eAB（tO）= eAB（t）+eBA（tO）3.2 温度测量热电偶总的热电势E(t,tO)=Et= eAB(t)-eAB(tO)= eAB(t)+eBA(tO)注意：角标AB标明了参考方 向。注意常见热电偶分度号，如K,
5、s,B等(K最常见)。注意温度使用范围。(具体信息见PPT) 什么是标准热电势(以。摄氏度为参比)，要会使用热电偶分度表查温度。什么是热电偶补偿导线?作用是什么。什么是热电偶温度补偿?补偿常用方法有哪些，重点要求掌握计算法(冷端修正法)，具体如 下:E(t,O)=E(t,tO)+E(tO,O)。E(t.O)所需查表的标准电动势，E(t,tO)为现场实际测得的电动势， E(tO,O)冷端需补偿的电动势(先测冷端温度，后查表可知)。热电阻中重点了解金属热电阻(Cu Pt)。注意不同热电阻适用范围。了解热电阻和热电偶各自适用范围和使用注意事项。了解测温元件安装原则。了解热电阻 使用为何要用三线制连接
6、。3.3 温度检测、流量检测电桥补偿的原理了解即可。提示:热电偶补偿时注意当冷端(参比)温度0升高时，实际测得总电动势E(t,tO)将变小，即 需补偿的电动势E(t0,0)变大，这-部分刚好由补偿热电阻R的变大来补偿。什么是瞬时流量、累计流量，体积流量、质量流量。注意气体体积流量测量时要折合成标准体积(Nm3)。容积法(椭圆齿轮式等)什么特点。什么是速度法(差压式、转子、电磁、涡轮、漩涡、超声波 等)。了解质量流量计间接法、直接法含义。直接法有什么种类。了解节流装置概念，差压流量计种类、优缺点。重点了解孔板流量计。熟悉流体流量基本方程，牢记流量和压差之间的关系。差压式流量计测量流量构成。3.4
7、 流量检测、压力检测了解差压变送器使用注意事项。了解各种流量计的优缺点。了解流量表的选型。压力检测概念(注意不同于以往物理概念，相当于压强)、常用工程单位。搞清绝对压力、表 压、负压和真空度概念。了解常见弹性、液柱式、物性式、机械平衡等式压力计。了解常见压力传感器(如电阻应变 片、电容式)。3.5 物位检测重点学握压力表的选用计算，稳定、脉动、高压工况下区别。物位检测分料位和液位。了解差压式液位计，重点理解零点迁移问题(正、负)，会计算迁移虽。了解不同物位计的特点、优缺点。3.6 变送器、显示种类:温度、压力、流星、物位变送器。了解变送器的作用，将检测元件信号转换成标准统一信号(比如4-20m
8、A)输出。具有功能:线性化放大、量程调节、零点迁移调节等。调节变送器时通常先调星程范围，再调零点迁移。温度变送器可以活用(如做直流毫伏转换器用)。了解智能变送器特点(精度高、调整范围大自动温度压力补偿非线性校正、数字模拟双输出、 自诊断功能等)了解模拟仪表和数字仪表。(直流电位差计实验中会具体了解)第四章自动控制仪表4.1 位控、比例、积分控制注意:控制器的输入量e二测量值Z-设定值X ;双位控制、比例控制P、积分控制I、微分控制D的特点。重点掌握:连续PID算法公式。（传递函数、拉氏变换不要求）了解比例控制特点。重点学握比例度的定义，要会计算。注意:比例增益Kc和比例度8的关系和定义差别（反
9、比关系）。注意:不同比例度大小对被控变量的影响（什么是临界比例度）；比例控制使用场台。积分控制 特点（偏差存在则一直累积），注意:积分时间定义（大小对积分强弱的影响）。42积分、微分控制了解在比例积分控制PI中，如何求积分时间TI注意:积分时间大小对被控变量的影响。 了解积分饱和问题的危害。注意：积分控制使用场合和优点，掌握积分控制表达式。 注意:微分控制D概念和理想微分表达式。了解实际比例微分控制PD表达式，微分作用的特点。微分时间Td对过渡过程的影响。注意总结PID控制三部分，各部分控制特点。模拟控制器了解即可。注意:什么是控制器内给定、外给定。了解什么是软手动（操）、硬手动，什么叫无扰动
10、切换。 注意:什么是控制器的正、反作用。掌握如何选择控制器正、反左用。4.3 数字控制器、PLC继续学习控制器正反作用选择。了解调节阀正反作用（气开、气关）选择。（最终在第六章简 单控制系统会系统学习）简单了解数字控制器即可。简单了解数字控制器的输入和输出，软件部分如系统程序、用户程序（组态软件）。了解PLC 的优点，（擅长开关逻辑控制，带负载能力强）。4.4 集散系统和现场总线系统简单了解PLC特点。了解DDC概念,缺点是什么。了解集散系统DCS的概念，优点，基本构成。简单了解管控一体化。了解现场总线系统FCS基本概念和特点（分散控制的彻底性） 相对于DCS的优点。4.5 FCS系统与通讯等
11、简单了解常见现场总线（FCS）,以及SCADA系统（数据采集监控系统）。简单知道常用组态软件。第五章执行器无纸记录仪和虚拟仪表（VI, “软件即是仪表）知道即呵。1.执行器搞清楚输入信号是什么，谁给的，输出量是什么，给谁了。本章执行器主要了解气 动调节阀。2.气动调节阀=气动执行机构+阀体。了解气动阀的优势（相对于电动阀），安全防爆性能好，推力大等等。了解薄膜式气动调节阀结构。了解常见控制阀体类型（如直通单座.双座等）。重点分清，气开阀（信号压力越大,阀开度越大，无信号关闭）和气关阀（与气开阀相反，无信号 时全开）。重点了解阀门流量特性，什么时理想特性，工作特性。常见理想特性都有哪几种？（线性
12、、快开.对数等），重点要知道对数特性（等百分比特性）。了解线性特性的局限性，对数阀特性的优点。快开阀的特点和用途。了解阀门可调比KR（国 产阀常见30）工作流量特性。串联时配管系数S（=l时相当于 理想流量特性）了解控制阀的动态特性（时间常数）影响，改善特性的方法（电气阀门定位器）。重点了解阀流量系数Kv或Cv的含义和简单计算。气开气关阀选择的原则（安全）。第六章简单控制系统6.1 控制系统设计过程牢记:简单控制系统四大环节。掌握控制系统设计过程:被控变量选择 操纵变量选择 测量变送环节、执行器选择 控制器确定了解被控变量选择原则（直接和间接）；操纵变量选择（K大，T和滞后小）控制器选择（控制
13、规律和作用方向），注意控制器作用方向在其它环节确定后再最终确定，并 保证整个系统为负反馈。阀门的选择，气开或气关等。检测变送选择等。参数整定的方法（工程整定）。注意:孙老师讲的控制器作用方向的方法（前提是e=x.z）容易让人混淆，请大家按照课本或PPT中的确定方法进行确定（偏差e= z测量值x设定值）6.2 PID的整定、控制系统设计举例投运过程:手动操纵-自动操纵（无扰动切换）PID整定PID实验整定方法:衰减曲线法、经验凑试法（看曲线调参数，通过实验大家要掌握）、临界比 例度法。牢记常见复杂控制系统类型。串级控制系统特点（两个或以上的控制器，一控制器输出是另一控制器的设定值）第七章复杂控制
14、系统7.1 串级控制了解串级控制相比简单控制的优点。重点掌握串级控制的框图神点，分清主国路和副回路（主意利回路为随动控制）.各自作用特 点，串级控制主到回路设计原则（副对象选择，包含适当多扰动，主副对象时间常数不能太近） 要求能确定主、副控制器正、反作用（先确定副控制器，再确定主控制器）。7.2 比例控制、均匀控制系统了解比值控制系统含义，应用场景。什么是主动量、从动量。重点了解单闭环比值控制系统，其它简单了解即可。主要了解均匀控制系统的概念和作用（兼顾前后两个矛盾变量）。7.3 前馈系统了解什么是前馈系统开环还是闭环?时于拉氏支换推导讲解不要求） 注意使用条件和局限7.4 选择、分程系统了解选择系统的一般用途了解分程控制系统的概念 分程控制例子看过即可，先进控制部分 不做要求。第八章计算机控制系统了解什么是DCS系统，结构特点。什么是FCS系统。与DCS有什么不同。