自動化控製（zhì）係統常用種類及組成
2022-08-29 10:09
一、工業自（zì）動化控製係（xì）統有（yǒu）那幾（jǐ）個環節組（zǔ）成
開環（huán）控製係統
在開環控製係統中，係統輸（shū）出隻受輸入的控製，控（kòng）製精度和抑製幹（gàn）擾的特（tè）性（xìng）都比較差。開環控製係統中，基於按時序進行邏輯控製的稱為順序控製係統；由順序控製裝（zhuāng）置、檢測元件、執（zhí）行機（jī）構和被控工業對象所組成。主要應用於機械、化工、物料裝卸運輸等過程的控製以及機械手和生產自動線。
閉環控製係統
閉環控製係統是建立在反饋原理基礎之上的，利用輸出量同期望值的偏差（chà）對係統進行控製，可獲得比較好的控製性能（néng）。閉環控製（zhì）係統（tǒng）又稱反饋控製係統。
按給定信（xìn）號分類，自動控製係統（tǒng）可分為恒值控製係統、隨動控製係統和程序控製係統。
恒值控製係統
給定值不變，要求係統輸出量以一定的精度接近給定希望值的係統。如生產過程中的溫度、壓（yā）力、流量、液（yè）位高度、電動機轉速等（děng）自動控製係統屬於恒值係統。
隨動控（kòng）製係統
給定值按（àn）未知時間函（hán）數變化，要求（qiú）輸出跟隨給定值的（de）變化。如跟隨衛星的雷達天線係統。
程序控製係統
給定值按一定時（shí）間函數（shù）變化。如程控（kòng）機床。
控製器：可按照預定順序改變主電路或控製電路的接線和改變電路中電阻值（zhí）來控製電動機（jī）的啟動（dòng）、調速、製動和反向的主令裝置。
被控對象（xiàng）：一般（bān）指被控製的設備或過程為（wéi）對象，如反應器、精餾設備的控製，或傳熱過程、燃（rán）燒過程的控製等。從定量分析和設計（jì）角度，控製對（duì）象隻是被控設備或過程中影響對象輸入、輸出參數的部分因素，並不是設備的全部。
執行機構：使（shǐ）用（yòng）液體、氣體、電力或（huò）其它能源並通（tōng）過電機、氣缸或其（qí）它裝置將其轉化成驅動作用。
變送器：作用是檢測工藝參數並將測量值以特定的信號形式傳送出去（qù），以便進（jìn）行顯示、調節。在自動檢測和調節係統中的作用是將各種工藝參數如溫度、壓力、流量、液位、成（chéng）分等物理量變換成統一標準信號，再傳（chuán）送到調（diào）節（jiē）器和指示記錄（lù）儀中，進行調節、指示和記錄。
自動控製係（xì）統的三大發展方向（xiàng）
1、現場總線控製係統
現場（chǎng）總線控製（zhì）係統（FCS）是連接現場智能（néng）設備和自動化控製設備（bèi）的雙向串行、數字（zì）式、多節點通信網絡。它也被稱為現（xiàn）場底層設備控（kòng）製網絡。
目前，以現場（chǎng）總線為基礎的FCS發（fā）展很快，但FCS發展還有很多工作要做，如統一標準、儀表智能化等。可（kě）以確定的是，結合DCS、工業以太網、先進控製等（děng）新技術的FCS將具有強大的生命力。
2、工業PC控（kòng）製係統
由於PC機的開（kāi）放性（xìng），具有豐富的硬件資源、軟件資源和人力資源，並且具有成本低（dī）的特點，基於PC（包括嵌入式PC）的工業控製係統，正以每年20%以上的速率增長，基於PC的工（gōng）業控製技術成為本世紀初的主流技術之一。
3、智能管控一體化係統集成
隨著計算機技術、通（tōng）信技術和控（kòng）製（zhì）技術的發展，傳統的控（kòng）製領域正經曆著一場前所未有的變革，開始向網絡化方向（xiàng）發展。對諸如圖像、語音（yīn）信號等大數據量、高速率傳輸的要求，催生了當（dāng）前在商業領域風靡的以太網與控製網絡的結合。
這股工業控製係統網絡化浪潮又將諸如嵌入式技（jì）術、多標準工業控製網絡互聯、無（wú）線技術等多種當今流行技術融合進來，從而拓展了工業控製領域的發展空（kōng）間，帶來新的發展（zhǎn）機遇。
參考資料來源（yuán）：百度百科-自動控製係統
三、一個自動控製係統有哪幾部分組成？
1、分類
自動控製係統按其控（kòng）製（zhì）對象的不同分為兩大類。一類具（jù）有運動性質，需由電動機拖動來實現，稱為運（yùn）動控製係統（或稱傳動控（kòng）製（zhì）係統），而將運動控製係統的工作過程稱為運動控製；另一類的控製對（duì）象是（shì）如溫度、壓力、流量、物料、成分、液位和酸堿度等工業生產過程中的量，比如精餾塔（tǎ）中化工產品的生產控製、鍋爐中的蒸汽溫度的控製等，控製（zhì）這類對象的自動控製係統稱（chēng）為過程控（kòng）製（zhì）係統，而將過程控製係統的工作過程稱為過程控（kòng）製。一般，過程控製中常常伴有（yǒu）物體的流動和能量的流動，控製好物（wù）量流和能量流（liú）的大小，可以達到過程控製目標的（de）要求。運（yùn）動控製的執行元件是電動機，過程控製的執行元件是（shì）調節閥。無（wú）論（lùn）是運動控製還是過程（chéng）控製，它們均適用於相同的自動控製理論。
但是，由於被控對象（xiàng）不（bú）相同的特點（diǎn），兩類控製係統在響應特性上也呈現出不同的特征（zhēng）。例如，運動控製係統的（de）調節時間短、響應速度快；而過程控製係統中（zhōng）常常含有（yǒu）大慣性環節、大延時環節等，調節時間長，響應速度慢。在應用控製理論解決具體控製問題（tí）時（shí），會存在一定的差（chà）異。在這兩（liǎng）大類控製係統中，根據控製對象的具體要（yào）求、輸入信號的特征、信號傳輸過程是否連（lián）續、參數是否時變、係統（tǒng）中是否含有非（fēi）線性元件等，還（hái）可將控製係統（tǒng）作進一步的分類。
2、組成
為了描述自動控製係統的組成，常（cháng）將係統中完成不同功能的部分用所謂的“環節”一（yī）詞來描述。一般的控製係統包括的環節如圖4-14所示。
1）給定環節
給定輸入量通過給定（dìng）環節作用於係統（tǒng）。例如，有的控製係統用給定電位器將電壓信（xìn）號作用於控製係統，為了減小給定電（diàn）位器在（zài）開關閉合瞬間將一個恒值的電壓信號突（tū）然作用於控製係統而對控製係（xì）統造成較大的衝擊，有時給定環節還利用積分器逐漸增加作（zuò）用信號。
2）比較環節
比較環節完成將給定量與反饋量相比較的功能。完成給定量減反饋量運算的，須將反饋量與給定量接成相反的極性，使反饋量的作用削弱給定量，稱為負反饋比較。反（fǎn）之，若完成（chéng）給（gěi）定量加反饋量（liàng）運算的，反饋量的極性須與給定量的極性相同，即反饋量的作用增大了給定量，則是正反饋比較。在多閉環控製係統中，為了得到好的響（xiǎng）應（yīng）性能，有時將某（mǒu）個內環接成正反饋，而外環（huán）則都（dōu）接成負反饋。
3）放大（dà）環節
閉環控製係統（tǒng）是靠給定量與反（fǎn）饋量的差值信號實現對輸出量控製的。由於差值信號很小（無差係統為0），直接加在控製設備上不足以使係統工作，須經放大環（huán）節將信號放大。
4）執行（háng）環節（jiē）
執行環節又稱執行機構，由它的動作使被控（kòng）量得到控（kòng）製，是控製（zhì）係統的末端環節。運（yùn）動控製係統中的執行元件常常是各類電（diàn）動機，由（yóu）電動機的（de）旋轉或（huò）直（zhí）線運動來拖動負載（zǎi），過程控製係統中的執（zhí）行元（yuán）件一般是調節（jiē）閥，自動調節（jiē）閥門的開度能夠控製管道中流體的流量或壓力，實現對被控對象的控製。
5）控（kòng）製環（huán）節
控製環節有時（shí）又稱校正環節或控製器、調節器等（děng），是人為設置的環節。設置該環節的目的是為了取得好的控製效果。好的控製（zhì）效果是指輸出（chū）量跟隨輸（shū）入量變化得更快、更（gèng）穩、更精確。
6）被控對象（xiàng）
被控對象也稱控製對象，是指受係統控製的物理量（liàng）。被控對象常被選為輸出（chū）量。例如，速度控製係統的被控對（duì）象應選為電動機的運行速度，溫度（dù）控製係統的控製對象應選為被控製的溫度（dù）。
7）反饋環節
反饋環節將檢測到的被控量反饋傳輸到輸入（rù）端，與給（gěi）定量進行比較以實現閉環控（kòng）製。有的係統將被測量直接接入比較環節，稱為單位反饋。
8）擾動環節（jiē）
自動控製係統在運行過程中，不可避（bì）免會受到環境、設備自身（shēn）等各種（zhǒng）因素的影響、擾動。
