77、化工自动化的主要内容有哪些？

为了实现化工生产过程自动化，化工自动化的主要内容包括自动检测系统，程序控制、自动联锁保护系统和自动控制系统等。自动控制系统包含了自动检测和自动操纵功能，是自动化系统的核心问题。

 

78、自动控制系统有哪几部分组成？

      自动控制系统由三部分组成。

     ①测量元件及变送器(LT)：将测得的物理量转换为另一个特定的物理量(如气压信号、电流信号)。这部分称测量变送。

     ②自动调节器(LC)：它接受变送器送来的信号，与工艺需要保持的参数相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后用特定信号(气压或电流)发送出去。

     ③执行机构：本书指调节阀，它能自动地根据接受到的信号值改变阀门开度。

 

79、方块图的作用是什么？如何画方块图？

     为清楚地说明自动控制系统的结构及各部分（环节）之间相互关系和信号联系，一般可用方块图表示。

     方块图中每个方块代表系统中一个环节，方块之间用一条带箭头的直线表示它们相互间的联系，箭头所指方向表示信号传递方向，线上字母说明信号的名称。以图2-1为例，图中的水槽可用一个“被控对象”方块表示。

    

        如图2-1所示，其液位就是生产过程中要求保持定值的参数，在自动控制系统中称为被调参数，用符号y表示，y是对象方块的输出信号。在本例中，若影响y波动的因素是进料量的变化，这种引起被调参数y波动的外来因素称为干扰（或称扰动）作用，用符号y表示。干扰作用是作用于对象的输入信号，用箭头指向“被控对象”方块。由图可见，出料流量的改变是由于调节阀动作引起的，那么出料流量调节阀方块的输出信号。同时，出料流量的变化影响液位起到调节作用，所以也是作用于”被控对象“的输入信号，箭头指向”被控对象“方块，而尾端连接于”调节阀“方块。水槽的液位信号是测量元件及变送器的输入，而变送器的输出信号z进入比较机构与给定值信息x进行比较，得到偏差信与e(e=x-z),并被送往调节器。调节器根据偏差信号e，按某种运算规律算出结果，发出控制信号p（气压或电流）至调节阀，使阀门动作，改变其开度，使被调参数稳定在要求的范围。

     按前面所述作出自动控制系统方块图，如图2-2所示。

     需要说明一点，调节器前面的比较机构实际上是调节器的一部分，不是独立元件，在图中将其画出，为的是说明其比较作用。

 

80、为什么自动控制系统是一个采用负反馈的闭环回路？

    对于任何一个简单的自动控制系统，其方块图不论在表面上有多大差别，它的各个组成部分在信号传递关系上总会形成一个闭合的环路。其中任何一个信号，只要沿着箭头方向方向前进，通过若干个环节后，最终又会回到原来的起点。所以，自动控制系统是一个闭环系统。

     再看“自动控制系统方块图”，系统的输出参数是被调参数，但是它经过测量元件和变送器后，又返回在到系统输入端，与给定值进行比较。这种反系统（或环节）的输出信号直接或经过一些环节重新返回输入端的做法叫做反馈。从“自动控制系统方块图”还可以看到，在反馈信号z帝有一个负号“一”而在给定值x旁有一个正事情“+”（也可省略），这里正和负的意思是指在比较时，以x作为正值，以x作为负值，也就是到调节器的偏差信息e=x-z。因为“自动控制系统方块图”中的反馈信号z取负值，所以叫做负反馈，负反馈信号能够使原来的信号减弱。如果反馈信号不取负值，而取正值，反馈信号使原来的信号加强，那么就叫做正反馈。在这种情况下，方块图中反馈信号z旁则要用正号“+”，此时偏差e=x+z。在自动控制系统中都采用负反馈。因为只有负反馈才能使被调参数y受到干扰的影响而升高时，反馈信号z将升高，经过比较而到调节器去的偏差信号e将降低，此时调节器将发出信号而使调节阀的开充发生变化，变化的方向为负，从而使被调参数下降回到给定值。这样就达到了调节的目的。如果采用正反馈的形式，那么调节作用不仅不能克服干扰的影响，反而起到推波助澜的作用，即当被调参数受到干扰升高时，z亦升高，调节阀的动作方向是使被调参数进一步上升，而且只要有一点微波的偏差，调节作用就会使偏差越来越大，直至被调参数超出安全范围而破坏生产。所以，调节系统绝对不能单独采用正反馈。

      综上所述，自动调节系统是具有被调参数负反馈的闭环系统。

 

81、什么是被控对象、给定值和偏差？

     自动控制系统的工艺生产设备叫做被控对象或简称对象。生产中要求保持的工艺指标，被称为给定值。在自动控制系统中，习惯上采用给定值x减去测量值z作为偏差e，即e=x-z，给定值x大于测量值z时为正偏差，而给定值x小于测量值z时为负偏差。