玻璃管液位计量表实例说明自动化控制系统的基本构成及形式

文章摘要:为了使液位的上升和下降有足够的馀地，将玻璃管液位计的指示值中间的某点选择为通常工作时的液位高度，通过改变出口阀的开度将液位保持在该高度，贮槽的液位过高，不会溢出到槽外，也不会发生贮槽内的液体排出事故。 介绍自动控制时，首先分析手动操作并与自动控制进行比较，有助于分析和理解自动控制系统。 图1-2是液体贮槽，在生产中常用作一般的中间容器和成品罐。 前一道工序的资料陆续流入人槽，槽中的液体被送到下一道工序进行加工和包装。 流入量Qi (或流出量q )变动时会引起罐内液面水平的变动，严重时会溢出或排气。 解决该问题的z的简单方法是以贮槽液位为操作指标，改变出口阀的开度为控制手段。 液面水平上升时，出口阀打开得越大，液面水平上升时，阀打开得越大。相反，液面水平下降时，出口阀关闭得越小，液面水平下降时，阀关闭得越大。 为了使液位的上升和下降有足够的馀量，将玻璃管液位计的指示值中间的某点选择为正常工作时的液位高度，通过改变出口阀的开度将液位保持在该高度，就不会发生贮槽中的液位过高而溢出到槽外，或者贮槽内的液体被排出而发生事故。 总之，操作员的工作如图1—2(b )所示有3个方面。

(1)用眼睛观察玻璃管液位计(测量元件)的液位高低，通过神经系统传达给大脑。

(2)演算试验)，命令是根据可视液面水平的高度来考虑的，与所要求的液面水平的值进行比较，得到偏差的大小和正负，根据操作经验，通过思考、决定来发出命令。

(3)执行来自电脑的命令，用手改变阀门的开度，改变出口流量q。 将液面水平保持在所需的高度。 眼、脑、手三个器官分别承担检查、运算和执行三个作用，完成了测量、求偏差、操作阀门纠偏的全过程。 人工控制受人的生理限制，在控制速度和精度方面，不能满足大型现代化生产的需要。 为了提高控制精度和减轻劳动力，使用自动化的装置代替上述手动操作，从手动控制变更为自动控制。 液体贮槽和自动化装置构成了一个自动控制系统。

为了完成人眼、脑、手三个器官的任务，自动化装置一般至少包括三个部分，分别模拟人眼、脑、手的功能。 如图1~图3所示，自动化装置的三个部分是:

(1)测量元件和振荡器的功能是测量液位，并将液位的高低转换为特定的统一输出信号(例如，气压信号、电压、电流信号等)

(2)自动控制器接收从变送器发送的信号，与过程必须保持的液面水平的高度进行比较，计算偏差，根据以特定信号(气压或电流)发送的某个运算规则计算结果，用特定的信号值改变阀门的开度。 (3)致动器与通常的阀的功能相同，能够根据从控制器发送的信号值自动改变阀的开度。 很明显，该自动化装置具有人工控制作业人员眼、脑、手的功能，能够自动控制贮槽的液面水平。 自动控制系统的构成除了上述的自动化装置以外，还需要控制装置控制的生产设备。 在自动控制系统中，需要控制其工艺参数的生产设备和机械称为被控制对象，简称对象。 图1~3所示的液体贮槽是该液位控制系统的被控制对象。 化工生产中的各种塔、反应器、换热器、泵和压缩机以及各种容器、贮槽是常见的受控对象，而部分输气管道也是受控对象。 在复杂的生产设备中，一个设备可能有若干控制系统，例如精馏塔、吸收塔等。 在这种情况下，在指定受控对象的情况下，不一定是生产设备的整个装置。 例如，一个精馏塔需要在塔顶控制温度、压力等，在塔底需要控制温度、塔釜液位等，需要在中部控制供给流量的情况下，需要流量计和控制系统的协作，在这种情况下，只有塔的某个控制关联部分的控制系统 例如，在研究供给流量的控制系统时，被控制对象是供给配管和阀门等，不是精馏塔整体。

扩展阅读:液位计

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