用玻璃管液位计实例说明自动化控制系统的基本构成及形式

   自动控制系统是在人工控制的基础上产生和发展起来的。所以，在开始介绍自动控制的时候，先分析人工操作，并与自动控制加以比较，对分析和了解自动控制系统是有裨益的。 
    图1—2所示是一个液体贮槽，在生产中常用来作为一般的中间容器或成品罐。从前一个工序来的物料连续不断地流人槽中，而槽中的液体又送至下一工序进行加工或包装。当流入量Qi(或流出量Q)波动时会引起槽内液位的波动，严重时会溢出或抽空。解决这个问题的简单办法，是以贮槽液位为操作指标，以改变出口阀门开度为控制手段，如图1—2(a)所示。当液位上升时，将出口阀门开大，液位上升越多，阀门开得越大；反之，当液位下降时，则关小出口阀门，液位下降越多，阀门关得越小。为了使液位上升和下降都有足够的余地，选择玻璃管液位计指示值中间的某一点为正常工作时的液位高度，通过改变出口阀门开度而使液位保持在这一高度上，这样就不会出现贮槽中液位过高而溢至槽外，或使贮槽内液体抽空而发生事故的现象。归纳起来，操作人员所进行的工作有三方面，如图1—2(b)所示。
   
(1)检测   用眼睛观察玻璃管液位计(测量元件)中液位的高低，并通过神经系统告诉大脑。

(2)运算  考)、命令   据眼睛看到的液位高度，加以思考并与要求的液位值
进行比较，得出偏差的大小和正负，然后根据操作经验，经思考、决策后发出命令。
   
(3)执行  根据大脑发出的命令，通过手去改变阀门开度，以改变出口流量Q。，从而使液位保持在所需高度上。
眼、脑、手三个器官，分别担负了检测、运算和执行三个作用，来完成测量、求偏差、操纵阀门以纠正偏差的全过程。由于人工控制受到人的生理上的限制，因此在控制速度和精度上都满足不了大型现代化生产的需要。为了提高控制精度和减轻劳动强度，可用一套自动化装置来代替上述人工操作，这样就由人工控制变为自动控制了。液体贮槽和自动化装置一起构成了一个自动控制系统，如图1—3所示。

为了完成人的眼、脑、手三个器官的任务，自动化装置一般至少也应包括三个部分，分别用来模拟人的眼、脑和手的功能。如图1—3所示，自动化装置的三个部分分别是：
 
(1)测量元件与变送器  功能是测量液位并将液位的高低转化为一种特定的、统一的输
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