用玻璃管液位計實例說明自動化控制系統的基本構成及形式

   自動控制系統是在人工控制的基礎上產生和發展起來的。所以，在開始介紹自動控制的時候，先分析人工操作，并與自動控制加以比較，對分析和了解自動控制系統是有裨益的。 
    圖1—2所示是一個液體貯槽，在生產中常用來作為一般的中間容器或成品罐。從前一個工序來的物料連續不斷地流人槽中，而槽中的液體又送至下一工序進行加工或包裝。當流入量Qi(或流出量Q)波動時會引起槽內液位的波動，嚴重時會溢出或抽空。解決這個問題的簡單辦法，是以貯槽液位為操作指標，以改變出口閥門開度為控制手段，如圖1—2(a)所示。當液位上升時，將出口閥門開大，液位上升越多，閥門開得越大；反之，當液位下降時，則關小出口閥門，液位下降越多，閥門關得越小。為了使液位上升和下降都有足夠的余地，選擇玻璃管液位計指示值中間的某一點為正常工作時的液位高度，通過改變出口閥門開度而使液位保持在這一高度上，這樣就不會出現貯槽中液位過高而溢至槽外，或使貯槽內液體抽空而發生事故的現象。歸納起來，操作人員所進行的工作有三方面，如圖1—2(b)所示。
   
(1)檢測   用眼睛觀察玻璃管液位計(測量元件)中液位的高低，并通過神經系統告訴大腦。

(2)運算  考)、命令   據眼睛看到的液位高度，加以思考并與要求的液位值
進行比較，得出偏差的大小和正負，然后根據操作經驗，經思考、決策后發出命令。
   
(3)執行  根據大腦發出的命令，通過手去改變閥門開度，以改變出口流量Q。，從而使液位保持在所需高度上。
眼、腦、手三個器官，分別擔負了檢測、運算和執行三個作用，來完成測量、求偏差、操縱閥門以糾正偏差的全過程。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滿足不了大型現代化生產的需要。為了提高控制精度和減輕勞動強度，可用一套自動化裝置來代替上述人工操作，這樣就由人工控制變為自動控制了。液體貯槽和自動化裝置一起構成了一個自動控制系統，如圖1—3所示。

為了完成人的眼、腦、手三個器官的任務，自動化裝置一般至少也應包括三個部分，分別用來模擬人的眼、腦和手的功能。如圖1—3所示，自動化裝置的三個部分分別是：
 
(1)測量元件與變送器  功能是測量液位并將液位的高低轉化為一種特定的、統一的輸
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