1.2 自動控制系統示例

1.2.1 函數記錄儀

函數記錄儀是一種通用的自動記錄儀，它可以在直角坐標上自動描繪兩個電量的函數關系。同時，記錄儀還帶有走紙機構，用以描繪一個電量對時間的函數關系。函數記錄儀通常由衰減器、測量元器件、放大元器件、伺服電動機、測速機組、齒輪系及繩輪等組成，采用負反饋控制原理工作，如圖1-6所示。系統的輸入是待記錄電壓，被控對象是記錄筆，其位移即為被控量。系統的任務是控制記錄筆位移，在記錄紙上描繪出待記錄的電壓曲線。

圖1-6 函數記錄儀示意圖

在圖1-6中，測量元器件是電位器RQ和RM組成的橋式測量電路，記錄筆就固定在電位器RM的滑臂上，因此，測量電路的輸出電壓up與記錄筆位移成正比。當有慢變的輸入電壓ur時，在放大元器件輸入口得到的偏差電壓Δu=ur-up，經放大后驅動伺服電動機，并通過齒輪系及繩輪帶動記錄筆移動，同時使偏差電壓減少。當偏差電壓Δu=0時，電動機停止轉動，記錄筆也靜止不動。此時，up=ur，表明記錄筆位移與輸入電壓相對應。如果輸入電壓隨時間連續變化，記錄筆便描繪出隨時間變化的相應曲線。函數記錄儀原理框圖如圖1-7所示。

圖1-7 函數記錄儀原理框圖

1.2.2 鍋爐液位控制系統

鍋爐是電廠和化工廠里常見的生產蒸氣的設備。為了保證鍋爐正常運行，需要維持鍋爐液位為正常標準值。鍋爐液位過低，易燒干鍋而發生嚴重事故；鍋爐液位過高，則易使蒸氣帶水并有溢出危險。因此，必須通過調節器嚴格控制鍋爐液位的高低，以保證鍋爐正常安全地運行。常見的鍋爐液位控制系統如圖1-8所示。

圖1-8 鍋爐液位控制系統示意圖

當蒸氣的耗氣量與鍋爐進水量相等時，液位保持為正常標準值。當鍋爐的給水量不變，而蒸氣負荷突然增加或減少時，液位就會下降或上升；或者，當蒸氣負荷不變，而給水管道水壓發生變化時，引起鍋爐液位發生變化。不論出現哪種情況，只要實際液位高度與正常給定液位之間出現了偏差，調節器均應立即進行控制，去開大或關小給水閥門，使液位恢復到給定值，原理如圖1-9所示。

圖1-9 鍋爐液位控制系統方框圖