仪表控制和自动调节
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《焙烤工业实用手册》第780页（2128字）
随着生产的发展和技术水平的提高，食品生产中要求进行仪表控制和自动调节的场合越来越多。因此，设计技术先进的食品厂，工艺设计人员更需与自控专业密切配合。现将工艺专业要向自控专业提供条件和要求、常用参数的测定原理及自动调节系统做一简介。
(一)自控设计条件
向非工艺专业设计人员提供的自控设计条件应包括：工艺流程图、设备布置图、环境特性表和自控设计条件表等。自控设计条件表见表5－3－11。
表5－3－11 自控设计条件表
(二)常用参数的测定方法及仪表
1．温度测定
食品生产过程中，温度和测量与控制是保证生产实现稳产、高产、安全、优质、低消耗的关键之一。生产中常见的温度计及其特点见表5－3－12。
表5－3－12 各种温度计的特点
2．压力测定
生产中压力的测定与控制也是十分重要的。在压力测定中，常有大气压、表压、绝对压、真空度之分。工程上所用的压力指示值，大多为表压力：
p表压力=p绝对压力－p大气压力
当被测压力低于大气压力时，则称为真空度(或负压力)：
p真空度=p大气压力－p绝对压力
常用测定压力的仪表按工作原理可分三类。
①用已知压力去平衡未知压力的方法来测定压力的仪表有液柱式和活塞式压力计。
②用弹性元件的弹性力与被测介质作用力相平衡的方法来测量压力的仪表有弹簧管式、膜片式、膜盒式、波纹管式等。
③用通过机械和电气元件把压力信号转换成电量(如电压、电流、频率等)的方法来测量压力的仪表有电容式、电阻式、电感式、应变式、霍尔式等压力计。
3．流量测量
生产中常见的流量测量计型式及特性见表5－3－13。
表5－3－13 流量计的型式及特性
4．液位测量
生产中，常需要测量两相物料(或两种不相混合的物料)之间的界面位置，常见的为气—液相间的界面测量叫液位测量。用于测液位的液位计，按其结构原理不同，大致可分为如表5－3－14所列的几种类型。
表5－3－14 液位测量仪表的种类
(三)自动调节系统简介
1．自动调节系统的组成
简单的自动调节系统由调节对象、测量环节、调节器和调节阀等组成，它们之间关系如图5－3－4所示。
图5－3－4 自动调节系统
对象在干扰量U的作用下，使系统平衡状态破坏，引起被调参数改变，经测量环节得测量值g并和给定值g0进行比较，得到偏差讯号ε(ε=g0－g)送往调节器。调节器按偏差信号ε发出信号Z送至调节阀(由执行机构和调节机构组成)，使阀动作来克服干扰的影响。阀的输出即y的作用称为调节作用，使测量值回到给定值，偏差消除，系统又趋向新的平衡。
2．自动调节系统的调节方案
调节方案有多种，其选择要根据生产工艺对被调参数的调节品质要求和对象特性，各种扰动对被调量影响等来决定。常用调节系统有以下几种：
(1)定值调节系统：要求被调参数保持在一个技术指标上不变。
(2)随动调节系统：随动调节系统是被调量以一定的精度跟随给定值变化的调节系统，其中给定值是随动变化的。
(3)程序控制系统：被调量以一定精度随给定值变化，其给定值随时间或其他参数以一定规律变动。
3．调节系统的质量指标
对自动调节系统的要求一是稳定(系统在扰动下被调量不应扩散振荡)；二是满足一定质量要求(系统受扰动后，对被调量过渡过程的要求)。