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控制迴路

控制迴路(control loop)是工業控制系統的基礎組件。控制迴路包括了所有為了自動調整過程變數(PV)接近目標值(SV)所需要的實體元件以及控制功能。控制迴路包括了過程感測器、控制功能以及最終控制元件 (FCE),所有自動控制系統都需要這些功能及元件。

應用

 
單一工業控制迴路的例子,製程流量的連調變控制

插圖中是包括過程變數輸入、控制機能及控制輸出(control output)的控制迴路,會調節最終控制元件(FCE)的動作來改變受控變數(manipulated variable,MV)的值。在此例中,是流量的控制迴路,不過控制迴路也可以控制溫度、液面高度或是其他過程控制需要控制的物理量。其中的控制器類似PID控制器,可以產生在0-100%之間的輸出信號,其輸出不只是開關訊號而已 [1]

在此例中過程變數的值和受控變數的值相同,因為是在同一個管路上。不過若是利用閥門灌水到水槽中,控制器要控制水槽的水位,則過程變數是水槽的水位,受控變數是到水槽的水量。 控制功能可以是獨立的控制器,也可能是電腦化控制系統(例如分散式控制系統或是可编程逻辑控制器)中的機能模塊。不論哪一種情形,控制迴路圖都可以呈現控制機能以及和受控體之間交互作用,是方便且有用的工具。在實務上,在過程控制的層級,管路設備圖英语Piping and instrumentation diagram的控制迴路會以標準的符號進行縮寫,而管路設備圖是以过程流程图為基礎,列出所有程序量測及控制的元件 [2]

若考慮更細節的層次,控制迴路接線圖會列出電氣以及氣壓管路的接線方式。這對診斷和維修非常有幫助,因為單一控制機能的所有接線都會列在同一個圖上。

迴路及控制元件的名稱

為了讓系統中的設備有唯一不重覆的命名,每一個控制回路以及其中的元件都會透過命名系統命名,每一個元件都有唯一不重覆的識別字符[3]

依照ANSI/ISA英语Instrument Society of America S5.1及ISO 14617-6的標準,識別字符最多由五個英文字母組成。

其中的一個字母表示其量測的物理量,第二個字母是修飾用字母,第三個字母表示其被動/讀值功能,第四個字母表示其主動/輸出功能被動/讀值……)是修飾用字母,第五個字母是功能白的修飾用字母。後面是迴路號碼,在系統中針對迴路的唯一編碼。

例如FIC045是045控制迴路中的流量指示控制器(Flow Indicating Controller),這也稱為現場設備的識別字符,一般會依設備的位置及功能命名,同一個控制迴路中可能會有FT045,是同一個迴路中的流量傳感器。

針對工業系統中設備的參考命名,可以參考IEC 61346英语IEC 61346 (Industrial systems, installations and equipment and industrial products — Structuring principles and reference)。

參考資料

  1. ^ Cooper, Douglas. Control Guru. Control Guru terminology. [16 September 2017]. (原始内容于2020-12-04). 
  2. ^ Piping and instrumentation diagram P&ID. Process Flow Systems. [16 September 2017]. (原始内容于2020-07-20). 
  3. ^ (PDF). Instrumentation and control - process control fundamentals. [16 September 2017]. (原始内容 (PDF)存档于2018-11-23). 

控制迴路, control, loop, 是工業控制系統的基礎組件, 包括了所有為了自動調整過程變數, 接近目標值, 所需要的實體元件以及控制功能, 包括了過程感測器, 控制功能以及最終控制元件, 所有自動控制系統都需要這些功能及元件, 應用, 编辑, 單一工業的例子, 製程流量的連調變控制, 插圖中是包括過程變數輸入, 控制機能及控制輸出, control, output, 會調節最終控制元件, 的動作來改變受控變數, manipulated, variable, 的值, 在此例中, 是流量的, 不過也可以控制溫. 控制迴路 control loop 是工業控制系統的基礎組件 控制迴路包括了所有為了自動調整過程變數 PV 接近目標值 SV 所需要的實體元件以及控制功能 控制迴路包括了過程感測器 控制功能以及最終控制元件 FCE 所有自動控制系統都需要這些功能及元件 應用 编辑 單一工業控制迴路的例子 製程流量的連調變控制 插圖中是包括過程變數輸入 控制機能及控制輸出 control output 的控制迴路 會調節最終控制元件 FCE 的動作來改變受控變數 manipulated variable MV 的值 在此例中 是流量的控制迴路 不過控制迴路也可以控制溫度 液面高度或是其他過程控制需要控制的物理量 其中的控制器類似PID控制器 可以產生在0 100 之間的輸出信號 其輸出不只是開關訊號而已 1 在此例中過程變數的值和受控變數的值相同 因為是在同一個管路上 不過若是利用閥門灌水到水槽中 控制器要控制水槽的水位 則過程變數是水槽的水位 受控變數是到水槽的水量 控制功能可以是獨立的控制器 也可能是電腦化控制系統 例如分散式控制系統或是可编程逻辑控制器 中的機能模塊 不論哪一種情形 控制迴路圖都可以呈現控制機能以及和受控體之間交互作用 是方便且有用的工具 在實務上 在過程控制的層級 管路設備圖 英语 Piping and instrumentation diagram 的控制迴路會以標準的符號進行縮寫 而管路設備圖是以过程流程图為基礎 列出所有程序量測及控制的元件 2 若考慮更細節的層次 控制迴路接線圖會列出電氣以及氣壓管路的接線方式 這對診斷和維修非常有幫助 因為單一控制機能的所有接線都會列在同一個圖上 迴路及控制元件的名稱 编辑為了讓系統中的設備有唯一不重覆的命名 每一個控制回路以及其中的元件都會透過命名系統命名 每一個元件都有唯一不重覆的識別字符 3 依照ANSI ISA 英语 Instrument Society of America S5 1及ISO 14617 6的標準 識別字符最多由五個英文字母組成 其中的一個字母表示其量測的物理量 第二個字母是修飾用字母 第三個字母表示其被動 讀值功能 第四個字母表示其主動 輸出功能被動 讀值 是修飾用字母 第五個字母是功能白的修飾用字母 後面是迴路號碼 在系統中針對迴路的唯一編碼 例如FIC045是045控制迴路中的流量指示控制器 Flow Indicating Controller 這也稱為現場設備的識別字符 一般會依設備的位置及功能命名 同一個控制迴路中可能會有FT045 是同一個迴路中的流量傳感器 針對工業系統中設備的參考命名 可以參考IEC 61346 英语 IEC 61346 Industrial systems installations and equipment and industrial products Structuring principles and reference 參考資料 编辑 Cooper Douglas Control Guru Control Guru terminology 16 September 2017 原始内容存档于2020 12 04 Piping and instrumentation diagram P amp ID Process Flow Systems 16 September 2017 原始内容存档于2020 07 20 Components of control loops and ISA symbology PDF Instrumentation and control process control fundamentals 16 September 2017 原始内容 PDF 存档于2018 11 23 取自 https zh wikipedia org w index php title 控制迴路 amp oldid 69160313, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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