安全控制系統(tǒng)是在人工控制的基礎(chǔ)上利用自動控制技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展起來的。如圖1—5所示為液體貯罐內(nèi)液位的人工控制示意圖。

 　　從維持生產(chǎn)平穩(wěn)考慮，工藝上希望罐內(nèi)的液位A能維持在所希望的位置^。上。液位^是需要控制的工藝變量，稱為被控變量。顯然，當(dāng)進液量Q或出液量Q。波動時，都會使罐內(nèi)的液位發(fā)生變化�，F(xiàn)假定通過控制出液量Q。維持液位的恒定，稱Q。為操縱變量。進液量Q是造成被控變量產(chǎn)生不期望波動的原因，稱為擾動。
　　
　　若由操作工來完成這一項控制任務(wù)，所要做的工作是：
　　
　　①用眼睛觀察液位計實際液位的指示值，并通過神經(jīng)系統(tǒng)告訴大腦；
　　
　�、谕ㄟ^大腦對眼睛觀測到的實際液位值與事先在大腦中貯存好的希望值即給定值進行比較，根據(jù)偏差的大小和方向，經(jīng)過分析、思考，然后根據(jù)操作經(jīng)驗發(fā)出命令；
　　
　　③根據(jù)大腦發(fā)出的控制命令，通過手去改變液閥門開度，以改變Qo來控制液位；
　　
　�、芊磸�(fù)執(zhí)行上述操作，直到將液位控制到所希望的數(shù)值上。
　　
　　上述操作工通過眼、腦、手相互配合完成液位的控制過程就是一個人工控制過程，操作工與所控制的液罐設(shè)備構(gòu)成了一個人工控制系統(tǒng)。
　　
　　人們在不斷的控制實踐中體會到，人工控制受到生理上的限制，不僅操作失誤是經(jīng)常的而且反應(yīng)速度也滿足不了大型現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。如果能用一些儀表或裝置來代替操作工的眼、腦、手自動地完成控制任務(wù)，不僅能大大減輕操作工的勞動強度，預(yù)防人的行為失誤，而且可大大提高控制速度和精度。為此，采用液位測量變送器LT檢測液位值并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號，如4～20mA。這一測量信號送往液位控制器lC，控制器的設(shè)定值由人工給定�？刂破鞲鶕�(jù)偏差的正負、大小及變化情況，發(fā)出控制信號。控制器的輸出送往執(zhí)行器，此處為控制閥，控制閥根據(jù)控制信號變化增大或減小閥門的開度，調(diào)節(jié)出液流量，使測量值接近或等于給定值。這樣，就構(gòu)成了液位自動控制系統(tǒng)。測量變送器、控制器和執(zhí)行器，它們分別具有眼、腦、手的功能。通常將控制器、變送器用通用符號來表示，表達成圖1—6所示的形式�！�

　　圖1—6稱為工藝控制流程圖，它是用自控設(shè)計的文字符號和圖形符號在工藝流程圖上描述生產(chǎn)過程自動控制的原理圖。圖中，小圓圈表示某些自動化儀表，圓內(nèi)由兩位以上字母，第一位字母表示被測量變量，后繼字母表示儀表的功能。常用被測變量和儀表功能的代號如表1—3所示。

　　如TI表示溫度指示，TT表示溫度變送器，TIC表示溫度指示控制，HC表示手動控制。

　　1．3．1溫度控制系統(tǒng)
　　
　　如圖1—7所示的是蒸汽加熱器的溫度自動控制系統(tǒng)，它由蒸汽加熱器、溫度變送器TT、溫度控制器TC和蒸汽流量控制閥組成�？刂频哪繕�(biāo)是保持流體出口溫度恒定，這是生產(chǎn)裝置運行過程的重要參數(shù)。當(dāng)進料流量或溫度等因素的變化引起出口物料的溫度變化時，通過溫度變送器TT測得溫度的變化，并將其信號送至溫度控制器TC與給定值進行比較，溫度控制器TC根據(jù)其偏差信號進行運算后將控制命令送至控制閥，以改變蒸汽流量來維持出口溫度。

 　　1．3．2流量控制系統(tǒng)
　　
　　如圖1—8所示為一流量控制系統(tǒng)。它由管路系統(tǒng)、孔板和差壓變送器、流量控制器FC和流量控制閥組成�？刂频哪繕�(biāo)是保持流量恒定，這是生產(chǎn)裝置運行過程的重要參數(shù)。當(dāng)管道其他部分阻力發(fā)生變化或有其他擾動時，流量將偏離設(shè)定值。利用孔板作為檢測元件，把孔板上、下游的靜壓用連接導(dǎo)管接至差壓變送器，將流量信號轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)電流信號；該信號送至流量控制器FC與給定值進行比較，流量控制器FC根據(jù)其偏差信號進行運算后將控制命令送至控制閥，改變閥門開度，就調(diào)整了管道中流體的阻力，從而影響了流量，使流量維持在設(shè)定值。
　　
　　以上所列舉的控制都屬于簡單控制系統(tǒng)。簡單控制系統(tǒng)有著共同的特征，它由下列基本單元組成。
　　
　　(1)被控對象也稱對象。是指被控制的生產(chǎn)設(shè)備或裝置。針對以上三例，分別是液罐、蒸汽加熱器、管路系統(tǒng)。被控對象需要控制的變量稱為被控變量，上述各例中為液位、溫度、流量。
　　
　　(2)測量變送器測量被控變量，并按一定的規(guī)律將其置換為標(biāo)準(zhǔn)信號的輸出，作為測量值。標(biāo)準(zhǔn)信號的含義是其上下限符合規(guī)定系列：0～10mA，4～20mA，0．02～0．1MPa等。
　　
　　(3)執(zhí)行器常用的是控制閥。接受控制器來的信號u，直接改變操縱變量Qo操縱變量是被控對象的某輸入變量，通過操作這個變量可克服擾動對被變量的影響，通常是由執(zhí)行器控制的某工藝流量。如例1中，通過改變操縱變量Qo，可克服擾動量Q對被控變量h的影響。
　　
　　(4)控制器也稱調(diào)節(jié)器。它將被控變量的設(shè)定值與測量值進行比較得出偏差信號e，并按一定規(guī)律給出控制信號u。