过程控制作业复习正式课件

1、过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习 过程控制系统的定义：过程控制系统的定义： 为实现对某个为实现对某个工艺参数的自动控制工艺参数的自动控制，由相互联系、制约的一，由相互联系、制约的一些仪表、装置及工艺对象、设备构成的些仪表、装置及工艺对象、设备构成的 一个整体。一个整体。 过程控制系统的主要任务是：对生产过程中的重要参数（过程控制系统的主要任务是：对生产过程中的重要参数（温度、压力温度、压力、流量、物位、成分、湿度流量、物位、成分、湿度等）进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化。等）进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化。 控制系统由控制系统由被控对象、检测变送器、控制器和执行器被

2、控对象、检测变送器、控制器和执行器等组成等组成过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习控制系统由控制系统由被控对象、检测变送、控制器和执行器被控对象、检测变送、控制器和执行器等组成等组成n通常将执行器、被控对象和检测变送环节合并为通常将执行器、被控对象和检测变送环节合并为广义对象。广义对象。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习1. 按设定值的形式分类按设定值的形式分类1）定值控制系统定值控制系统 设定值恒定不变。设定值恒定不变。2）随动控制系统随动控制系统设定值随时可能变化。设定值随时可能变化。3）程序控制系统程序控制系统设定值按预

3、定的时间程序变化。设定值按预定的时间程序变化。给定值给定值被控变量被控变量干扰干扰f 控制器控制器 变送器变送器执行器执行器被控对象被控对象+e实测值实测值过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习2. 按系统的结构特点分类按系统的结构特点分类1）反馈控制系统（闭环控制系统）反馈控制系统（闭环控制系统） 给定值给定值被控变量被控变量干扰干扰f 控制器控制器 变送器变送器执行器执行器被控对象被控对象+e实测值实测值2）前馈控制系统（开环控制系统）前馈控制系统（开环控制系统）测量值测量值被控量被控量干扰干扰f 控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象 开环控制系统原理框图开环控制系统原理框图检

4、测变送器检测变送器过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习3）复合控制系统复合控制系统 给定值给定值被控变量被控变量干扰干扰f 控制器控制器1 变送器变送器1执行器执行器被控对象被控对象+e实测值实测值 变送器变送器2控制器控制器2+前馈前馈-反馈复合控制系统原理框图反馈复合控制系统原理框图过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习 控制系统的单项品质指标小结控制系统的单项品质指标小结q稳定性稳定性 衰减比衰减比n = 4:110:1最佳最佳 q准确性准确性 余差余差C小好小好 最大偏差最大偏差 A 小好小好q快速性快速性 过渡时间过渡时间 Ts 短好短好 振荡周期振荡周期 T 短好

5、短好过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习第第3 3章章 控制仪表控制仪表 控制仪表又称控制器或调节器控制仪表又称控制器或调节器。其作用是把被控变量。其作用是把被控变量的测量值和给定值进行比较，得出偏差后，按一定的调节规的测量值和给定值进行比较，得出偏差后，按一定的调节规律进行运算，输出控制信号，以推动执行器动作，对生产过律进行运算，输出控制信号，以推动执行器动作，对生产过程进行自动调节。程进行自动调节。控制器ye被控变量被控变量测量值测量值x被控变量被控变量给定值给定值xr给定值给定值被控变量被控变量干扰干扰f 控制器控制器 测量变送器测量变送器执行器执行器被控对象被控对象+e实测值

6、实测值自动控制系统方框图自动控制系统方框图控制信号控制信号过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习11( )(1)PDIWsT sT s比例积分微分控制（比例积分微分控制（PID）011y()PtDIdeeedtTTdtetty PID控制作用中，控制作用中，q比例作用是基础控制；比例作用是基础控制；q微分作用是用于加快系统控制微分作用是用于加快系统控制速度速度,可以提高系统稳定性；可以提高系统稳定性；q积分作用是用于消除静差。积分作用是用于消除静差。TI决定积分作用强弱。越小，决定积分作用强弱。越小，积分作用越强；积分时间积分作用越强；积分时间TI越大，积分作越大，积分作用越弱。用越弱

7、。P决定了比例作用的强弱。决定了比例作用的强弱。 P越小，越小，比例控制作用越强比例控制作用越强TD决定微分作用强弱。决定微分作用强弱。TD越大，微分作用越强；越大，微分作用越强；TD越小，微越小，微分作用越弱。分作用越弱。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习第第2 2章章 被控过程的数学模型被控过程的数学模型给定值给定值被控量被控量干扰干扰f 控制器控制器 变送器变送器执行器执行器被控对象被控对象+e实测值实测值被控对象被控对象X r i (s)被控变被控变量量被控过程的数学模型被控过程的数学模型：指被控对象在各输入量作用下，其响应输出量变化的：指被控对象在各输入量作用下，其响应输

8、出量变化的函数关系式。函数关系式。操纵变量操纵变量过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习机理法建模机理法建模单容对象单容对象双容对象双容对象过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习结构结构工作原理工作原理电动调节阀电动调节阀 电电/气阀门定位器气阀门定位器电电/气转换器气转换器调节阀的调节阀的选择与计算选择与计算调节阀的流量特性调节阀的流量特性调节阀的流通能力调节阀的流通能力调节阀的气开气关调节阀的气开气关型式型式气动调节阀气动调节阀 第第3章章 执行器执行器过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习执行器执行器执行器作用：它将控制器送来的控制信号转换成执行动作，从执行器作用

9、：它将控制器送来的控制信号转换成执行动作，从而操纵进入设备的能量（操纵变量），将被控变量维持在所要求的数而操纵进入设备的能量（操纵变量），将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。值上或一定的范围内。给定值给定值被控变量被控变量干扰干扰f 控制器控制器 测量变送器测量变送器执行器执行器被控对象被控对象+e实测值实测值自动控制系统方框图自动控制系统方框图过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习调节阀的流量特性调节阀的流量特性流量特性的定义：流量特性的定义：被控介质流过阀门的相对流量与阀被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系称为门的相对开度（相对位移）间的关系称为

10、调节阀的流量特性。调节阀的流量特性。)(=maxLlfQQQ/Qmax 相对流量相对流量 l/L 相对开度相对开度LQ过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习固有（固有（理想）理想）流量特性流量特性在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有固有流量特性。流量特性。它取决于阀芯的形状。它取决于阀芯的形状。3 1 42（1）直线特性直线特性（2）等百分比特性等百分比特性（3）快开特性快开特性（4）抛物线特性抛物线特性v直线阀的流量放大系直线阀的流量放大系数在任何一点上都是相同的。数在任何一点上都是相同的。直线阀在小开度时控制作用很直线阀在小开度时

11、控制作用很强，而在大开度时控制作用很强，而在大开度时控制作用很弱。体现在控制效果上，小开弱。体现在控制效果上，小开度时控制力强，容易引起系统度时控制力强，容易引起系统振荡，大开度时，控制力弱，振荡，大开度时，控制力弱，控制缓慢。控制缓慢。v对数阀曲线斜率（放大系数）随行程的对数阀曲线斜率（放大系数）随行程的增大而增大。流量小时，流量变化小；流量大增大而增大。流量小时，流量变化小；流量大时，流量变化大。等百分比阀在各流量点的放时，流量变化大。等百分比阀在各流量点的放大系数大系数不同，但在各点流量变化相对比值是相不同，但在各点流量变化相对比值是相同的，对流量的控制力是相同的。同的，对流量的控制力是

12、相同的。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习调节阀的工作流量特性调节阀的工作流量特性实际使用时，调节阀装在具有阻力的管道系统中。管道实际使用时，调节阀装在具有阻力的管道系统中。管道对流体的阻力随流量而变化，阀前后压差也是变化的，这时对流体的阻力随流量而变化，阀前后压差也是变化的，这时流量特性叫流量特性叫调节阀的工作流量特性调节阀的工作流量特性过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习调节阀气开式与气关式的选择（重要）调节阀气开式与气关式的选择（重要） 气动调节阀在气压信号中断后阀门会复位。气动调节阀在气压信号中断后阀门会复位。 随着输入气压信号增大，阀门开度逐渐关小的称为随着输入

13、气压信号增大，阀门开度逐渐关小的称为气关式。气气关式。气关式阀在气压信号中断时全开。关式阀在气压信号中断时全开。随着输入气压信号增大，阀门逐渐开大的称为随着输入气压信号增大，阀门逐渐开大的称为气开式。气开式气开式。气开式阀在气压信号中断时全关。阀在气压信号中断时全关。气关式气关式气关式气关式气开式气开式气开式气开式气动薄膜调节阀的气开式与气关式：气动薄膜调节阀的气开式与气关式：过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习 给水阀给水阀燃气阀燃气阀蒸汽蒸汽例：例： 选择蒸汽锅炉的控选择蒸汽锅炉的控制阀门时，为保证失控制阀门时，为保证失控状态下锅炉的安全：状态下锅炉的安全： 给水阀应选气关式给水

14、阀应选气关式 燃气阀应选气开式燃气阀应选气开式v阀门气开气关式的选择原则：阀门气开气关式的选择原则：当控制信号中断时，阀门的复位位置能使工艺设备处当控制信号中断时，阀门的复位位置能使工艺设备处于安全状态。若此时要求阀门全开，选气关式，若要求阀门于安全状态。若此时要求阀门全开，选气关式，若要求阀门全关，选气开式。全关，选气开式。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习为了说明选择方法，对各环节先定义一个表示其性质的正（为了说明选择方法，对各环节先定义一个表示其性质的正（“”），负），负（“”）符号。）符号。q变送器：输出信号随被测变量增加而增加，为变送器：输出信号随被测变量增加而增加，为“

15、”；反之为；反之为“”。变。变送器一般都为送器一般都为“”q执行器：气开阀为执行器：气开阀为“”，气关阀为，气关阀为“”q被控对象：若控制变量增加，被控参数随之增加，为被控对象：若控制变量增加，被控参数随之增加，为“”，反之为，反之为“”。q控制器：控制器：正作用控制器：当给定值不变时，随测量值增加，控制器输出增加。正作用控制器：当给定值不变时，随测量值增加，控制器输出增加。 或者测量值不变时，给定值减小时，控制器输出增加。取为或者测量值不变时，给定值减小时，控制器输出增加。取为“-”反作用控制器：当给定值不变时，随测量值增加，控制器输出减小。反作用控制器：当给定值不变时，随测量值增加，控制器

16、输出减小。 或者测量值不变时，给定值减小时，控制器输出减小。取为或者测量值不变时，给定值减小时，控制器输出减小。取为“+”偏差偏差控制器控制器执行器执行器对象对象变送器变送器给定值给定值被调参数被调参数干扰干扰测量值测量值调节器正反作用的选择调节器正反作用的选择过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习偏差偏差控制器控制器执行器执行器对象对象变送器变送器给定值给定值被调参数被调参数干扰干扰测量值测量值 调节器正反作用的确定原则：调节器正反作用的确定原则：保证系统构成负反馈保证系统构成负反馈 简单的判定方法：简单的判定方法：闭合回路中闭合回路中各环节符号之积为各环节符号之积为“+”。过程控制

17、系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习例：储槽液位控制系统例：储槽液位控制系统LTLCM-正正气开气开出料要求：出现故障或气源断开要求：出现故障或气源断开时，不允许物料全部流走。试确定时，不允许物料全部流走。试确定调节器的正，反作用方式。调节器的正，反作用方式。LTLCM+反反气关气关出料例：另一工艺的储槽液位控制系统例：另一工艺的储槽液位控制系统要求：出现故障或气源断开时，物料不要求：出现故障或气源断开时，物料不能溢出储槽。试确定调节器正反作用方式。能溢出储槽。试确定调节器正反作用方式。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习练习：如图所示加热炉练习：如图所示加热炉温度控制系统温度控制

18、系统指出系统被控对象，被控参数，指出系统被控对象，被控参数，调节参数调节参数作出系统方框图作出系统方框图选择调节阀气开，气关形式选择调节阀气开，气关形式选择调节器正反作用方式选择调节器正反作用方式TTTC燃料燃料出料出料偏差偏差控制器控制器执行器执行器加热炉加热炉变送器变送器给定值给定值被调参数被调参数干扰干扰测量值测量值系统被控对象：加热炉系统被控对象：加热炉被控参数：加热炉出口温度被控参数：加热炉出口温度调节参数：燃料油流量调节参数：燃料油流量过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习调节阀选气开形式调节阀选气开形式出现事故时，调节阀应全关，以免燃料油持续进入加热炉，使出现事故时，调节

19、阀应全关，以免燃料油持续进入加热炉，使温度过高，损坏设备。温度过高，损坏设备。TTTC 反反燃料燃料出料出料选择调节器正反作用方式选择调节器正反作用方式负反馈验证：负反馈验证：设某时刻进料流量设某时刻进料流量（干扰）（干扰）出料温度出料温度TC输入输入 TC（反作用）输出（反作用）输出阀关小阀关小燃料流量燃料流量出料温度出料温度被控对象：输入（燃料油流量）增加，被控对象：输入（燃料油流量）增加，输出（加热炉温度）升高。为输出（加热炉温度）升高。为“”要保证为负反馈要保证为负反馈,即调节器为即调节器为“+”，反作用调节器。反作用调节器。调节阀：调节阀：气开式气开式, 为为“”过程控制系统与仪表过

20、程控制系统与仪表 复习复习过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习结构特点：结构特点：q系统有两个闭合回路，形成内外环。主变量是工艺要求控制的变系统有两个闭合回路，形成内外环。主变量是工艺要求控制的变量，副变量是为了更好地控制主变量而选用的辅助变量。量，副变量是为了更好地控制主变量而选用的辅助变量。q主、副调节器是串联工作的，主调节器的输出作为副调节器的给主、副调节器是串联工作的，主调节器的输出作为副调节器的给定值。主回路一般为定制控制系统，副回路为随动控制系统。定值。主回路一般为定制控制系统，副回路为随动控制系统。q副回路能迅速克服作用于副回路内的扰动，也能加速克服主回路副回路能迅速克

21、服作用于副回路内的扰动，也能加速克服主回路的干扰。的干扰。主控制器主控制器执行器执行器副对象副对象主对象主对象主变送器主变送器副变送器副变送器副控制器副控制器 主变量主变量副变量副变量给定给定干扰干扰一一.串级控制系统串级控制系统过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习原料出口温度原料出口温度1(t)原料原料T1CT1T燃料燃料管式加热炉管式加热炉T2CT2T原料出口温度原料出口温度1(t)原料原料T1CT1T燃料燃料管式加热炉管式加热炉PCPT例：在管式加热炉例：在管式加热炉串级控制系统中，串级控制系统中，若燃料油压力，热若燃料油压力，热值变化都比较大，为主要值变化都比较大，为主要扰动

22、，则应使用图（扰动，则应使用图（a)方方案。案。若只有燃料油压力若只有燃料油压力经常变化，为主要扰动，经常变化，为主要扰动，应如何选择副参数？应如何选择副参数？过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习例：确定管式加热炉说明串级控制系统主、副调节例：确定管式加热炉说明串级控制系统主、副调节器的正、反作用方式。器的正、反作用方式。1、调节阀气开，气关形式选择。从生产工艺安全出发，燃、调节阀气开，气关形式选择。从生产工艺安全出发，燃料油调节阀选用气开式，为料油调节阀选用气开式，为“” 。原料出口温度原料出口温度1(t)原料原料T1CT1T燃料燃料管式加热炉管式加热炉T2CT2T气开气开过程控制

23、系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习2、副调节器正反作用确定。、副调节器正反作用确定。副回路中，调节阀开大，炉膛温度升高，测量信号增大，副回路中，调节阀开大，炉膛温度升高，测量信号增大，说明副对象和变送器都为说明副对象和变送器都为“”。为保证副回路为负反馈，。为保证副回路为负反馈，副调节器应为反作用方式。副调节器应为反作用方式。原料出口温度原料出口温度1(t)原料原料 T1C T1T燃料燃料管式加热炉管式加热炉 T2C T2T气开气开“”“”反反过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习3、主调节器正反作用确定。、主调节器正反作用确定。对于主调节器，调节阀开大，炉膛温度升高时，原料油出对

24、于主调节器，调节阀开大，炉膛温度升高时，原料油出口温度也升高，说明主对象和主变送器都为口温度也升高，说明主对象和主变送器都为“”。为保证。为保证主回路为负反馈，主调节器也应为反作用方式。主回路为负反馈，主调节器也应为反作用方式。原料出口温度原料出口温度1(t)原料原料 T1C T1T燃料燃料管式加热炉管式加热炉 T2C T2T气开气开“”“”反反“”“”反反 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习入口蒸气入口蒸气减温水减温水过热器过热器烟气烟气蒸气温度蒸气温度11f2f3fjQ练习：练习：锅炉过热蒸气温度调节系统锅炉过热蒸气温度调节系统工艺原理工艺原理调节器I方案一：锅炉过热蒸气单回路

25、调节系统方案一：锅炉过热蒸气单回路调节系统被控参数：蒸气出口温度被控参数：蒸气出口温度控制参数：减温水流量控制参数：减温水流量被控对象：过热器被控对象：过热器主要扰动：主要扰动：烟气温度，烟气温度，入口蒸汽流量，入口蒸汽流量，压力等压力等减温水温度，压减温水温度，压力等力等过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习入口蒸气入口蒸气减温水减温水过热器过热器烟气烟气蒸气温度蒸气温度11f2f3fjQ调节器I调节器II2方案二：锅炉设备蒸气温度串级调节方案方案二：锅炉设备蒸气温度串级调节方案要求要求（1）作出系统方框图。）作出系统方框图。(2）指出系统主，副被控变量，操纵变量，主，副）指出系统主

26、，副被控变量，操纵变量，主，副对象。（对象。（3）确定主，副调节器正反作用方式。）确定主，副调节器正反作用方式。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习锅炉设备过热蒸气串级控制系统锅炉设备过热蒸气串级控制系统主被控参数：蒸气出口温度主被控参数：蒸气出口温度副被控参数：减温器出口温度副被控参数：减温器出口温度主对象：过热器主对象：过热器副对象：减温器副对象：减温器主调节器：调节器主调节器：调节器I副调节器：调节器副调节器：调节器II副回路：副调节器，调节副回路：副调节器，调节阀，减温器阀，减温器主回路：主调节器，副回主回路：主调节器，副回路，过热器路，过热器一次扰动：一次扰动：F1二次扰动

27、：二次扰动：F2，F3主调主调节器节器调节阀调节阀减温器减温器过热器过热器f3f2+f1+r1r212副调副调节器节器过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习前馈控制的原理是：当系统出现扰动时，立即将其测量出来，通过前馈控制前馈控制的原理是：当系统出现扰动时，立即将其测量出来，通过前馈控制器，根据器，根据扰动量的大小改变控制变量扰动量的大小改变控制变量，以抵消扰动对被控参数的影响。，以抵消扰动对被控参数的影响。二二.前馈控制前馈控制 sGPD sGff sGPCy+dycysy)()()(SGSGSGPCPDff 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习q前馈控制的特点：前馈控制的

28、特点：前馈控制器是按是按照干扰的大小进行控制的，前馈控制器是按是按照干扰的大小进行控制的， 称为称为“扰扰动补偿动补偿”。如果补偿精确，被调变量不会变化，能实现。如果补偿精确，被调变量不会变化，能实现“不变性不变性”控制。控制。前馈控制是开环控制，控制作用几乎与干扰同步产生，是前馈控制是开环控制，控制作用几乎与干扰同步产生，是事先调节，速度快。事先调节，速度快。前馈控制器的控制规律不是前馈控制器的控制规律不是PID控制，是由对象特性决定控制，是由对象特性决定的。的。前馈控制只对特定的干扰有控制作用，对其它干扰无效。前馈控制只对特定的干扰有控制作用，对其它干扰无效。过程控制系统与仪表过程控制系统

29、与仪表 复习复习3前馈控制的局限性前馈控制的局限性实际工业过程中的干扰很多，不可能对每个干扰设实际工业过程中的干扰很多，不可能对每个干扰设计一套控制系统，况且有的干扰的在线检测非常困难。计一套控制系统，况且有的干扰的在线检测非常困难。前馈控制器的补偿控制规律很难精确计算，即使前馈前馈控制器的补偿控制规律很难精确计算，即使前馈控制器设计的非常精确，控制器设计的非常精确， 实现时也会存在误差，而实现时也会存在误差，而开环系统开环系统对误差无法自我纠正对误差无法自我纠正。因此，一般将前馈控制与反馈控制结合使用。因此，一般将前馈控制与反馈控制结合使用。前馈控制针对主要干扰，反馈控制针对所有干扰。前馈控

30、制针对主要干扰，反馈控制针对所有干扰。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习l前馈控制与反馈控制的比较 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习复合控制系统具有以下优点：复合控制系统具有以下优点：在反馈控制的基础上，针对主要干扰进行前馈补偿。既提在反馈控制的基础上，针对主要干扰进行前馈补偿。既提高了控制速度，又保证了控制精度。高了控制速度，又保证了控制精度。反馈控制回路的存在，降低了对前馈控制器的精度要求，反馈控制回路的存在，降低了对前馈控制器的精度要求，有利于简化前馈控制器的设计和实现。有利于简化前馈控制器的设计和实现。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习三三.定义：

31、定义：实现两个或多个参数符合一定比例关系实现两个或多个参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。的控制系统，称为比值控制系统。例如要实现两种物料的比例关系，则表示为：例如要实现两种物料的比例关系，则表示为：Q2=K Q1 其中：其中：K比值系数；比值系数；Q1主流量主流量(主物料的流量）主物料的流量）； Q2副副流量流量（从物料的流量）（从物料的流量） 。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习1.单闭环比值控制系统单闭环比值控制系统特点：特点：q对对Q2进行闭环控制，比值控制精度提高进行闭环控制，比值控制精度提高。q控制目标：控制目标：Q2= =K Q1 F1TQ1Q2 KF2

32、TF2C测量变送测量变送器器1比值器比值器控制器控制器控制阀控制阀流量对流量对象象1Q2Q测量变送测量变送器器2过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习2.双闭环比值控制系统双闭环比值控制系统 特点：特点：qQ1是主流量，是主流量，Q2是副流量。是副流量。两个流量都可控，因此总流量稳定。两个流量都可控，因此总流量稳定。F1TQ1Q2F1CF2TF2CKq有两个闭环控制回路，用比有两个闭环控制回路，用比值器联系。值器联系。q控制目标：控制目标：Q2= =K Q1 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习比值器比值器副调节器副调节器调节阀调节阀副对象副对象2Q副流量测副流量测量变送器量

33、变送器主调节器主调节器调节阀调节阀主对象主对象主流量测主流量测量变送器量变送器1QrQ1过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习3.比值系数的计算比值系数的计算工艺规定的工艺规定的流量（或质量）比值流量（或质量）比值K不能直接作为仪表比不能直接作为仪表比值使用，必须根据仪表的量程转换成值使用，必须根据仪表的量程转换成仪表的比值系数仪表的比值系数K后才后才能进行比值设定能进行比值设定。44-K,(1212 IIKkQQ指指仪仪表表上上设设置置的的数数值值比比值值系系数数量量之之比比）两两物物料料的的重重量量或或体体积积流流比比值值对对DDZ-型仪表型仪表过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表

34、 复习复习1max2maxQKKQ得换算公式：得换算公式：（l）流量与测量信号之间成线性关系时比值系数的计算）流量与测量信号之间成线性关系时比值系数的计算（2）流量与测量信号之间成非线性关系时比值系数的计算）流量与测量信号之间成非线性关系时比值系数的计算得换算公式：得换算公式：22max21max2QQKK 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习四四.均匀控制方案均匀控制方案简单均匀控制简单均匀控制LC1#2#LT控制系统结构与单回路纯液位控制系统相同，控制目的不同。控制系统结构与单回路纯液位控制系统相同，控制目的不同。实现时体现在实现时体现在调节器选型与参数整定调节器选型与参数整定不

35、同不同采用纯比例调节器，取较宽比例度，采用纯比例调节器，取较宽比例度，使控制作用使控制作用“弱弱”尽量不使用比例积分控制规律，或者尽量不使用比例积分控制规律，或者使用时取大的积分时间使用时取大的积分时间不用微分控制规律不用微分控制规律结论：用单回路液位控制系统结构结论：用单回路液位控制系统结构实现均匀控制目的实现均匀控制目的调节器选型与参数整定注意：调节器选型与参数整定注意：过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习五五.分程控制系统分程控制系统一个控制器的输出信号被分割成几个行程段，每一段行一个控制器的输出信号被分割成几个行程段，每一段行程各控制一个调节阀全程动作，故取名为程各控制一个调

36、节阀全程动作，故取名为分程控制系统。分程控制系统。例：一个控制器的输出信号分程控制两个调节阀例：一个控制器的输出信号分程控制两个调节阀A和和B ， A和和B的输入信号各占一半行程。的输入信号各占一半行程。CABMM分程控制的实现阀分程控制的实现阀门定位器门定位器过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习热水热水冷却水冷却水B TT TCA例例1：间歇反应器。工艺要求：投料完毕需先加热以引发反应；：间歇反应器。工艺要求：投料完毕需先加热以引发反应；反应时又需进行冷却以保证反应温度要求。试设计一个合理的反应时又需进行冷却以保证反应温度要求。试设计一个合理的控制系统满足工艺控制要求。控制系统满足

37、工艺控制要求。被控对象：反应器被控对象：反应器被控参数：反应器温度被控参数：反应器温度调节参数：冷水与蒸汽调节参数：冷水与蒸汽控制系统结构：分程控制控制系统结构：分程控制为保证安全，热水阀采用气为保证安全，热水阀采用气开式，冷水阀采用气关式，开式，冷水阀采用气关式，则温度调节器设为反作用。则温度调节器设为反作用。气开气开气关气关反反过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习 TT热水热水冷却水冷却水B TCA气开气开气关气关反反工作原理工作原理图图7.29 调节阀分程关系曲线调节阀分程关系曲线MPa0100%0.020.060.10A阀阀B阀阀阀相对开度阀相对开度过程控制系统与仪表过程控制

38、系统与仪表 复习复习2分程控制系统的类型分程控制系统的类型调节阀同向动作的分程控制系统调节阀同向动作的分程控制系统A、B均为气开阀均为气开阀A、B均为气关阀均为气关阀MPa0100%0.020.060.10A阀阀B阀阀MPa0100%0.020.060.10A阀阀B阀阀MPa0100%0.020.060.10A阀阀B阀阀MPa0100%0.020.060.10A阀阀B阀阀调节阀异向动作的分程控制系统调节阀异向动作的分程控制系统过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习六六. 选择性控制系统选择性控制系统为了适应在不同工况下能实现自动控制，在控制回路中引入选择器，设计两为了适应在不同工况下能

39、实现自动控制，在控制回路中引入选择器，设计两个或两个以上控制系统，当工况改变时，自动选择一个适当的控制系统投入个或两个以上控制系统，当工况改变时，自动选择一个适当的控制系统投入运行运行选择性控制系统选择性控制系统结构特点采用选择器结构特点采用选择器选择器分类选择器分类:高选器高选器:选择器的输出等于输入信号中最高者选择器的输出等于输入信号中最高者低选器低选器:选择器的输出等于输入信号中最低者选择器的输出等于输入信号中最低者ui1uiNuoLSui1uiNuoHSUo=min(ui1,uiN)Uo=max(ui1,uiN)过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 复习复习燃气燃气锅炉给水锅炉给水蒸汽蒸汽汽包汽包炉膛炉膛P1TP1C工艺要求锅炉输出蒸汽压力稳定。工艺要求锅炉输出蒸汽压力稳定。特殊工况一：如果使蒸汽压力特殊工况一：如果使蒸汽压力大幅度降低，蒸汽压力控制系统会使大幅度降低，蒸汽压力控制系统会使燃气阀门开度大幅度增加，燃气流量燃气阀门开度大幅度增加，燃气流量大幅