第六章 简单控制系统(五版)

1、化工仪表及自动化化工仪表及自动化第六章第六章 简单控制系统简单控制系统 内容提要内容提要n概述概述n被控变量的选择被控变量的选择n操纵变量的选择操纵变量的选择n控制器控制规律的选择及参数整定控制器控制规律的选择及参数整定n控制规律的选择控制规律的选择n控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定n控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运及操作中的常见问题n控制系统的投运控制系统的投运n控制系统操作中的常见问题控制系统操作中的常见问题内容提要内容提要： 测量变送环节测量变送环节 控制器控制器 执行器执行器 被控对象被控对象被控变量被控变量控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象测量变送环节测量

2、变送环节干扰干扰偏差偏差设定值设定值第一节第一节 简单控制系统的结构和组成简单控制系统的结构和组成 通常是指由一个测量元件、变送器、一个通常是指由一个测量元件、变送器、一个控制器、一个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统。控制器、一个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统。控制器控制器(LC或或TC)执行器执行器 （控制阀）（控制阀）被控对象被控对象（液位储槽或换热器（液位储槽或换热器）测量、变送环节测量、变送环节（LT或或TT）被控变量被控变量（液位或温度）（液位或温度）干扰干扰偏差偏差设定值设定值广义对象广义对象简单控制系统方块图简单控制系统方块图载热体载热体冷流体冷流体换热器换热器温度

3、控制系统温度控制系统液位控制系统液位控制系统表1-2 被测变量和仪表功能的字母代号第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计 生产过程中希望借助自动控制保持恒定值（或按一定规律变化）的变量称为被控变量。 它们对产品的产量、质量以及安全具有决定性的作用，而人工操作又难以满足要求的； 人工操作虽然可以满足要求，但是，这种操作是既紧张而又频繁的。第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计使生产过程自动按照预定的目标进行，并使工使生产过程自动按照预定的目标进行，并使工艺参数保持在预先规定的数值上（或按预定规艺参数保持在预先规定的数值上（或按预定规律变化）律变化）“关键关键”变量：对产品

4、的产量、质量以及生产变量：对产品的产量、质量以及生产过程的安全具有决定作用的变量过程的安全具有决定作用的变量两种控制类型：两种控制类型：直接指标控制直接指标控制和和间接指标控制间接指标控制当质量指标信号缺少检测手段、信号微弱、滞后当质量指标信号缺少检测手段、信号微弱、滞后很大时，可选取与直接质量指标有单值对应关系很大时，可选取与直接质量指标有单值对应关系而反应又快的变量做为间接控制指标。而反应又快的变量做为间接控制指标。第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计8图6-4精馏过程示意图1精馏塔；2蒸汽加热器图6-5 苯-甲苯溶液的T-x图图6-6 苯-甲苯溶液的p-x图举例举例塔顶易挥

5、发组分纯度塔顶易挥发组分纯度X XD D、塔顶温度、塔顶温度T TD D、塔顶压力、塔顶压力P P三者之间的关系为：三者之间的关系为： X XD D= f (T= f (TD D，P)P)，两个独立变量。，两个独立变量。 在精馏塔操作中，压力往往需要固定。只有将塔操作在规定的压力下，才易于保证塔的分离纯度，保证塔的效率和经济性。 在塔压固定的情况下，精馏塔各层塔板上的压力基本上是不变的，这样各层塔板上的温度与组分之间就有一定的单值对应关系。 所选变量有足够的灵敏度。9第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计要有代表性要有代表性。被控变量应能代表一定的工艺操作指标或能反映工艺操作状态，

6、一般是工艺过程中较重要的变量。 变化频繁变化频繁。被控变量在工艺操作过程中经常要受到一些干扰影响而变化。为维持其恒定，需要较频繁的调节。 滞后要小滞后要小。尽量采用直接指标作为被控变量。当无法获得直接指标信号，或其测量和变送信号滞后很大时，可选择与直接指标有单值对应关系的间接指标作为被控变量。 第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计灵敏度要高灵敏度要高。被控变量应能被测量出来，并具有足够大的灵敏度。 成本要低成本要低。选择被控变量时，必须考虑工艺合理性和国内仪表产品现状。应该独立可控应该独立可控。被控变量应是独立可控的。 第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计二、二、

7、操纵变量的选择操纵变量的选择12 1. 1.操纵变量操纵变量在自动控制系统中，把用来克服干扰对被控变量的影响，实现控制作用的变量称为。 最常见的操纵变量是介质的流量。操作变量操作变量系统的干扰系统的干扰通过工艺分析通过工艺分析确定确定第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计原则上，原则上，在诸多影响被控变量的输入中选择一个对被控变量在诸多影响被控变量的输入中选择一个对被控变量影响影响显著显著而且而且可控性良好可控性良好的输入作为的输入作为控制变量控制变量后，其它所有未被选中后，其它所有未被选中的输入则成了为系统的的输入则成了为系统的干扰变量干扰变量。 13图6-7精馏塔流程图如果根据

8、工艺要求，选择提馏段某块塔板（一般为灵敏板）的温度作为被控变量。 第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计 14图6-8影响提馏段温度各种因素示意图第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计15图6-9 干扰通道与控制通道示意图由干扰通道施加在对象上，起着破坏作用，使被控变量偏离给定值；由控制通道施加到对象上，使被控变量回复到给定值，起着校正作用。 第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计控制质量控制质量 系统的过渡过程形式系统的过渡过程形式超调量、衰减比、超调量、衰减比、 余差、过渡时余差、过渡时间、振荡周期间、振荡周期对象特性对象特性 系统的输入输出关系系统的输

9、入输出关系 分为对象静态性质和对象动态性质分为对象静态性质和对象动态性质 考察对象特性对控制质量的影响，用以选择操考察对象特性对控制质量的影响，用以选择操 纵变量纵变量第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计放大系数放大系数 绝对放大系数绝对放大系数 Y Y X X Y/(YMAX-YMIN)Y/(YMAX-YMIN) X/(XMAX-XMIN)X/(XMAX-XMIN) 相对放大系数相对放大系数 控制通道的稳态特性由控制通道放大系数控制通道的稳态特性由控制通道放大系数K K0 0表征从表征从控制有效性控制有效性考虑，考虑，K K0 0应适当的大一些应适当的大一些 干扰通道的稳态特性

10、由干扰通道放大系数干扰通道的稳态特性由干扰通道放大系数K Kf f表征，希望表征，希望K Kf f小一些，小一些，K Kf f越越小干扰变量对被控变量的影响就越小小干扰变量对被控变量的影响就越小 操纵变量选择的原则一：当多个输入变量都影响被控变量时，从稳操纵变量选择的原则一：当多个输入变量都影响被控变量时，从稳态性质考虑，应该选择其中放大系数大的可控变量作为操纵变量。态性质考虑，应该选择其中放大系数大的可控变量作为操纵变量。 第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计控制通道时间常数控制通道时间常数 T T0 0控制通道滞后时间控制通道

11、滞后时间0 0 T T0 0小一点好，不能过大，否则会使控制变量的校正作小一点好，不能过大，否则会使控制变量的校正作用迟缓，超调量增大，过渡时间增长用迟缓，超调量增大，过渡时间增长 在选择操纵变量构成控制回路时，应尽量避免控制通道在选择操纵变量构成控制回路时，应尽量避免控制通道纯滞后纯滞后0 0的存在，无法避免时应使之尽可能小。的存在，无法避免时应使之尽可能小。 第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计干扰通道时间常数干扰通道时间常数 TfTfT Tf f越大越好，干扰对被控变量的影响越缓慢，越有利于改善控制越大越好，干扰对被控变量的影响越缓慢，越有利于改善控制质量质量 干扰通道纯滞

12、后干扰通道纯滞后f f的影响的影响无纯滞后无纯滞后有纯滞后有纯滞后干扰通道滞后时间干扰通道滞后时间ff 干扰通道的纯滞后干扰通道的纯滞后f f不会影响控制质量不会影响控制质量 操纵变量应是可控的，即工艺上允许调节的变量。 操纵变量一般应比其他干扰对被控变量的影响更加灵敏。 在选择操纵变量时，除了从自动化角度考虑外，还要考虑工艺的合理性与生产的经济性。 第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计 薄板冷却器薄板冷却器热物料冷物料TTFTLC液氨液氨PT气氨气氨液氨储罐氨直冷式薄板冷却系统示意图氨直冷式薄板冷却系统示意图被控变量被控变量：物料出口温度：物料出口温度 待选的操纵变量：待选的操

13、纵变量： 热物料温度热物料温度 热物料的流量热物料的流量液氨的流量液氨的流量气氨的回气压力气氨的回气压力 热物料流量热物料流量F F对冷物料出口温度对冷物料出口温度T T的放大系数为：的放大系数为： 11000k0.3温度变化的百分数流量变化的百分数12-030-10 50-0气氨回气压力气氨回气压力P P对冷却器物料出口温度对冷却器物料出口温度T T的放大系数为：的放大系数为： 21000k1.6温度变化的百分数压力变化的百分数12-0275-245 400-0三、三、 测量元件特性的影响测量元件特性的影响n 测量、变送装置是控制系统中获取信息的装置，也是系统进行控制的依据。所以，要求它能及

14、时、准确地反映被控变量的状况，假如测量不准确，操作人员造成混乱甚至会处理错误造成事故。测量不准确或者不及时，会产生失调和误调。n 1.测量元件的时间常数；三、 测量元件特性的影响n 当测量元件的时间常数当测量元件的时间常数TmTm小于对象时间常数的小于对象时间常数的1/101/10时，对时，对系统的控制质量影响不大，不需盲目追求小时间常数的测系统的控制质量影响不大，不需盲目追求小时间常数的测量元件；量元件；n 有时，测量元件安装是否正确，维护是否得当，也会影响有时，测量元件安装是否正确，维护是否得当，也会影响测量与控制。特别是流量测量元件和温度测量元件，例如测量与控制。特别是流量测量元件和温度

15、测量元件，例如工业用的孔板、热电偶和热电阻元件等。如果安装不正确，工业用的孔板、热电偶和热电阻元件等。如果安装不正确，往往会影响测量精度，不能正确反映被控变量的变化情况，往往会影响测量精度，不能正确反映被控变量的变化情况，这种失真的情况会影响控制质量。同时，使用过程中要经这种失真的情况会影响控制质量。同时，使用过程中要经常注意维护、检查，特别是使用条件比较恶劣常注意维护、检查，特别是使用条件比较恶劣 的情况的情况（如介质腐蚀性强、易结晶、易结焦等），更应该经常检（如介质腐蚀性强、易结晶、易结焦等），更应该经常检查，必要时进行清理、维修或者更换。例如当用热电偶测查，必要时进行清理、维修或者更换。

16、例如当用热电偶测量温度时，有时会因使用一段时间后，热电偶表面结晶或量温度时，有时会因使用一段时间后，热电偶表面结晶或结焦，使时间常数大大增大，以致严重影响控制质量。结焦，使时间常数大大增大，以致严重影响控制质量。三、三、 测量元件特性的影响测量元件特性的影响2.2.测量元件的纯滞后；测量元件的纯滞后；从测量方面来说，由于测量点选择不当、测量元件安装不合适等原因也会造成传递滞后。图8-6 蒸汽直接加热器 当加热蒸汽量增大时，槽内温度升高，然而槽内溶液流到管道测温点处还要经过一段时间0。所以，相对于蒸汽流量变化的时刻，实际测得的溶液温度T要经过时间0后才开始变化。 安装成分分析仪器时，取样管线太长

17、，取样点安装离设安装成分分析仪器时，取样管线太长，取样点安装离设备太远，都会引起较大的纯滞后时间，工作中要尽量避免。备太远，都会引起较大的纯滞后时间，工作中要尽量避免。 25三、三、 测量元件特性的影响测量元件特性的影响n 如果被控变量是中和槽内出口溶液的pH值，但作为测量元件的测量电极却安装在远离中和槽出口管的位置，并且电极安装在流量较小、流速缓慢的副，管道上，这样，电极所测得的信号与中和槽内溶液的pH值在时间上就延迟了一段时间t0。 n 这一滞后使得测量信号不能及时反映中和槽内溶液pH值的变化，因而降低了控制质量。22110ll00安装成分分析仪器安装成分分析仪器、pHpH值测量值测量时，

18、时，而且这时引入微分作用是徒劳的，加得不当反而会使系统不稳而且这时引入微分作用是徒劳的，加得不当反而会使系统不稳定。定。 所以测量元件安装时，一定要注意尽量减少纯滞后，滞后对于大纯滞所以测量元件安装时，一定要注意尽量减少纯滞后，滞后对于大纯滞后的系统，需要采用复杂控制系统。后的系统，需要采用复杂控制系统。三、三、 测量元件特性的影响测量元件特性的影响24显然显然，纯滞后时间0与皮带输送机的传送速度v和传送距离L有如下关系： vL0（8-30）溶解槽及其反应曲线纯滞后时间举例举例三、三、 测量元件特性的影响测量元件特性的影响n 3.信号的传递滞后n 信号的传递滞后包括检测信号传送滞后和控制信号传

19、递滞后。n 测量元件信号传递滞后是指由现场测量变送装置的信号传递到控制室的控制器所引起的滞后。电信号可忽略，气信号会存在一定滞后；n 控制信号传递滞后是指控制室内控制器的输出控制信号传递到现场执行器所引起的滞后。对于气动薄膜控制器来说，会有比较大的容量滞后，使控制不及时，控制效果变差。n 信号传递滞后对控制质量影响基本与对象控制通道滞后相同，应尽量减少。所以一般气压信号的管路不能超过300m，直径不能小于6mm，或者阀门定位器、气动继动器增大输出功率，必要时将气信号转化成电信号，减少传递滞后。四、四、 控制器控制规律的原则及参数整定控制器控制规律的原则及参数整定n 1.1.控制规律的选择控制规

20、律的选择n目前工业上常用的控制器主要有三种控制规律目前工业上常用的控制器主要有三种控制规律: :比比例控制规律例控制规律P P、比例积分控制规律、比例积分控制规律PIPI和比例积分微和比例积分微分控制规律分控制规律PIDPID。第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计 位式控制位式控制 适用于对控制质量要求不高，被控对象是单容量的、且容量较大、滞后较小、适用于对控制质量要求不高，被控对象是单容量的、且容量较大、滞后较小、负荷变化不大也不太激烈，工艺允许被控变量波动范围较宽的场合。负荷变化不大也不太激烈，工艺允许被控变量波动范围较宽的场合。 比例控制比例控制 优点：比例控制克服干扰能力

21、强、控制及时、过渡时间短。优点：比例控制克服干扰能力强、控制及时、过渡时间短。 缺点：在过渡过程终了时存在余差缺点：在过渡过程终了时存在余差 适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺允许被控变量存在余差的场合。适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺允许被控变量存在余差的场合。 第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计18第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计 保证整个控制系统形成负反馈。保证整个控制系统形成负反馈。 在控制系统中，控制器、被控对象、测量元件及执行器都有各自在控制系统中，控制器、被控对象、测量元件及执行器都有各自的作用方向，一般被控对象、测量元件及执行

22、器的作用方向是固定的作用方向，一般被控对象、测量元件及执行器的作用方向是固定的，因此为了使系统构成负反馈，应对控制器的正反作用进行调整。的，因此为了使系统构成负反馈，应对控制器的正反作用进行调整。 所谓作用方向，就是指输入变化后，输出的变化方向。当输入所谓作用方向，就是指输入变化后，输出的变化方向。当输入增加时，输出也增加，则称该环节为增加时，输出也增加，则称该环节为“正作用正作用”方向；反之，当环节方向；反之，当环节的输人增加时，输出减小，则称该环节为的输人增加时，输出减小，则称该环节为“反作用反作用”方向。方向。何谓何谓“正正”、“反反”作用？作用？控制器正控制器正 反作用选择的基本原则反

23、作用选择的基本原则第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计控制器正控制器正 反作用选择的步骤反作用选择的步骤1 1、判断被控对象的正反作用方向，由工艺机理确定、判断被控对象的正反作用方向，由工艺机理确定 ；2 2、判断执行器的正反作用方向，由工艺安全条件选定，其选择原、判断执行器的正反作用方向，由工艺安全条件选定，其选择原则是：控制信号中断时，应保证设备和操作人员的安全；则是：控制信号中断时，应保证设备和操作人员的安全； 3 3、确定广义对象的正反作用方向，一般、确定广义对象的正反作用方向，一般测量变送环节为正作用方测量变送环节为正作用方向向，根据被控对象和执行器的作用方向，确定广义

24、对象的正反作用，根据被控对象和执行器的作用方向，确定广义对象的正反作用方向；方向；4 4、确定控制器的正反作用方向，广义对象正作用方向，则控制器、确定控制器的正反作用方向，广义对象正作用方向，则控制器应选择为反作用，反之亦然。应选择为反作用，反之亦然。被控变量被控变量控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象测量变送环节测量变送环节干扰干扰偏差偏差设定值设定值广义对象广义对象第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计燃料气TC加热炉出口温度控制加热炉出口温度控制控制器正控制器正 反作用选择的实例反作用选择的实例液位控制液位控制第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计6-18 乳

25、化物干燥系统示意图乳化物干燥系统示意图乳化物乳化物高位槽高位槽过滤器过滤器12WWW3蒸蒸汽汽空空气气产产品品GW(S)GQ(S)GP(S)T1T2GF(S)工艺要求工艺要求 在在保证产品含水率合格的前提下，保证产品含水率合格的前提下， 保证最大产量保证最大产量。 被控变量被控变量 产品含水率产品含水率 干燥温度干燥温度T T1 1 影响被控变量的主要输入变量影响被控变量的主要输入变量 乳化物流量乳化物流量f fw w 旁路空气流量旁路空气流量f fQ Q 加热蒸汽压力流量加热蒸汽压力流量f fp p 第二节第二节 简单控制系统的设计简单控制系统的设计方案方案1：乳化物流量为控制变量：乳化物流

26、量为控制变量fWP1100S+11100S+1e-3SfQe-2S(8.5S+1)(8.5S+1)(8.5S+1)T控制器控制器TC偏差偏差设定值设定值干扰干扰 方案方案2：旁路空气流量：旁路空气流量fQ为控制变量为控制变量-最佳方案最佳方案设定值设定值P1100S+1e-3S 100S+1fQe-2S(8.5S+1)3T控制器控制器TC偏差偏差fW干扰干扰 方案方案3：蒸汽流量：蒸汽流量fp为控制变量为控制变量e-2S(8.5S+1)31100S+1e-3S 100S+1fQT控制器控制器TC偏差偏差设定值设定值fWP 乳化物乳化物高位槽高位槽过滤器过滤器12WWW3蒸蒸汽汽空空气气产产品品

27、GW(S)GQ(S)GP(S)T1T2GF(S)第三节第三节 控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定1.1.临界比例度法临界比例度法19n控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定 按照已定的控制方案，求取使控制质量最好的控制器参数值。即确定最合适的控制器比例度、积分时间TI和微分时间TD，使控制质量能满足工艺生产的要求。理论计算的方法和工程整定法。 先通过试验得到临界比例度k和临界周期Tk，然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值。 第三节第三节 控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定20图6-20 临界振荡过程表 6-1临界比例度法参数计算公式表 比较简单方便，容易掌握和判断，适用于

28、一般的控制系统。第三节第三节 控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定21通过使系统产生衰减振荡来整定控制器的参数值。图6-2141和101衰减振荡过程表6-241衰减曲线法控制器参数计算表表6-3101衰减曲线法控制器参数计算表第三节第三节 控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定s22第三节第三节 控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定23（1 1）加的干扰幅值不能太大，要根据生产操作要求）加的干扰幅值不能太大，要根据生产操作要求来定，一般为额定值的来定，一般为额定值的5 5左右，也有例外的情况。左右，也有例外的情况。（2 2）必须在工艺参数稳定情况下才能施加干扰，否）必须在工艺参数稳定

29、情况下才能施加干扰，否则得不到正确的则得不到正确的S、TS或或S和和T升升值。值。（3 3）对于反应快的系统，如流量、管道压力和小容）对于反应快的系统，如流量、管道压力和小容量的液位控制等，要在记录曲线上严格得到量的液位控制等，要在记录曲线上严格得到4141衰减衰减曲线比较困难。一般以被控变量来回波动两次达到稳曲线比较困难。一般以被控变量来回波动两次达到稳定，就可以近似地认为达到定，就可以近似地认为达到4141衰减过程了。衰减过程了。 第三节第三节 控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定根据经验先将控制器参数放在一个数值上，直接在闭环的控制系统中，通过改变给定值施加干扰，在记录仪上观察过渡过

30、程曲线，运用、TI、TD对过渡过程的影响为指导，按照规定顺序，对比例度、积分时间TI和微分时间TD逐个整定，直到获得满意的过渡过程为止。 24第三节第三节 控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定25表6-5 各类控制系统中控制器参数经验数据表第三节第三节 控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定26第三节第三节 控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定27图6-22三种振荡曲线比较图6-23比例度过大、积分时间过大时两种曲线比较比例度过小、积分时间过小或微分时间过大，产生的周期性激烈振荡。 如果比例度过大或积分时间过大，过渡过程变化缓慢的情形。第三节第三节 控制器参数的工程整定控制器参数的工

31、程整定28（2）先按表7-4中给出的范围把TI定下来，如要引入微分作用，可取TD(1/31/4)TI，然后对进行凑试，凑试步骤与前一种方法相同。 方法简单，适用于各种控制系统。 特别是外界干扰作用频繁，记录曲线不规则的控制系统，采用此法最为合适。 此法主要是靠经验，在缺乏实际经验或过渡过程本身较慢时，往往较为费时。 第三节第三节 控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定 对于同一个系统，不同的人采用经验凑试法整定，对于同一个系统，不同的人采用经验凑试法整定，可能得出不同的参数值。可能得出不同的参数值。 在一个自动控制系统投运时，控制器的参数必须在一个自动控制系统投运时，控制器的参数必须整定，才

32、能获得满意的控制质量。同时，在生产进整定，才能获得满意的控制质量。同时，在生产进行的过程中，如果工艺操作条件改变，或负荷有很行的过程中，如果工艺操作条件改变，或负荷有很大变化，被控对象的特性就要改变，因此，控制器大变化，被控对象的特性就要改变，因此，控制器的参数必须重新整定。的参数必须重新整定。 29第四节第四节 控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运及操作中的常见问题n 一、控制系统的投运一、控制系统的投运 对于工艺人员与仪表人员来说 对于仪表人员来说30第四节第四节 控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运及操作中的常见问题 投运前要在现场校验仪表一次, 确认正常后可考虑投运

33、。 对于,除了要观察测量指示是否正常外,还特别要对控制器控制点进行复校。 31第四节第四节 控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运及操作中的常见问题 控制好控制器的正、反作用，是确保整个自动控制系统成为负反馈闭环系统的重要一环。正作用？正作用？反作用？反作用？图6-24 控制器正、反作用开关示意图32第四节第四节 控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运及操作中的常见问题举例加热炉出口温度控制系统图6-25 加热炉出口温度控制 为了在控制阀气源突然断气时,炉温不继续升高,采用了气开阀 (停气时关闭) ,是“正”方向。炉温是随燃料的增多而升高的,以炉子也是“正”方向作用的。变送器是

34、随炉温升高,输出增大,也是“正”方向。所以控制器必须为“反方向”,才能当炉温升高时,使阀门关小,炉温下降。 33第四节第四节 控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运及操作中的常见问题举例液位控制系统图6-26 液位控制 控制阀采用了气开阀,在一旦停止供气时,阀门自动关闭,以免物料全部流走,故控制阀是“正”方向。当控制阀打开时,液位是下降的,所以对象的作用方向是“反”的。变送器为“正”方向。这时控制器的作用方向必须为“正”才行。 34第四节第四节 控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运及操作中的常见问题图6-27 控制阀安装示意图1上游阀；2下游阀；3旁路阀；4控制阀35第四节第

35、四节 控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运及操作中的常见问题 开车时的两种操作步骤：开车时的两种操作步骤：36第四节第四节 控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运及操作中的常见问题n 先将截止阀1和截止阀2关闭,手动操作旁路阀3 ,使工况逐渐趋于稳定; 用手动定值器或其他手动操作器调整控制阀上的气压P,使它等于某一中间数值或已有的经验数值; 先开上游阀1 ,再逐渐开下游阀2 ,同时逐渐关闭旁路阀3,以尽量减少波动(亦可先开下游阀2); 观察仪表指示值,改变手动输出,使被控变量接近给定值。37第四节第四节 控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运及操作中的常见问题n 远距离人工控制控制阀叫手动遥控远距离人工控制控制阀叫手动遥控, ,可以有三种不同的可以有三种不同的情况情况: : 控制阀本身是遥控阀,利用定值器或其他手动操作器遥控; 控制器本身有切换装置或带有副线板,切至“手动”位置,利用定值器或手操轮遥控; 控制器不切换,放在“自动”位置,利用定值器改变给定值而进行遥控。但此时宜将比例度置于中间数值,不加积分和微分作用。 38第四节第四节 控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运及操作中的常见问题 通过手动遥控控制阀,使工况趋于稳定以后,控制器就可以由手动切换到自动,实现自动操作。39第四节