第4章 单回路控制系统设计-zhm

§4.1简单控制系统的组成、各部分功能及方框图:

单参数单回路第4章单回路控制系统设计单回路控制系统特点：约占85％以上最简单、最基本；应用最广泛、最成熟。是各种复杂控制系统设计和参数整定的基础。适用场合：被控对象滞后时间较小；负载和干扰不大；控制质量要求不很高的场合/v_show/id_XMzU5MjUzMDQw.html§4.2.1过程控制系统设计—基本内容①确定控制方案调研，论证包括被控变量的选择与确认﹑操纵变量的选择与确认﹑检测点的初步选择、绘制出带控制点的工艺流程图和编写初步控制方案设计说明书等等。②仪表及装置的选型要考虑到供货方的信誉﹑产品的质量﹑价格﹑可靠性﹑精度﹑供货方便程度﹑技术支持﹑维护等因素。③相关工程内容的设计包括控制室设计﹑供电和供气系统设计﹑仪表配管和配线设计和联锁保护系统设计等等，提供相关的图表。§4.2简单控制系统设计§4.2.1过程控制系统设计——步骤1.熟悉系统的技术要求或性能指标2.建立被控过程的数学模型

3.确定控制方案

4.根据系统的动态和静态特性进行理论分析与综合5.实验验证

6.工程设计7.工程安装

8.控制器的参数整定

§4.2.2被控变量(y)的选择y选择：希望通过自动控制系统保持恒定（或按一定规律变化）的变量，决定了控制系统是否有价值的关键。一、选择基准：影响生产的关键变量二、直接指标控制与间接指标控制1、直接指标控制2、间接指标控制y本身就需要控制的工艺指标，y可测且测量变送环节的滞后也要比较小。如：液位控制系统中选y=L

占比例较大当直接指标缺乏合适的检测手段，或可检测到，但信号很弱或滞后很大，则选择与直接质量指标有单值对应关系而反应又快的另一变量作为间接控制指标（如：奶粉的产品质量）或测出与y有函数关系的间接变量，然后利用函数关系计算出该变量的值作为间接控制指标（如：软测量技术）例：精馏塔控制系统关键变量：对生产的产量、质量和安全具有决定性的作用，而人工操作难以满足要求，或人工操作虽可满足要求但这种操作即紧张又频繁的变量控制目标：保证塔顶产品纯度但纯度难以检测,塔顶产品纯度→塔顶温度T→塔压P具有一定关系当P(T)一定时，T(P)与纯度成一一对应关系y选P还是T？？考虑工艺合理性—选择y=T◆塔压波动则破坏气液平衡，影响相对挥发度，并且会影响进料（P↑Q进料↓）故：P恒定选y=T◆所选y要有足够的灵敏度；（塔体积大，选择灵敏板的温度作为y）◆各被控变量之间的独立性（各y之间的耦合尽量小）如：设计T塔顶和T塔底的两个单回路控制系统∵T塔顶↑回流量↑间接影响T塔低↑

两个变量之间存在耦合∴单回路不能满足要求，需要复杂控制，如解耦控制操作目的：通过反复的部分汽化与部分冷凝，将混合液中沸点不同的各组分分离成产品。操作代价：消耗能量，塔底需要加热使塔底液部分汽化；塔顶需要冷却使塔顶组分冷凝。例：精馏塔控制中y的选择三、被控变量选择的基本原则简单题1、代表一定工艺操作指标或反应工艺操作状态，是重要的变量2、经常受到一些干扰的影响，需要频繁的调节3、尽量采用直接指标作为y（不可测时，采用间接指标）4、被控变量可测，并有足够的灵敏度5、考虑工艺合理性6、各被控变量之间应该是独立可控的常见的q有：介质流量Q、转速n/变频器、电压U等§4.2.2操纵变量（q）的选择

称：控制参数/调节参数/控制量一、操纵变量：用来克服f对y的影响，实现控制作用的变量对象输入输出？在控制系统中,正是由于控制器的正确控制改变q的大小和变化的方向,使q对y的影响正好与f对y的影响的方向相反,从而,当f使y发生变化而偏离x时,控制作用就可抑制干扰的影响,把已经变化的y拉回到x上来.例：加热炉出口温度控制系统所有影响y的因素有：n个输入

选其中一个可调量且对y影响最大的量作为操纵变量（q）则其它输入即为对象的干扰信号（f）可见:f与q同时影响y，如图所示：多输入单输出例1：换热器物料出口温度控制

Q物料、Q载热体均可改变T

∵Q物料可能是上一道工序留下来根据工艺合理性选择q=Q载热体例2：Q物料Q水原则1：q应可控，即工艺上允许调节的变量如温度/液位控制系统原则2：考虑工艺的合理性如：生产负荷不宜选作q∵生产上负荷一般不要求随便改变，否则影响产量多种因素会对y产生影响，有些可控，有些不可控，选择对y影响显著且可控的变量作为q.原则有：1～3二、q选择的原则简单题原则3：考虑被控对象的特性若有多个可控变量时，应考虑对象静动态特性，选择合适q：q选择应使控制通道的Ko、To适中，纯滞后越小越好q选择应使扰动通道的Kf尽可能小，Tf越大越好例：精馏塔提留段灵敏板温度控制系统将所有影响y的因素找出来？？物料水例2：浓度控制系统Q物料、Q水改变均影响浓度根据工艺合理性，物料经济价格比较高，且物料也可能来自上一道工序；水价格低廉，加多加少影响不大，故选q=Q水影响T因素可控性进料流量Q入不好控进料成分X入

不可控进料温度T入

不可控回流流量Q回

可控

回流温度TH

不可控加热蒸汽流量Q蒸汽

可控

冷凝器冷却温度不可控塔压P/TD不可控其它：T环境等不可控可能是上一道工序留下来的，故不好调（虽然可控但工艺上一般不允许，因Q进的波动意味着生产负荷的波动）Q回和Q蒸汽均可控，且都是工艺上允许变化的量均可选作q。因Q蒸汽对T的影响比Q回对T的影响来说更及时、更显著，故选择q=Q蒸汽。因提留段在塔下半部而回流量在塔顶，意味着：Q回变化到影响塔底提留段温度变化需经多层塔板，每层塔板都有气液平衡、热量交换过程，塔板数越多该通道时间常数就越大，滞后就越大（不利于控制）；而Q蒸汽直接进塔底提留段，它对提馏段温度影响的通道短，时间常数小。同时从节能角度，控制蒸汽流量比控制回流量消耗的能量要小T回Q回Q入、T入、x入Q蒸汽T、PT、P§4.2.3检测变送环节的选择（性能、信号处理）一、检测变送环节的性能

1.检测元件和变送器的作用：2.对检测变送单元的基本要求：及时、准确、可靠数字信号T、P、F、L、A等物理量→模拟信号DDZⅢ:4～20mA、1～5VQDZⅢ:0.02～0.1MPaDDZⅡ:0～10mA智能变送器及时体现在：能迅速地反应y的变化（快速性，动态特性）准确体现在：要能正确地反应y，且误差小（精度高）可靠体现在：（基本要求）应能在环境工况下长期安全稳定运行仪表量程越大Km越小量程越小Km越大3.选用时的基本考虑：（1）～（4）（1）能否适应工业生产过程的环境，能否长期稳定运行（可靠性）对高温、高压、低温、易腐蚀、易燃易爆、粉尘等环境状况下，主要从材料和防腐上考虑如：冲刷严重考虑耐磨性耐高温性弹簧管压力表(氨气对铜有腐蚀性)等（2）降低测量误差测量误差产生原因：仪表自身的误差：精度、量程（精度决定准确性，量程应满足读数误差的精度要求）仪表量程大Km小，而量程小则Km大环境条件引起误差：热电偶冷端补偿不合理、电源电压波动、环境温度波动、流体密度的变化安装不当引起的误差：孔板安装不当、热电偶连接方式不当测量中的动态误差：不可避免如何降低测量误差：正确选型、精心安装维护、排除干扰防爆的要求：本安防爆或隔爆，达到要求的等级（3）测量元件的动态特性Tm、都会引起测量的动态误差，分别讨论：①测量元件的时间常数任何测量元件均具有时间常数，相对于对象的T0来说，多数检测变送环节的Tm较小，但测温元件的Tm较大（热阻、热容、保护装置）、气动仪表的Tm较大、成分分析仪表Tm和滞后都很大，从而造成测量滞后，选型时应注意：◆Tm不要太大，否则应采取必要的措施即：选用小惯性检测元件、具有快速响应特性的仪表

缩短气动管线长度克服传输滞后、引入微分单元来克服容积滞后等◆

Tm<1/10T0（对象时间常数T0）时，对控制品质影响不大；图

pH值控制系统图pHTLTLC

pHC中和槽贮酸槽l0②测量元件的纯滞后对测量元件动态特性的影响◆测量元件自身的原因：如成分分析仪表（测量原理导致）◆测量元件的安装位置和被控变量之间有一定的距离、传输速度都会引起滞后存在例：PH值控制系统措施：合理选择检测点减少传输距离、提高传输速度◆克服测量信号传输滞后方法：缩短气动管线长度，减小管径（管路不能超过300mm,直径不能小6mm）；用阀门定位器或气动继动器来增大输出功率，以减少传送滞后；在现场与控制室之间，尽量采用电信号传送，必要时可用气-电转换器将气信号转换为电信号；◆克服容积滞后方法：串接微分环节（可在测量之后，可在控制器与执行器之间）测量信号控制室生产现场控制信号u测量信号传输滞后：

控制信号传输滞后：③信号的传递滞后对气动薄膜控制阀来说：∵膜头空间具有较大的容量，故u变化到引起阀开度变化往往具有较大的容量滞后，会使控制不及时，控制效果差电信号：传输快可忽略不计气信号：气阻气容存在（不可忽视）（4）检测变送环节增益Km的线性特性结论：变送器Km的线性度与整个闭环控制系统输入/出增益K的线性度有关例如，采用孔板和差压变送器检测变送流体的流量时，由于差压与流量之间的非线性，造成流量控制回路呈现非线性，并使整个控制系统开环增益非线性。∵当控制回路的前向通达增益K前足够大时即：K=1/Km①信号补偿：二、对检测变送信号的处理测量信号的补偿、线性化处理、噪声抑制、数学运算、信号报警和数学变换等例如：热电偶测T时，需冷端温度补偿热电阻到检测变送仪表之间的距离不同，所用连接导线的类型和规格不同，线路电阻不同，因此需要进行线路电阻补偿气体流量检测时，若检测点温度、压力与设计值不一致，因此需要进行温度和压力的补偿；②线性化：例如：热电势与温度、差压与流量等，故需对其进行线性化处理。可以采用硬件组成非线性环节实现，例如:采用开方器对差压进行开方运算也可用软件实现线性化处理③

信号滤波有时检测变送环节的输出中伴有噪声，若将噪声引入控制器会影响控制系统的稳定运行，故在引入控制器之间必须对信号进行滤波处理如：泵出口压力的脉动、差压式流量仪表测差压、储罐液位的波动等信号滤波：有硬件滤波和软件滤波硬件滤波/模拟滤波：通常采用阻容滤波环节,可用电阻电容组成低通滤波，如下图：也可用气阻和气容组成滤波环节。一阶低通滤波电路：一阶高通滤波电路：软件滤波/数字滤波：计算机编程实现采用计算方法，用程序编制各种数字滤波器实现信号滤波，具有投资少，应用灵活等特点。在智能仪表、DCS等装置中通常采用软件滤波。一阶低通滤波：

一阶高通滤波：删除跳变信号：y(k)：测量值：滤波值：加权值其中：④数学运算、信号报警和数学变换例如：节流装置测得的差压数据应进行开方运算；根据测得的瞬时流量应进行积分运算获得累积流量等。对检测的信号要进行一些复合的数学运算，如：

对气体流量的温度和压力补偿运算就包含加、乘和除的运算信号的数字变换也常常被应用于检测变送信号的处理。快速富里埃变换、小波变换等。在计算机控制系统中，模数转换和数模转换。如果检测变送信号超出工艺过程的允许范围，就要进行信号报警和联锁处理。同样，在计算机控制系统中如果检测到检测元件处于异常状态时，也需要为操作人员提供相关报警信息。当检测信号与被控变量之间有一定的函数关系时，需要进行数学运算获得实际的被控变量数值。气动薄膜直通单座阀气动薄膜直通双座阀气动蝶阀气动球阀气动切断阀电动直通单座阀电动隔膜阀电动三通阀气动薄膜角形阀电磁阀手动截止阀§4.2.4执行器(气动薄膜控制阀)的选择§4.2.4执行器(气动薄膜控制阀)的选择执行器是控制系统必不可少的环节，它接受控制器信号通过改变阀的开度来改变操作变量，最常见的：调节阀特点：直接与介质接触

调节阀、包括手动阀比较容易发生故障，是控制系统最薄弱的环节，因工作条件恶劣，如：(强)腐蚀性、(高)粘度、(易)结晶、高温/压、深冷等作用：在一个过程控制系统中，它接受控制器输出的控制信号并转换成直线位移或角位移，来改变阀芯与阀座间的流通截面积以控制流入或流出被控过程的流体介质的流量，从而实现对y的控制。以加热炉控制系统为例说明执行器作用一、执行器(调节阀/控制阀)-概述组成：执行机构

+调节机构（阀）

如：动画演示（动力部件）(控制部分)执行机构调节机构POIOF→LM→θ流通截面积操纵变量的流量执行机构调节机构★气动执行器：★电动执行器：

★液动执行器：二、分类(按使用的能源分)输入0.02～0.1MPa气动信号特点：结构简单、动作可靠、性能稳定、输出推理较大、价格便宜、维修方便、防火防爆等优点，广泛应用于化工、炼油等生产过程(易燃易爆)特点：动作迅速、能源取用方便、信号传递迅速且信号便于远传、并便于与计算机配合使用动力机构—电机缺点：结构复杂、价格高、防爆性能差输入4～20mA电信号特点：推力最大、调节精度高、响应速度快、能实现较高控制精度适用于对传动要求较高的工作环境，比如大型电厂、石化厂等在过程控制系统设计中，调节阀的结构形式及材质、口径大小必须很好地选择，其口径要求：在正常工况下要求调节阀开度处于15％－85%之间。选择合适的的调节工作区间选择合适的流量特性选择合适的调节阀开、关形式分别说明之执行器的选择应从以下三个方面考虑：三、执行器（调节阀/控制阀）的选择1、控制阀材质及结构形式的选择

--根据工艺要求、介质情况、工作环境等来选择直通阀（双座式和单座式）、角阀、三通阀、球形阀、阀体分离阀、隔膜阀、蝶阀、高压阀、偏心旋转阀和套筒阀等各阀使用场合如下表所示：材质:

碳钢、铸钢、不锈钢、特殊合金或金属、高分子材料、无机材料等。如：腐蚀性介质需选耐腐蚀材质或在阀体内部渡一层防腐材料或选择不锈钢材质结构形式：执行机构有三种：调节机构的类型有：薄膜式：结构简单，价格便宜，使用最为广泛活塞式：输出推力大、适用于高静压、高差压、需要较大推力的场合长行程式：角位移输出行程长、转矩大，适用于转角的蝶阀、风门等此外,还应根据操纵介质的工艺条件和特性选择合适的材质。阀结构形式特点及适用场合直通单座阀只有一个阀芯,阀前后压差小、泄漏量小,差压大时流体对阀芯上下作用力不平衡影响阀芯移动，适用于小口径、低压差场合直通双座阀有两个阀芯,阀前后压差大,适用于允许有较大泄漏量的场合角阀阀体呈直角,适用于高压差、高粘度、含悬浮物和颗粒状物质的场合隔膜阀适用于强酸/碱/腐蚀性介质的场合无泄漏蝶阀适用于有悬浮物的介质、大流量、压差小、允许大泄漏量的场合三通阀适用于分流或合流控制的场合，其效果比两个直通阀要好；高压阀适用于高压控制的特殊场合表4-1不同结构形式控制阀特点及适用场合2、执行器的正/反作用及其选择：★气开式调节阀:无压力信号时阀全关，有信号时阀开即:随压力信号

时阀开度逐渐开大；失信号（无压力信号）时阀全关；气关式调节阀:无压力信号时阀全开，有信号时阀关即：随压力信号

时阀开度逐渐关小；失信号（无压力信号）时阀全开；气开式：气关式：(正作用)(反作用)执行机构（正/反）+调节机构（正/反装）→4种组合执行机构调节机构调节阀正作用正装气开（正作用）正作用反装气关（反作用）反作用正装气关（反作用）反作用反装气开（正作用）针对具体的控制系统来说，究竟选气开阀还是气关阀，要由具体的生产工艺来决定。也即是说：在阀的气源信号发生故障或控制系统某环节失灵时，阀是处于全开的位置安全，还是处于全关的位置安全。具体原则如下：控制阀气开、气关形式的选择原则：

仅指气动阀（电动阀出厂时已设置好，一般正特性）①从工艺生产的安全角度出发,当信号压力中断时阀门能自动归位到工艺安全的位置，以保证设备和操作人员的安全，不致发生事故。即：若阀开位置危险性小，则应选择气关式；若阀关位置危险性小，则应选择气开式当气源供气中断，或控制器出故障而无输出，或控制阀膜片破裂而漏气等而使控制阀无法正常工作以致阀芯回复到无能源的初始状态（气开阀回复到全关，气关阀回复到全开）时，能保证设备和人身安全。例：锅炉汽包的进水阀，应采用气关式

信号突然中断时，若气开阀就全关，导致进水量为零，锅炉在加热汽包内水分蒸发完而烧干，锅炉干烧会发生爆炸。又如：原料TTTC管式加热炉出口温度控制系统要求：炉温不能过高例：选择调节阀的正反作用形式液位控制系统要求：液体不能被抽干以免物料流失气开式（正作用）气关式（反）气开式（正）H如果介质是由强腐蚀性的，再生产过程中不允许溢出，调节阀的作用形式？如果后面的环节不允许没有物料，调节阀的作用形式？气开式（正）气关式（反）u=0阀全关/开？u=0阀全关/开？u=0阀全关/开？②从保证产品质量出发，当发生控制阀处于无能源状态而回复到初始位置时，不应降低产品的质量，如精馏塔回流量控制阀常采用气关式，一旦发生事故，控制阀全开，使生产处于全回流状态,防止不合格产品的蒸出，从而保证塔顶产品的质量。③从降低原料、成品、动力损耗来考虑。如控制精馏塔进料的控制阀就常采用气开式,一旦控制阀失去能源即处于气关状态，不再给塔进料，以免造成浪费。④从介质的特点考虑。精馏塔塔釜加热蒸汽控制阀一般选气开式，以保证在控制阀失去能源时能处于全关状态避免蒸汽的浪费，但是如果釜液是易凝、易结晶、易聚合的物料时，控制阀则应选气关式以防调节阀失去能源时阀门关闭，停止蒸汽进入而导致釜内液体的结晶和凝聚。3、控制阀流量特性

——取决于阀芯的形状（1）理想流量特性：(ΔP一定)

（阀门制造厂提供）又称固有流量特性，它的固有特性取决于阀芯的形状。分类：线性、等百分比和快开流量特性：指介质流过阀门的相对流量与阀杆相对行程之间的关系改变阀芯与阀座件的流通面积可控制流量，但流量不仅与阀的开度有关同时还与阀前后的压差有关，执行器接在管路中工作时，阀开度一变，随着流量的变化，阀前后压差也发生变化。为了便于分析比较，先假定阀前后压差为一定值，然后再引伸到真实情况。所以流量特性有理想流量特性和工作流量特性两个概念。①线性流量特性注释指控制阀的相对流量与相对开度成线性关系即阀杆单位行程变化引起的流量变化是常数R:可调比或可调范围，R=Qmax/Qmin

国产调节阀R=30注意：泄漏量并不是阀的最小流量（泄漏量：0.1～0.01%Qmax）讨论：流量相对变化量定义：指单位位移的变化所引起的流量变化与起始流量之比∵阀的放大倍数(增益)Kv是常数，不论阀杆原来位置在何处，只要阀杆做相同的变化，流量的数值也做相同的变化。增益：输出变化量与输入变化量之比快开直线对数100(%)100(%)K常数，∴相对流量的增量相同，但相对流量的变化量不同特点：当小开度时，流量的相对变化量大，控制作用强，易引起震荡；当大开度时，流量的相对变化量小，控制作用缓慢（不利于控制）对过程控制系统来说,希望：系统处于小负荷时，为克服f，要求控制作用小一些，阀动作引起的流量变化不要太大，以免控制作用太强产生超调；系统处于大负荷时，为克服f，要求控制作用加强一点，阀动作引起的流量变化大一些，以免控制作用微弱而使控制不够灵敏指单位行程变化引起的流量变化与此点的相对流量成正比关系即控制阀的放大系数是变化的，随相对流量的增加而增大。②对数(等百分比)流量特性阀的相对行程与相对流量呈对数关系，当L增加相同的行程时，Q却增加相同的百分比，故又称等百分比流量特性特点：∵调节阀的放大系数Kv

是变化的，它是随相对开度的增大而递增在行程变化值相同的情况下，当流量小时，则流量变化亦小，控制平稳缓和；当流量大时，则流量变化亦大，控制灵敏有效。从过程控制工程来看，利用对数(等百分比)流量特性是有利的；调节阀在小开度时，调节阀的放大系数小，控制平稳缓和；调节阀在大开度时，其放大系数大，控制作用灵敏有效。快开直线对数11定义：指单位行程变化引起的流量变化与此点的流量成反比关系③快开流量特性快开直线对数特点：阀门开度较小时有较大的流量，随着开度的增大，流量很快就达到最大；此后再增加开度，流量变化很小适用于：迅速启闭的切断阀、双位控制系统或程序控制系统（生产过程中，调节阀安装在一定管路中，随着流过管路的流量不同，必然导致阀前后差压变化，此时流量特性称工作流量特性）出厂时所提供的流量特性指理想流量特性，厂家通过实验得到。分类：串联管道的工作流量特性和并联管道的工作流量特性（2）工作流量特性:阀两端压降变化1、串联管道的工作流量特性Pv：控制阀两端的压降PP：与阀串联的其他管路的阻力（如：变径、三通、弯头等）其大小与Q2成正比（包括静压头、管路阻力等）PT：管路阻力引起的总压降，恒定（不包括静压差和位差）PT=Pv+PpQ上升，Pp上升，PV下降，产生畸变（理想流量特性是PV恒定时测出的，一旦

PV变化，阀的理想流量特性就会发生畸变，即流量特性曲线发生变形）畸变与阀两端压差有关，且畸变是有规律畸变程度与PV占PT的比重有关，用s表示s=阀全开时两端压降占系统总压降的比值即压降比s=PV/PT=PVmin/(PVmin+PP)畸变规律：◆直线特性趋近于快开特性，而等百分比特性趋近于直线特性；◆

S越小，畸变越严重，实际使用时，希望s值在0.3～0.5之间；（s太大也不好，太大则阀压降PV就大，则PV/PT比重就大，意味着管路上很大一部分能量都消耗在阀两端差压上，从能量消耗角度来说是不合适的；）◆畸变后，实际Qmax下降，实际可调比R下降（s小，畸变严重，R下降，R可能就不能满足要求，对控制不利；

s太小，不允许的）并联管道的工作流量特性：

作用：手动操作，维护—旁路阀注◆当旁路阀打开时，控制阀的理想流量特性就变成工作特性；◆管路总流量Q=控制阀流量Q1+旁路流量Q2,即：Q=Q1+Q2;◆畸变程度与Q1占Q比重有关：用x表示并联管道控制阀全开时的控制阀流量Q1max与总管路最大流量Qmax之比,即：x=Q1max/Qmax但随着旁路阀的打开，虽然调节阀本身流量特性无变化，但系统可调范围大大下降，泄露量也很大，故此法不可取，旁路只能是总流量的百分之十几%，S值不能低于0.8结论：◆串并联管道都会时调节阀理想流量特性发生畸变，而串联管道尤为严重◆串并联管道都会使控制阀的可调比降低，而并联管道尤为严重；◆串联管道使系统总流量减少，并联管道使系统总流量增加。畸变规律：◆x=1,即旁路阀关闭，Q2=0，阀的工作流量特性与其理想流量特性相同；◆x↓，控制阀流量特性变化不大(如图)，可调范围却大大降低了；（在R分析中知，调节阀的Qmin为旁通阀流量Q旁，故当Q旁越大，

Qmin越大，Qmin上移，使整个曲线上移，畸变成如图所示的情况）◆实际使用时，一般希望x值最小不低于0.8。（即通过旁路的流量不应该太大，若管路系统的流量都从旁路流走的话，调节阀所起的控制作用就非常小，则对整个流量的控制时不利的）x=Q1max/Qmax4、控制阀流量特性的选择流量特性选择就是要选择合适的阀的流量特性以补偿广义对象中其它环节的非线性控制系统稳定运行准则：(当f或x变化时)静态稳定运行的条件：控制系统各开环增益之积基本恒定动态稳定运行的条件：控制系统总开环传递函数的模基本恒定目的：通过控制阀调节机构的增益(Kv)来补偿因对象增益(Ko)变化而造成开环总增益变化的影响。即用Kv的变化补偿Ko的变化，使K开=KcKvKmKo基本恒定。意义：通过阀门非线性来弥补广义对象上其它环节的非线性选择控制阀工作流量特性的目的及意义：讨论时：假设Kc（或）、Kv及Km不随负荷或设定而变化当对象增益Kp随负荷或设定变化时，通过选择合适的控制阀流量特性，使控制阀增益Kv与Kp之积保持基本不变。控制阀工作特性的选择原则及注意事项：注意事项：(1)系统常受到多种f的影响，故应抓住主要矛盾，即对系统有主要影响的f，并据此选择控制阀工作流量特性。(2)考虑对象特性时，应从整个工作范围考虑，而不能仅局限在工作点附近，因在工作点附近的特性通常可近似为线性，从而不能获得正确的分析结果。(3)流量特性的选择是用于补偿广义被控对象的非线性特性，但有时对象的非线性并不能够用阀的流量特性来补偿。例如，pH控制系统。调节阀流量特性选择的原则：保证广义对象是线性的意义：通过阀门非线性来弥补广义对象上其它环节的非线性广义对象线性化：广义对象的特性曲线对象（包括变送器）的特性曲线执行器的特性曲线当工况变化，如：负荷变化、阀前后压力变化或x变化时，广义对象的特性基本不变，整定后的PID参数在经常遇到的工作区域内都适应，以保证控制品质从控制阀的工作特性选择控制阀的理想特性：压降比SS>0.60.3<S<0.6S<0.3所需工作流量特性线性等百分比快开线性等百分比快开宜用低S控制阀应选理想流量特性线性等百分比快开等百分比等百分比线性∵调节阀在出厂时其流量特性都是理想流量特性，故选择阀工作流体特性后应依据y类型、对象特性、压降比S的影响等来确定阀的理想流量特性，如下表所示：4、流量特性的选择：调节阀流量特性选择就是要选择合适的阀的流量特性来补偿广义对象中其它环节的非线性即：由对象特性选工作特性推理想特性查厂家手册例：简单控制系统闭环系统的特征方程：该系统的幅值裕度：稳定性指标系统存在非线性希望kg不变注而我们希望当工作点改变时Kc不变，则需保证：从上式可知：Kv可补偿Kp、Km、Gp(jw)、Gm(jw)的变化（1）工作流量特性的选择增益KpKm=dY/dQ

即不同点曲线斜率由前面分析知，调节阀流量特性的选择就是要保证KpKmKv恒定若工作点变化则KpKm变，也即斜率变化（KpKm增/减Kv降/增，以保证三者乘积恒定），分几种情况说明：例1：换热器稳态特性：G生产负荷出口温度y=T与操纵变量Q之间关系曲线◆当小扰动情况下，始终在A点附近，KpKm=dY/dQ基本不变，选线性阀；◆设定值变动时，工作点由A变为B或C，KpKm随Q增加而减少，选对数阀；◆定值系统，负荷G发生变化，工作点由A移向D，此时Q↑，dY/dQ↓，应采用对数阀◆定值系统，阀前后压力变化时，影响阀的Qmax，从而影响Q-T曲线

对线性阀与Qmax有关对对数阀与Qmax无关例2流量调节回路中调节阀流量特性的选择（2）理想流量特性

注根据工作流量特性来选择合适的理想流量特性，选择原则是：◆S>0.6特性曲线畸变不严重，工作特性是什么，理想特性就选什么◆S<0.6特性曲线畸变严重，选择如下：◆加开方器:测量变送环节就是线性的选线性阀◆不加开方器：Y=P1-P2

显然，Km随Q增加而增大，希望选一个调节阀其增益应随Q增大而减小故选快开阀压降比SS>0.60.3<S<0.6S<0.3所需工作流量特性线性等百分比快开线性等百分比快开宜用低S控制阀应选理想流量特性线性等百分比快开等百分比等百分比线性（3）S值的选择S越小则流量特性畸变越严重，故希望S尽量大，但某些情况下S必须很低，如何消除低S值对流量特性的影响：工艺情况决定的，工艺能够分给该阀门的压降就这么大，不能在高了，故S必须很低或其它情况导致的S值必须很低◆改变阀芯的型面，即改变阀的理想流量特性；◆采用串级控制系统的形式；（即再构成一个流量副回路，将调节阀包含在副回路中，从而减少阀门流量特性畸变对整个控制系统的影响，从控制系统结构上）◆分析工作点的变动情况（随工作点改变，对象非线性并不明显的话，即使阀流量特性畸变严重，对整个控制系统的控制品质的影响较也是可以忽略的）（4）调节阀的动态特性尤其气动阀动态响应比较长控制阀+气动管线=一阶纯滞后来近似5、控制阀口径大小的选择

内容多(控制装置中详细介绍)从控制角度看：口径过大：口径过小：控制阀口径大小直接决定控制介质流过它的能力.选择是否合适将直接影响控制效果调节阀选择是否要求必须管径一致？？控制阀将经常处于小开度工作,流体对阀芯、阀座的冲击力大，也会引起阀的流量特性发生畸变,控制性能也会变差，甚至引起控制阀失灵，而且浪费设备投资（一般来说，价格与口径成正比，口径过大造成浪费）。流过控制阀的介质达不到所需最大流量，在大的干扰下，阀全开仍不能满足要求，系统会因介质流量不足而失控。另外，在正常情况下都在大开度下工作,阀的特性也不好；控制阀口径选得过小也不适应生产发展的需要,一旦需要设备增加负荷时,控制阀原有口径太小就不够用,因此,控制阀口径的选择应留有一定的余量.控制阀口径的大小,通过计算控制阀流通能力Kv的大小来决定正常工况下要求控制阀开度处于15～85%之间（1）流量系数：Kv阀前后差压为100kPa,流体密度为1g/cm3(5～40℃的水)的条件下，调节阀全开时，每小时通过阀门的流体量（m3）如：Kv=32的调节阀,表示当阀全开、阀前后差压为100kPa时,5～40℃的水流过阀的流量为32m3/h

Kv值的大小表示调节阀的流通能力,也就是调节阀的容量根据调节阀流量系数Kv的计算，就可以确定选择调节阀的口径。选择调节阀口径的步骤：（2）选择调节阀口径的步骤：①确定计算流量

依据现有的生产能力、设备负荷即介质状况决定最大计算流量Qmax②确定计算差压依据所选择的流量特性及系统特性选定S值，再计算差压③计算流量系数依据流量系数计算公式求取最大流量系数Kvmax④选取流量系数

在所选产品型号的标准系列中，选取大于或最接近Kvmax值的那一档⑤验算调节阀开度一般要求：Qmax时的开度≤90%，Qmin≥10%⑥验算调节阀实际可调比⑦确定调节阀口径依据Kv确定阀的公称直径和阀座直径说明：当阀门口径与管道口径不一致时，要加变径（此时需要对流量系数进行修正，有相应的公式，自行查阅）/Article/view.asp?id=639

调节阀信息网参考书：调节阀计算选型使用明赐东编著（公共邮箱有扫描版）调节阀选型软件解：①确定计算流量②确定计算压差③计算流量系数Kmax④选取流量系数KV例：在某系统中，拟选择一台直线流量特性的直通双座阀，根据工艺要求，最大流量为Qmax=100m3/h,最小流量为Qmin=30m3/h,阀前压力P1=800kPa,最小压差为△Pmin=60kPa,最大压差△Pmax=500kPa.被调介质是水，水温为18℃，安装时初定管道直径为125mm，阀阻比S=0.5，问应选择多大的阀门口径？本题已给出最大流量为Qmax=100m3/h和最小流量为Qmin=30m3/h,按计算流量的，确定原则就选这两个值。题设已给出最小压差为△Pmin=60kPa依据Kv=129,查直通双座阀产品得相应的流量系数为：

Kv=160(圆整值)，初选DN=100mm⑤验算调节阀开度⑥验算调节阀实际可调比又工艺要求的可调比为：结论：所选择的VN双座阀DN100(Kv=160)是适用的6、阀门定位器选择

(阀前后△P实现执行器的准确定位)

意义：用来消除阀门的滞环非线性如图“回差”注意：阀门定位器并不是在所有的控制系统中都适用，应根据情况而定，若对象的时间常数很小，阀的时间常数有可能成为最大时间常数时，这样的系统就不宜安装定位器阀门定位器有气动阀门定位器和电—气阀门定位器两种，后者还兼有电—气转换功能。其工作原理：参考“控制装置”阀门定位器的功能：定位功能：在干摩擦较大的情况下，大大减小回差；在高压差下，减少不平衡力对阀杆位移的影响；在阀杆移动具有较大阻力时，时阀门良好工作；利用不同的反馈凸轮来产生不同的非线性来改变阀原有流量特性；改变启动作用范围，可用于分程控制；改变启动传输管线与阀的动态特性。7、执行器的安装与维护★最好正立垂直安装于水平管道上，且在前后有不小于10D（D为管道直径）的直管段；★尽量靠近地面或楼板的地方，在其上、下方应留有足够的间隙★阀体上的箭头方向与管道流体流动方向应相同，若阀的口径与管道的管径不同时，应加渐缩管或扩大管来连接；为防止执行机构的薄膜老化，尽量远离高温、振动、有毒、及腐蚀严重的场地；★当生产现场有检测仪表时，应尽量与其靠近，以利于调整；另外要注意工艺过程对控制阀位置的要求。为了安全起见，控制阀应加旁通管路，并装有切断阀及旁路阀。以便在控制阀发生故障或维修时，通过旁路使生产过程继续进行。旁路阀安装有如下几种形式：执行器应安装在便于调整、检查和拆卸的地方。在保证安全生产的同时也应该考虑节约投资、整齐美观。介绍一些安装的原则:a、执行器的安装★旁路组合的形式较多，现举常用的四种方案如图所示:(a)是过去习惯采用的方案，旁路可以自动放空，但由于两个切断阀与控制阀在一根管线上，难于拆卸、安装，且所占空间大。(b)这种方案比较好，布置紧凑，占地面积小，便于拆卸。(c)这种形式也比较好，便于拆卸，但占地面积比(b)大一些。(d)这种方案只适用于小口径控制阀，否则执行器安装位置高，拆装不便。为何要安装截止阀和旁路阀？b、执行器的维护

执行器的正常工作与维护检修有很大关系。日常维护工作主要是观察阀的工作状态，使填料密封部分保持良好的润滑状态。定期检修能够及时发现问题并更换零件。维护检修时重点检查的部位是：（1）阀体内壁：对于控制阀使用在高压差和腐蚀性的场合，阀体内壁、隔膜阀的隔膜经常受到介质的冲击和腐蚀，必须重点检查耐压、耐腐蚀的情况。

（2）阀座：控制阀在工作时，因介质渗入，固定阀座用的螺丝内表面易受腐蚀而使阀座松弛，检查时应予以注意。

（3）阀芯：阀芯是控制阀工作时的活动部分，受介质的冲击最为严重。检查时要认真检查阀芯各部分是否腐蚀、磨损，特别是在高差压的情况下阀芯因汽蚀现象而磨损，更应予以注意。阀芯损坏严重时应进行更换，另外还应注意阀杆是否有类似现象，或与阀芯连接松动等。

（4）膜片和“O”型密封圈：检查执行机构的膜片和“O”型密封圈是否有老化或断裂损坏情况。

（5）密封填料：检查聚四氟乙烯填料是否老化，检查配合面是否损坏

§4.2.5控制规律及控制器作用方向的选择测量变送：y一定变送器就选定了，其特性比较简单，一般也是不可以改变的对象：控制系统中仪表选型确定后，对象特性是固定的不好改变执行器及阀门定位器：有一定程度的调整，但灵活性不大控制器：P、I、D参数及组合是可以调整的实质上正是利用控制器中不同的P、I、D参数值来使得整个系统的性能能够达到我们的最终要求。系统设置控制器的目的也是通过控制器改变整个控制系统的动态特性，以达到控制的目的。取决于u大小和方向如何？1、控制规律选择的原则1）广义对象控制通道T或容量滞后较大，引入D调节；工艺容许有静差时，选用PD调节；工艺要求无静差时，选用PID调节2）控制通道T小、负荷变化不大且要求允许有静差，选用P调节控制通道T较小、负荷变化不大，工艺要求无静差，选PI调节3）控制通道T很大且纯较大、负荷变化剧烈，简单控制系统难以满足工艺要求，应采用复杂控制系统或其他控制方案。4）若广义过程的传递函数具有以下形式：①τo/To<0.2，选用P或PI调节规律；②0.2<τo/To<1.0，选用PD或PID调节规律；③τo/To>1.0，简单控制系统一般难以满足要求，需要采用他控制方式。各环节增益(K)的正负：可由稳态条件下该环节的输出增量与输入增量之比（△y/△x）来确定即：若环节的输入增加，输出增加则该环节的增益为正（K>0）若环节的输入增加，输出减小则该环节的增益为负（K<0）控制器的正反作用和增益：注意正作用调节器的增益：负（kc<0）反作用调节器的增益：正（kc>0）例：测量变送环节的增益：一般是正(km>0),不予考虑对象正/反作用及增益：正作用(ko>0)，反作用(ko<0)，执行器正/反作用及增益：气开式（正）kv>0

气关式（反）kv<02、控制器正、反作用的选择控制器正/反作用选择的基本原则：

保证整个控制系统形成负反馈其准则是：系统的开环总增益（各组成环节的增益之积）为正控制器正反作用判断方法有两种：逻辑推理法和直接判断法方法一、逻辑推理方法

假定y增大，依据对象、阀特性反向推理来确定控制器输出上图表示了单回路控制中正反作用选择的推理过程前提：安全角度确定阀的正反作用形式，以便确定走哪条路径说明：Ⅰ-Ⅱ取决于对象的静态特性

Ⅱ-Ⅲ取决于阀的静态特性例：加热炉出口温度控制系统假定测量信号y增大要求操作变量增大要求操作变量减小要求阀上信号增大要求阀上信号减小要求控制器输出增大要求控制器输出减小ⅠⅡⅢⅣ正作用反作用②①③④例：加热炉温度控制系统

——逻辑推理判别燃料气TCA、加热炉出口温度控制系统工艺要求：炉温不能太高TT物料x②仅看控制器的输入（y）和输出（u）：Ⅰ假定y=T↑

→

Ⅱ要求q=Q燃料↓即阀开度减小→

Ⅲ∵阀正作用，若使开度减小，则要求阀的输入信号也↓→

Ⅳ

阀的输入信号就是控制器的输出信号u，∴控制器输出u↓对控制器而言：

输入y=T↑而输出u

↓,故反作用（Kc:+

）①先看执行器正反作用：

工艺安全角度考虑当信号中断时阀应全关，故选

气开阀

（正作用）Kv:+验证：满足KcKvKoKm>0条件正作用

Kv>0正作用

Kp>0反作用

Kc>0①根据生产工艺安全等原则确定调节阀的开、关形式②按被控过程特性，确定其正、反作用③根据原理或负反馈原则来确定调节器的正、反作用形式记作：正作用：+反作用：-运算规律：

正作用×反作用=反作用正/反作用×正/反作用=正作用(同号)为构成负反馈系统（要求闭环回路上各环节的增益乘积>0）必须有奇数个反作用，即奇数个“-”例：方法二:直接判断法例：加热炉温度控制系统——直接判断法

B、液位控制系统工艺要求：不能被抽干以防物料流失燃料气TCA、加热炉出口温度控制系统工艺要求：炉温不能太高TT物料x①先看执行器正反作用：工艺安全角度考虑图A当信号中断时阀应全关，故选气开阀（正作用）Kv:+③依据“奇数个反作用”原则②再看对象正反作用：q=Q燃时，y=T也,故对象正作用Ko:+控制器：

反作用（Kc:+

）显然，满足KcKvKoKm>0的要求§4.3控制器参数整定概念：确定调节器的比例度δ、积分时间TI和微分时间TD其实质是通过改变调节器的参数，以改变系统的动态和静态指标，使系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求，争取最佳控制效果。控制器的参数整定的若干原则：控制器的参数整定的若干原则：Ko大则Kc小；

Ko小，则Kc大，为保持闭环稳定性则开环增益KoKc不变2、若已知滞后时间，则Ti取2,Td取0.53、在P、I、D中，P为最基本的，先P，后Ti,再Td作用4、I作用消除误差，但响应速度变慢，稳定性变差，引入I之后，

Kc应适当减小，Ti=2或Ti=（0.5～1）Tp（Tp:工作周期）5、D作用主要用在y=T或成分A的控制系统中(存在较大容量滞后，系统响应速度较慢，而D作用具有“超前”作用提高系统性能)，一般取Td=(0.25—0.5)Ti.引入D后稳定性↑，故Kc可适当增加6、在含有高频噪音时，不宜用D作用（D作用对高频噪声有放大作用）7、随动系统的控制品质要求衰减比为10：1

定值系统的控制品质要求衰减比为4：1（工程上常作为一个衡量标准来定性地考虑控制系统能否达到控制要求）1、在广义对象传函：对数频率特性法

根轨迹法理论计算整定方法经验法

衰减曲线法

临界比例度法响应曲线法工程整定法需要知道数学模型不需要事先知道过程的数学模型，可直接在系统中进行现场整定，比较简单（广泛使用）自整定法：对运行中的系统进行整定方法有：控制器参数整定方法有：1、经验整定法（经验试凑法）按照工程人员长期从事过程控制的经验来调整控制器参数按典型的受控对象类型来进行整定的(针对典型的过程特性而言)不需计算和实验，根据经验,（如表1）先确定一组控制器参数并将系统投运，然后人为加入干扰（改变x）观察过渡过程曲线，根据各种控制作用对过渡过程的不同影响来改变相应的控制参数值，进行反复凑试，直到获得满意的控制质量为止。按表1参数来整定会提高参数整定的速度和效果20～80纯P控制一般允许上下波动比例度要大液位0.4～330～70液体压力：调节近似流量调节蒸汽压力：调节近似温度调节对象容量滞后不算大,一般不加D压力0.5～33～1020～60PID存在传递滞后和较大T

故需加D作用Ti要长温度0.3～140～100PI往往需精确控制Ti要短流量TD（min）TI（min）(%)规律的选择被控变量表1控制器参数经验数据d整定步骤：①纯P调节（令Ti=，Td＝0）下调出4：1衰减振荡②若需消除余差，引入I作用，则Kp适当减少（约减少10%左右）

或增大纯比例时的1.2倍③若需加入D作用：允许适当减少和Ti经验法整定时，如何确定整定的参数是否合适？？如何调整当前参数使得它接近我所期望的控制系统的性能？？这就需对不同参数Kp、Ti及Td对控制系统品质影响要清楚了解不同参数对过渡过程曲线的影响：（1）比例度过小、Ti过小及Td过大所引起的振荡的区别a积分时间过小（周期较长）b比例度过小（周期较短）c微分时间过大（周期最短）经验整定法适用于各种控制系统，特别适用对象干扰频繁、过渡过程曲线不规则的控制系统。但是，使用此法主要凭经验，对于缺乏经验的操作人员来说，整定所花费的时间较多（2）比例度过大、Ti过大都会引起y偏离给定值x，二者区别：首先根据表1固定Ti和Td，通常取Td=(1/3～1/4)Ti

，再反复凑试若开始时和设置得不合适，则有可能得不到要求的理想曲线。这时应适当调整和再重新凑试，使曲线最终符合控制要求。经验整定法二：a:比例度过大（曲线波动较剧烈、不规则地较大地偏离给定值，波浪式起伏）b:积分时间过大（曲线通过非周期的不正常路径，慢慢低回复到给定值）2、临界比例度法--闭环整定方法将PID置纯P作用（即TI=∞，TD=0）置为较大数值,系统投闭环系统稳定后，施加一阶跃输入；减小，直到出现等幅振荡为止

记录临界比例带K和等幅振荡周期TK。采用下表的经验公式计算控制器各参数③按先P，后I，最后D的操作程序，将控制器整定参数调到计算值上；观察其运行曲线，作进一步做微调。采用这种方法注意：受限制（1）工艺上允许y承受等幅震荡的波动，系统要能够产生等幅震荡（否则等幅震荡对正常工作影响较大时，此法不能使用）（2）当<k时，发散震荡，但由于此时阀卡能全开或全关，故y的振幅仍时有限的，与等幅震荡不好区分（阀本身就有限幅能力）（3）D作用对纯滞后不起作用，大纯滞后时，Td小写，比例度大些3、衰减曲线法--闭环整定方法

纯P控制下（投闭环）↓，直到系统出现衰减振荡为止对定值系统，取4:1，记录比例度s，衰减振荡周期Ts

对随动系统，取10:1，测出比例度s

，上升时间Tr。

Tr：响应从终值的10%上升到90%所需的时间根据s,TS

,Tr，采用下表中的经验公式，计算控制器各参数。步骤如下：①～④n=4:1n=10:1按先P，后I，最后D的操作程序，将控制器整定参数调到计算值上；观察其运行曲线，作进一步微调。注意：总原则是：所加f不能对生产工况产生过大的影响(1)所加干扰不能太大，一般取额定值的5%-10%，也有例外情况；(2)必须在工艺参数稳定情况下（y稳定一段时间后)才能施加干扰，否则得不到正确的比例度、Ti、Td；(3)对反应快的系统，较难得到4:l衰减振荡曲线，工程上，常认为曲线来回波动两次达到稳态值，就近似认为达到了4:1衰减振荡4、反应/响应曲线法--开环整定方法按广义对象的时间特性来整定参数（此法整定参数将更准确些）齐格勒（Ziegler）-尼科尔斯（Nichols）在1942年提出的操纵变量作阶跃变化步骤如下：在系统开环且稳态下，瞬间改变控制器的手操器，使其输出（i或u）产生阶跃变化△p（即在调节阀Gv(s)的输入端施加一个阶跃信号），记录下测量变送环节Gm(s)的输出响应曲线y(t)。

若二阶以上系统其反应曲线如图：③根据近似右表所示的经验公式计算控制器参数②根据阶跃响应曲线，得到广义对象的传递函数：0.5PIDPI--PTD/minTi/min

/%控制器参数控制器类型共性特性使用场合临界比例度法属于工程整定方法是通过试验获取某些特征参数，然后再按照工程经验公式计算控制器的整定参数都是闭环整定方法依赖系统在某种运行状况下的特征参数都控制器参数进行整定，不需要掌握被控过程的数学模不适用于生产过程中不能反复振荡试验、对比例调节是本质稳定的被控系统衰减曲线法做衰减比较大的试验时，衰减曲线法观测数据很难准确确定，不适用于过程变化快的系统反应曲线法开环整定方法，即通过系统开环试验得到被控过程的特征参数后，再对控制器参数进行整定所受试验条件的限制比较少，通用性强，适用性较广；抗干扰能力比前两种弱（∵闭环试验对干扰有较好的抑制作用，而开环试验对外界干扰的抑制能力较差）三种常用工程整定方法的比较：PID控制器的参数自整定(补充)上面几节,讨论了控制器参数的理论计算法及PID控制器参数的人工整定法.它们的共同特点是参数一旦确定在投入运行的过程中,参数就不可改变,要改变就得重新设定.目前,在工业过程控制系统中,90%以上的控制回路采用PID控制.∵PID控制规律接近于人工控制的经验方法,且整定参数时以时域指标为依据,较为直观.而对于使用PID控制的系统,PID参数整定的优劣对控制效果至关重要.但在实际应用中,由于对象的非线性和系统工作点的变化或对象本身特性发生变化，原整定好的参数也会起不到应有的效果,而需重新整定.因此,参数整定方法的研究是PID控制中重要的内容之一.理想方法：使PID参数自动随运行工况的变化而自行调整到最佳值使控制效果始终良好.对于一般常见的过程，只要选好控制规律，将自整定控制器投入运行，则该控制器就会根据实际情况自动整定参数整定过程即迅速又较平稳，能保证过程控制质量。PID参数自整定的方法多种,如：自学改进型临界比例度法(继电限幅自整定法)、迭代自整定控制算法等§4.4控制系统的投运和维护控制系统投运：是指当控制系统在设计施工完成之后，将控制系统从手动状态调到自动状态的过程。它是生产过程实现自动控制的最后一个环节，自动装置建成或改建完成，或完成全面检修，都是要进行控制系统的投运。1、投运步骤：①详细理解工艺，对投运过程中能出现的问题应有相应的解决措施（工艺流程、设备功能、控制要求、各工艺参数间的关系、工艺介质性质等）

②投运前检测元件/变送器、控制器、显示仪表、控制阀必须作全面细致的检查和校验，以保证精度及安全可靠；◆各种仪表的接线管、引压导管及隔离液等的检查；◆控制器正反作用设定、内外给定值设定等；◆控制阀能否正确工作、旁路阀及上下游截止阀等2、系统的维护系统投运后，日常维护极为重要◆定期检查自控设备，特别时阀门、测量变送环节，应经常检查调校，发现问题及时解决，避免控制失灵；◆发生故障后的检查处理。当检测系统发生越线报警信号时

（何种原因引起？如热电偶断线）当仪表显示值时常时当控制器输出失常时仪表维护有相关规范，自行查阅③联动实验（对整个控制系统，在测量端加信号看阀能否动作）；④检测系统首先投入运行；（较简单，送电即可）⑤阀门手动遥控，以达到正常工作下的开度；⑥检测控制器的正反作用及设定PID参数，按无扰动切换的原则将控制器由手动切换到自动。手动切换自动时，阀上信号不会突变§4.5单回路控制系统工程设计实例

课前思考并设计：例2、喷雾式干燥设备控制系统设计作为作业上交工艺过程：q1q储槽例1、储槽液位控制系统设计§4.5单回路控制系统工程设计实例

在工业生产过程中，如图所示的液体储槽，如进料罐，成品罐，中间缓冲容器，水箱等设备应用十分普遍，为了保证生产正常进行，物料进出均需平衡，以保证过程的物料平衡。因此，工艺要求储槽内的液位需维持在某给定值上下，或在某一小范围内变化，并保证物料不产生溢出。根据工艺可知，储槽的液位要求维持在某给定值上下，故可直接选取液位为被控参数（直接参数）即：y=L储槽液位控制系统设计——选择被控参数yqoqi选q=qiLTLC影响y=L因素有：LCqoqi选q=qoLT储槽液位控制系统设计——选择控制参数qqi

、qo、Pi

、Po、大气压等等其中：qi

和qo对L影响都较大选用仪表：常选用DDZ-III型差压变送器测液位、气动薄膜控制阀工艺要求：保证物料量不溢出，调节阀应选择何种形式：流量特性选择：依据对象及测量环节特性来选择对数流量特性储槽液位控制系统设计——

选择调节阀（正/反作用、流量特性）qoqi调流入量qiLTLC气开式LCqoqi调流出量qoLT气关式控制规律选择：若储槽是为了起缓冲作用而控制液位的，则对液位控制要求不太高，调节器采