仪表及控制系统联调联校方案优质资料

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中海油气（泰州）石化一体化项目仪表及控制系统联调联校方案优质资料(可以直接使用，可编辑优质资料，欢迎下载）运行一部5000Nm/h制氢装置、170万吨/年加氢精制装置仪表及控制系统联调联校方案编制：王之忠审批：董维光、张凤滨2021年5月12日概述方案编制目的为了促进中海油气（泰州）石化一体化5000Nm/h制氢装置、170万吨/年加氢精制装置仪表回路联校工作高效、有序的进行，特编制该仪表回路联校专项施工方案。1.2方案编制依据GB50093-2021自动化仪表工程施工及质量验收规范SH/T3551-2021石油化工仪表工程施工质量验收规范SH3521-2021石油化工仪表工程施工技术规程1.3回路调试工作进行需具备的条件控制系统由工程部、运行部组织，由系统厂商进行上电检查后上电运行进入稳定状态控制系统的硬件、软件组态已全部完成并已进行下装各装置需协调至少提供DCS、SIS、CCS操作站各一台，并配备具有调试所需要操作权限的工艺、仪表人员仪表风系统正常投用，进入稳定运行状态（调节阀、气动切断阀调试的必要条件）回路调试记录要求在回路调试过程中，采用纸质版回路调试记录与电子版回路调试清单（EXCEL表格）相结合的办法进行管理。具有业主、监理单位、施工队签字在调试工作进行时实时记录的纸质版原始回路调试记录侧重于起调试工作基础依据的作用；电子版回路调试清单侧重于确定回路调试点位总量的完整性、进行数据分析统计、进度分析及问题追踪的作用。纸质版回路联校记录与电子版回路联校清单应做到数据的同一性（仅仅排序不同），并可以依据调试时间为线索实现快速互查。回路调试记录管理具体实施方法如下在回路调试工作开始之前，需结合所有接线图及I/O索引等资料编制一份电子版回路联校点位清单。在回路调试工作进行时，控制室内调试人员应对已完成的回路调试做实时纸质版记录，记录要求字迹清晰，记录数据准确、完整。每页记录必须注明调试日期，手动编制页码，防治记录混乱与丢失。每当有新的纸质版调试记录生成后，控制室内调试人员须将纸质版回路调试记录以填空的方式输入电子版回路调试清单，输入时要确保数据的同一性。另外，控制室调试人员还须将现场调试人员反馈回来的问题输入相应回路条目，以便追踪并及时解决问题。每天对电子版回路调试清单进行数据分析工作，分析完成进度，未完成项目，存在需解决问题等，以便指导调试工作高效、有序地推进。回路调试人员要求参加回路调试人员必须熟悉相关设计文件、掌握回路调试具体方法、具有相关回路调试经验并在本施工方案的指导下进行。人员组织情况如下：现场调试人员分为4组，可在不同现场区域同时进行调试，每组配备施工单位调试人员2名，运行部（或茂化建仪表维保单位）应每组安排1名或1名以上生产准备人员跟随见证；控制室调试人员3组，配备施工单位调试人员3名，茂化建仪表运保单位调试人员3人，运行部应每组安排1名或1名以上生产准备人员跟随见证。运保中心仪表系统维护班安排1名系统维护人员全程参与整个仪表联调联校过程。回路调试工作要求监理单位参与过程见证，过程见证方法及人员安排情况由监理单位决定。DCS、CCS、SIS系统厂家至少配备一名专业工程师，全程参与配合整个调试过程。现场调试人员的主要职责是与控制室调试人员配合完成回路调试工作，记录调试过程中发现的各种问题并反馈给室内调试人员归集汇总进电子版回路清单。室内调试人员的主要职责是与现场调试人员配合完成回路调试工作，做好原始回路联校记录、输入电子版回路联校清单，记录现场调试人员反馈回来的问题归集汇总进电子版回路联校清单。回路调试工作界面与职责划分回路调试工作应划分为两个部分可相互独立的工作内容。其中，第一个部分调试内容主要是打通现场仪表点位经控制系统至操作站画面相应点位整条通路，确保其通路已可准确、稳定投入工作状态；第二部分调试内容主要是验证DCS控制系统各种控制方案控制功能及SIS系统的各种逻辑、联锁控制功能是否已满足设计要求并具备准确、稳定投入工作状态的能力。第一部分工作以施工单位为责任主体。但由于设计施工图纸只明确了从现场仪表点至机柜端子排，端子排之后至安全栅、系统I/O卡件等为厂家安装范围，故需厂家密切配合，在出现问题时配合解决。第二部分工作以控制系统厂商为责任主体，必要时施工单位予以配合。运行一部全面负责本次联调联试的组织协调工作，对整个联调联校工作的质量、进度等把关。茂化建仪表维保人员和运保中心系统维护人员协助运行一部仪表工程师开展工作，及时发现处理联调联校过程中出现的各类问题。各种回路类型的具体调试方法总体要求每个仪表点调试前必须先通过查线确认线路连接无误后，方可进行合闸上电进行调试。每个模拟量回路均应取满量程的0%、25%、50%、75%和100%依次进行上行、下行调试。存在报警设定值的回路，必须对各个报警值的动作情况逐个验证。每个仪表回路调试完成后必须做好准确、完整的原始调试记录（填入附录表格），并经业主、监理见证人签字确认。对于热电偶回路调试，现场调试人员需拆下补偿导线，将补偿导线接入FLUKE744过程热电偶输出档位，根据控制室调试人员提示，依次给出相应的温度值（实际是经过校验仪换算后的毫伏值）。热电偶调试完成必须接线恢复，并要求控制室调试人员确认热电偶显示正常（没有开路现象、温度显示正常）方可结束。对于支持HART协议的变送器，现场调试人员应采用支持HART协议的工具（475、FLUKE744等）与变送器进行通讯，按控制室调试人员提示使其输出相应的电流毫安值，每台变送器调试完成后，应通过HART工具使其从调试状态回复投用状态，并要求控制室调试人员确认操作站画面变送器显示正常方可结束。各种控制阀调试根据实际情况可能包括阀门执行机构行程调试、电磁阀调试、回讯开关（限位开关调试）。电磁阀调试时，由控制调试人员在操作站强制送出信号，现场调试人员观察电磁阀动作情况，并将结果反馈给控制室调试人员。回讯开关调试应与阀门行程调试同时进行，在执行机构到达极限位置是记录回讯开关的动作请况。调节阀行程调试时，由控制室调试人员将控制回路打到手动档位，并一次强制给出相应开度，现场调试人员观察调试行程实际动作情况并将试验结果反馈给控制室调试人员。调节阀行程调试过程中往往出现实际行程不准的情况，而各个厂家的定位器与执行机构往往差异较大，调试存在一点难度，故该调试环节需要调节阀厂商现场技术服务人员密切配合。各种干触电式的报警点调试时，现场调试人员可直接在现场进行短接，控制调试人员在操作站画面观察动作结果并记录。回路调试工具要求序号设备描述数量备注1对讲机6台施工单位提供2过程校验仪2台施工单位提供3万用表5台施工单位提供4475手操器2台施工单位提供5其他工具若干施工单位提供回路调试进度计划序号开始时间结束时间主要工作内容备注15月12日5月18日制氢、加氢精制加热炉区（第1、2区）变送器、热电偶、热电阻、流量计、液位计等仪表进行回路测试25月18日5月22日加氢精制反应区（第3区）变送器、热电偶、热电阻、流量计、液位计等仪表进行回路测试35月23日5月27日制氢、加氢精制压缩机区（第4区）变送器、热电偶、热电阻、流量计、液位计、机组轴振动、轴位移、转速等仪表进行回路测试45月27日5月28日再生压缩机区（第5区）和抽提罐区（第7区）的变送器、热电偶、热电阻、流量计、液位计、机组轴振动、轴位移、转速等仪表进行回路测试55月29日5月31日芳烃抽提、芳烃分离区（第8、9区）变送器、热电偶、热电阻、流量计、液位计等仪表进行回路测试66月1日6月3日管廊、泵区（第10、11区）变送器、热电偶、热电阻、流量计、液位计等仪表进行回路测试76月4日6月5日预处理分馏、重整分馏区（第12、13区）变送器、热电偶、热电阻、流量计、液位计等仪表进行回路测试86月6日6月10日重整、抽提全装置调节阀，以及电气变频信号进行联调联试，并对DCS、CCS控制系统各种控制方案控制功能进行测试调校96月11日6月15日重整、抽提全装置气动切断阀、电动阀以及电气联锁信号进行联调联试，并对SIS、CCS、DCS控制系统各种逻辑、联锁控制功能进行测试调校106月16日6月20日重整、抽提DCS系统与SIS、CCS、MCC、PLC系统RS485通讯进行联调联试，并对现场存在遗留问题进行销项处理人员安排计划小组名称施工单位维保单位系统维护班运行部工艺人员DCS厂家工程师SIS厂家工程师CCS厂家工程师监理工程师运行部仪表工程师室内调试小组11名1名1名1名1名1名1名1名1名室内调试小组21名1名1名室内调试小组31名1名1名现场调试小组11名1名现场调试小组21名1名现场调试小组31名1名技术服务需求计划序号技术服务内容设备厂家名称联系方式1氧化锆标定仕富梅2色谱分析仪标定西门子3甲烷分析仪标定仕富梅4气中水分析仪标定GE5氢分析仪标定艾默生6核料位计安装与标定伯托7汽轮机组特殊仪表调试杭汽8离心压缩机组特殊仪表调试沈鼓9往复式压缩机组特殊仪表调试强盛10气动切断阀、电动阀调试疑难问题上海一核、11隔剂、隔剂隔气阀调试疑难问题贵聪12调节阀调试疑难问题无锡智能、鞍山拜尔13可燃有毒气体检测仪标定北京中恒安14浮筒液位计标定丹东通博15雷达液位计标定艾默生16CV可调调节阀调试疑难问题梅索尼兰回路调试记录标准表格SY03-H021（工程名称）仪表回路联校记录单项工程名称：单项工程编号：单位工程名称单位工程编号序号回路号仪表位号量程（行程）实测值报警结果025%50%75%100%LLLHHH备注：建设单位监理单位总承包单位施工单位代表：年月日监理工程师：年月日专业工程师：年月日校验人：技术负责人：年月日SY03-H019（工程名称）报警、联锁系统试验记录（一）单项工程名称：单项工程编号：单位工程名称单位工程编号联锁回路名称参考图/逻辑图号确认复位调试结果说明：建设单位监理单位总承包单位施工单位代表：年月日监理工程师：年月日专业工程师：年月日校验人：技术负责人：年月日SY03-H（工程名称）报警、联锁系统试验记录（二）单项工程名称：单项工程编号：单位工程编号联锁回路名称参考图/逻辑图号序号仪表位号功能描述设定值动作值结果备注：建设单位监理单位总承包单位施工单位代表：年月日监理工程师：年月日专业工程师：年月日校验人：技术负责人：年月日过程控制系统与仪表第一章1过程控制系统主要任务：对生产过程中的有关参数（温度压力流量物位等）进行控制使其保持恒定或按一定规律变化在保证产品质量和生产安全的前提下使连续生产过程自动进行下去2特点：控制对象复杂控制要求多样检测方案丰富控制多属于慢过程控制定值控制是过程控制的一种主要形式过程控制系统由规范化的过程检测仪表组成过程控制分类方法1按设定值的形式不同划分定值控制系统随动控制系统过程控制系统2按系统地结构特点分反馈控制系统前馈控制系统前馈反馈复合控制系统稳态：对于定值控制当控制系统输入不变时整个系统若能达到一种平衡状态系统各个组成环节暂时不动作它们的输入输出信号都处于相对静止状态就是稳态动态：从外部扰动出现平衡状态遭到破坏自动控制装置开始动作到整个系统又建立新的稳态调节过程结束的这一段时间整个系统的各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中叫动态控制系统的过度过程：系统从原来的平衡状态经过动态过程达到新的平衡状态的动态历程稳定过渡过程：不稳定过渡过程系统的控制作用能否使被控参数回到原来的设定值用阶跃输入分析过渡过程外部扰动阶跃变化时被控参数响应曲线与设定阶跃变化时的特征是相同的通常采用设定值阶跃变化时被控参数响应的典型曲线来定义控制系统的单项性能指标主要有衰减比超调量与最大动态偏差静差调节时间震荡频率等第二章计算题会选择仪表精度思考与练习题2-3某压力表的测量范围为0～10MPa，精度等级为1.0级。试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为5MPa时，标准压力计上读数为5.08MPa，试问被校压力表在这一点上是否符合1级精度，为什么？解答：1）基本误差=最大绝对误差∆max＝0.01×10＝0.1MPa2）校验点为5MPa时的基本误差：0.8％<1％，所以符合1.0级表。2-4为什么测量仪表的测量范围要根据被测量的大小来选取选择一台量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题？2-5有两块直流电流表，它们的精度和量程分别为1)1.0级，0～250mA2）2.5级，0～75mA现要测量50mA的直流电流，从准确性、经济性考虑哪块表更合适？解答：分析它们的最大误差：1）∆max＝250×1％＝2.5mA；2）∆max＝75×2.5％＝1.875mA；选择2.5级，0～75mA的表。第三章控制仪表的作用：将被控变量的测量值与给定值相比较根据比较的结果（偏差）进行一定的数学运算并将运算结果以一定的信号形式送往执行器以实现对被控变量的自动控制比例控制：为实现适当控制控制器的输出应当根据偏差的大小连续变化使控制伐的开度也连续变化这样就有可能获得与对象复合相适应的操纵量从而使被控变量趋于稳定能够达到平衡此模式为连续控制比例控制为最基本的连续控制模式比例积分控制：当有偏差存在时输出的信号将随时间增大或减小当偏差为零时输出停止保持在某一值上所以积分控制组成的系统可以达到无余差比例微分控制：特点是能起到超前控制作用即按照偏差变化的速度控制能在偏差很小时提前增大控制作用微分控制必须和比例控制组合作用比例积分微分控制：特点是达到快速控制消除余差DDZ-3型PID运算电路组成输入电路给定电路PID运算电路自动与手动切换电路输出电路指示电路3-11结构框图DDZ-3调节器通过切换开关S1可以选择自动调节“A”软手动操作“M”硬手动操作“H”A.M切换A.H切换无扰M.H切换无扰第四章执行器作用执行器是自动控制的操作环节其作用是根据控制器送来的控制信号改变所操作介质的大小将被控量维持在要求的数值上气动调节伐的结构气动调节伐是由气压控制的阀门一般还配有辅助装置如阀门定位器提高阀门开度定位的准确性手轮机构当控制信号因故障中断时其可直接操纵控制伐维持正常生产气动调节伐结构与分类结构有1执行机构当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时阀杆向下移动的叫做正作用执行机构反之为反作用执行机构2调节机构阀芯在阀体内移动改变阀芯与阀座之间的流通面积介质流量也相应改变当阀杆下移阀芯与阀座流通面积减小的称为正作用式若阀芯倒装面积增大为反作用式调节伐的流量特性指流过阀门的流体相对流量和阀门的相对开度间的关系公式1阀门的固有流量特性在调节伐前后压差固定的情况下得出的流量特性其取决于阀芯的形状特性分为直线流量特性调节伐的相对流量与相对开度呈直线关系直线伐的放大系数在任何一点都是相同的但其对流量的控制每一点都是不同直线伐在流量小时流量变化相对直大流量大时相对值小阀门在小开度是控制作用强大开度时控制作用弱等百分比流量特性调节伐的放大系数随相对流量的增大而增大在不同的行程处流量变化的相对值都是相等的百分数在大小开度时控制能力不变快开特性开度小时流量变化迅速随开度增大流量很快达到最大值2调节伐的工作流量特性实际的工艺装置上调节伐由于和其他阀门设备管道串联阀门两端的压力随流量的变化而变化此时的特性叫工作流量特性阀组比S=表示存在管道阻力的情况下阀门全开时阀门前后的最小压差占总压力的比值S越小流量特性的变形程度越大一般不低于0.33调节伐气开式无压力信号时伐全开随着压力信号增大阀门逐渐减小的气动调节阀气关式无压力信号时全闭随着信号增大阀门逐渐开大的气动调节伐4调节伐口径的选择C=流通能力压差流体密度最大流量5使用电气转换器气动调节阀能运用于易燃易爆环境的优点还不能被电动调节阀取代为了使气动调节阀能接受电动调节器的输出信号必须使用电气转换器把调节器输出的标准电信号转化成20-100kpa的标准气压信号6阀门定位器气压推力受到的阻力还有阀体和阀杆处的填料对阀杆的摩擦力和阀门内流体对阀芯的作用力这些力大小不确定会影响执行机构与输入信号之间的定位关系使执行机构产出回环特性严重是造成调节系统震荡思考题与习题4-1气动调节伐主要由哪两部分组成各有什么作用解答：1）执行机构和调节机构。2）执行机构的作用：按调节器输出的控制信号，驱动调节机构动作；调节机构的作用：由阀芯在阀体内的移动，改变阀芯与阀座之间的流通面积，从而改变被控介质的流量。4-3为什么说双座伐产生的不平衡比单座阀小4-4什么叫调节伐的理想流量特性和工作流量特性常用的调节阀理想流量特性有哪些解答：1）理想流量特性：在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性称为固有流量特性，也叫理想流量特性。工作流量特性：在实际的工艺装置上，调节阀由于和其他阀门、设备、管道等串连使用，阀门两端的压差随流量变化而变化，这时的流量特性称为工作流量特性。2）常用理想流量特性：直线流量特性、等百分比（对数）流量特性、快开特性4-7什么是串联管道中的阀组比SS值的变化为什么使理想流量特性发生畸变解答：1）阀阻比：用阀阻比表示存在管道阻力的情况下，阀门全开时，阀门前后的最小压差占总压力po的比值。2）在S＜1时，由于串联管道阻力的影响，使阀门开大时流量达不到预期的值，也就是阀的可调范围变小。随着S值的减小，直线特性渐渐区于快开特性，等百分比特性渐渐趋近于直线特性。4-9如图所示蒸汽的加热器对物料进行加热为保证控制系统发生故障时加热器的耐热材料不被烧毁式确定蒸汽管道上的气开关形式4-10为什么合理选择调节阀的口径也就是合理确定调节阀的流通能力C很重要第五章1被控过程的数学模型描述被控过程在输入作用下其状态和输出的数学表达式2建立被控过程数学模型的方法1）机理法根据生产过程中实际发生变化的机理写出相关的平衡方程必须对生产过程的机理充分了解最大优点就是能在没有系统设备之前就能得到被控过程的数学模型2）测试法用测试法建模时可以在不十分清楚内部机理的情况下把被研究对象视为一个黑匣子完全通过外部特性来描述他的性能3单容过程建模求其传递函数画结构框图4自衡特性在扰动作用破坏平衡工况后被控过程在没有外部干预的情况下自动回复平衡的特性5容量滞后多容过程对于扰动的响应在时间上的延迟6纯滞后在生产过程中经常遇到除容量滞后外由传输延迟引起的滞后7怎样得到可靠的阶跃响应曲线合理的选择阶跃输入信号的幅度试验是被控过程应处于相对稳定工况要仔细记录阶跃曲线的起始部分多次测试消除非线性8为什么要用矩形脉冲法测定被控过程的阶跃响应曲线阶跃响应曲线直接测定法简单易行但是当扰动输入信号幅度较大较长时间存在时被控参数变化幅度可能超出允许范围而影响生产过程可能造成产品质量问题或者安全问题为了能够施加比较大的扰动幅度而又不至于严重干扰产生可用矩形脉冲输入代替阶跃输入测出被控过程的矩形脉冲响应曲线再根据此曲线求出阶跃响应曲线思考题与习题5-1什么是被控过程的数学模型解答：被控过程的数学模型是描述被控过程在输入（控制输入与扰动输入）作用下，其状态和输出（被控参数）变化的数学表达式。5-2建立被控过程的数学模型的目的是什么过程控制对数学模型有什么要求解答：1）目的：eq\o\ac(○,1)设计过程控制系统及整定控制参数；eq\o\ac(○,2)指导生产工艺及其设备的设计与操作；eq\o\ac(○,3)对被控过程进行仿真研究；eq\o\ac(○,4)培训运行操作人员；eq\o\ac(○,5)工业过程的故障检测与诊断。2）要求：总的原则一是尽量简单，二是正确可靠。阶次一般不高于三阶，大量采用具有纯滞后的一阶和二阶模型，最常用的是带纯滞后的一阶形式。5-3建立被控过些数学模型的方法有哪些各有什么要求和局限性5-4什么是流入量什么是流出量它们与控制系统的输入输出有什么区别和联系解答：1）流入量：把被控过程看作一个独立的隔离体，从外部流入被控过程的物质或能量流量称为流入量。流出量：从被控过程流出的物质或能量流量称为流出量。2）区别与联系：控制系统的输入量：控制变量和扰动变量。控制系统的输出变量：系统的被控参数。5-5机理法建模一般试用什么场合解答：P128对被控过程的工作机理非常熟悉，被控参数与控制变量的变化都与物质和能量的流动与转换有密切关系。5-6什么是自衡特性具有自衡特性的被控过程系统框图有什么特点解答：1）在扰动作用破坏其平衡工况后，被控过程在没有外部干预的情况下自动恢复平衡的特性，称为自衡特性。2）被控过程输出对扰动存在负反馈。5-7什么是单容过程多容过程解答：1）单容：只有一个储蓄容量。2）多容：有一个以上储蓄容量。5-8什么是过程的滞后特性滞后有哪几种产生的原因是什么解答：1）滞后特性：过程对于扰动的响应在时间上的滞后。2）容量滞后：多容过程对于扰动的响应在时间上的这种延迟被称为容量滞后。纯滞后：在生产过程中还经常遇到由（物料、能量、信号）传输延迟引起的纯滞后。5-9对如图所示的液位过程输入量为Q1流出量为Q2，Q3液位h为被控参数水箱截面为A并设R1，R2为线性液阻列出液位过程的微分方程组画出液位过程框图求出传递函数H(S)/Q1(S)并写出放大倍数K和时间常数T的表达式（1）（2）框图（3）5-10以Q1为输入h2为输出写出图5-10串联双容液位过程的微分方程组并求出传递函数H2(S)/Q1(S)1）方程组：2）传递函数：式中：第六章1单控系统指由一个测量单元及变送器一个控制器一个调节伐和一个被控过程组成的并只对一个被控参数进行控制的但闭环反馈控制系统特点结构简单投资少易于调整操作维护方便又能满足多数工业生产的控制要求应用广泛2工程控制系统方案要求安全性稳定性经济性3控制通道时间常数对品质的影响4被控参数的选择必须根据工艺要求深入分析生产过程找出对产品的产量和质量安全生活经济运行环境保护节能降耗等具有决定性作用能较好反映生产工艺变化的参数作为被控参数选择方法直接参数法选择能够直接反映生产过程产品产量与质量又易于测量的参数选择与质量指标有单值对应关系易于测量的变量作为参数间接反映产品质量与产量5控制变量的选择理论上讲所有允许控制的变量都可以作为控制变量但在单输入单输出SISO系统中只能有一个控制变量原则上在考虑生产过程特点和产品特点的情况下要从所有允许控制变量中尽可能的选择一个对被控参数影响显著控制性能好的输入变量作为控制变量当控制变量选定后其他所未被选中的变量均视为系统干扰6干扰通道的静态放大系数Kf越大外部扰动对被控参数的影响越大所以Kf越小越好7过程（通道）动态特性对控制品质的影响P179-1808控制变量选择的一般原则控制变量应是可控的即在工艺上允许调节的变量一般比其他干扰对被控参数的影响灵敏为了使干扰对被控参数的影响小应使干扰通道的放大系数Kf尽量小时间常数Tf尽量大被控过程存在多个时间常数在选择设备及控制参数时应尽量使时间常数错开使其中一个时间常数比其他时间常数大很多同时注意减小其他时间常数在选择控制变量时除了从提高品质的角度考虑外还要考虑工艺的合理性生产效率生产过程经济性9传感器变送器选择原则与注意事项传感器变送器测量范围与精度等级的选择尽可能选择时间常数小的传感器变送器合理选择检测点减小测量纯滞后测量信号的处理10调节阀的气开气关作用方式选择原则人身安全系统与设备安全原则保证产品质量原则减少原料和动力浪费的经济原则基于介质特点的工艺设备安全原则11调节器的正负作用的选择（重点）P186-18912积分调节与比例积分调节对系统控制质量的影响P189比例微分调节对系统控制品质的影响P191比例积分微分对系统控制品质的影响P19213调节规律的选择原则比例调节对象调节通道小负荷变化与外部扰动小工艺要求不高可选用比例调节积分调节没有静差动态偏差大调节时间长只能用于有自衡特性的简单对象比例积分调节既能消除静差又能较快动态响应多用于对一些调节通道容量滞后较小负荷变化不大的调节系统使用最多比例微分调节提高稳定性是系统比例系数增大加快调节过程减小动态偏差和静差在高频干扰频繁或存在周期性干扰的场合不使用微分调节比例积分微分调节综合各个调节优点但是对于对象滞后很大负荷变化剧烈频繁的被控过程采用PID达不到要求时应用串级控制前馈控制等复杂控制系统14调节器参数工程整定法稳定边界法衰减曲线法反应曲线法经验试湊法四个方法的特点方法P195思考题与习题6-1简单控制系统由几个环节组成解答：测量变送器、调节器、调节阀、被控过程四个环节组成。6-5选择被控参数应遵循那些基本原则什么是直接参数什么是间接参数两者区别解答：1）原则：必须根据工艺要求，深入分析、生产过程，找出对产品的产量和质量、生产安全、经济运行、环境保护、节能降耗等具有决定性作用，能较好反映生产工艺状态及变化的参数作为被控参数。2）直接参数：能直接反映生产过程中产品产量和质量，又易于测量的参数3）间接参数：与质量指标有单值对应关系、易于测量的变量，间接反映产品质量、生产过程的实际情况。4）两者关系：间接参数是直接参数的单值函数。6-6选择控制变量时为什么要分析被控过程的特性为什么希望控制通道放大系数K0要大时间常数T0小纯滞后越小越好而干扰通道的放大系数Kf尽可能小时间常数Tf尽可能大解答：1）控制变量和干扰变量对被控参数的影响都于过程的特性密切相关。2）控制通道的静态放大系数K0越大，系统的静态偏差越小，表明控制作用越灵敏，克服扰动的能力越强，控制效果越好。时间常数T0小，被控参数对控制变量的反应灵敏、控制及时，从而获得良好的控制品质。纯滞后0的存在会使系统的稳定性降低。0值越大，对系统的影响越大。3）扰动通道的静态放大系数Kf越小，表明外部扰动对被控参数的影响越小。时间常数Tf越大，外部干扰f（t）对被控参数y（t）的影响越小，系统的控制品质越好。6-7当被控过程存在多个时间常数时为什么尽量使时间常数错开由自控理论知识可知，开环传递函数中几个时间常数值错开，可提高系统的工作频率，减小过渡过程时间和最大偏差等，改善控制质量。6-8选择检测变送装置时要注意哪些问题怎么克服或减小纯滞后1）P184-1、2、3、42）合理选择检测点。6-9调节阀口径选择不当过大或过小带来什么问题正常情况下调节阀开度在什么范围解答：1）调节阀口径选得过大，阀门调节灵敏度低，工作特性差，甚至会产生振荡或调节失灵的情况。调节阀口径选得过小，当系统受到较大的扰动时，调节阀工作在全开或全关的饱和状态，使系统暂时处于失控工况，这对扰动偏差的消除不利。2）正常工况下要求调节阀的开度在15%-85%之间。6-10选择调节阀气开气关的首要原则是什么保证人身安全、系统与设备安全是调节阀开、关作用方式选择的首要原则。6-11调节器在正反作用方式的首要原则是什么确定原则是整个单回路构成负反馈系统。第七章7-5在串级控制系统中当主回路为定值（设定值）控制时，副回路也是定值控制吗？为什么？P212不是，副回路是随动控制。7-8在某生产过程中，通过加热炉对冷物料加热，根据工艺要求，需对热物料出口温度进行严格控制。对系统分析发现，主要扰动为燃料压力波动。故设计如图7-43所示的控制系统。要求：（1）画出控制系统框图；（2）为保证设备安全，炉温不能过高。确定调节阀的气开、气关形式。（3）确定两个调节器的正反作用。解答：（1）控制系统框图如图所示。（2）气开式。（3）副调节器：反作用；主调节器：反作用。7-9简述前馈控制的工作原理，与反馈控制相比，它有什么优点和局限？解答：1）当系统出现扰动时，立即将其测量出来，通过前馈控制器，根据扰动量的大小来改变控制量，以抵消扰动对被控参数的影响。P2212）优点：前馈控制器在扰动出现时立即进行控制，控制及时，对特定扰动引起的动、静态偏差控制比较有效。局限：P224—1）、2）7-10为什么一般不单独采用前馈控制方案？解答：由于前馈控制的局限性。7-14图7-44为一单回路水位控制系统。如果蒸气用量经常发生变化，为了改善控制质量，将单回路控制系统改为前馈-反馈复合控制系统，画出控制系统工艺流程图和框图，并对新增回路的功能进行简单说明。解答：1）控制系统工艺流程图如图所示。控制系统框图如图所示。2）新增回路功能说明：7-19物料比值与控制系统比值系数有何不同？怎样将物料比值转换成控制系统比值系数？解答：1）是工艺规定的流量比；是仪表信号之间的比例系数。2）用P234式（7-37）和P235式（7-38）进行转换。7-20单闭环比值控制系统的主、副流量之比是否恒定？总物料总=是否恒定？双闭环比值系统中与总的情况怎样？解答：1）恒定。2）不能恒定。3）都能恒定。7-22画出图7-45所示比值控制系统框图。该系统的总流量是否恒定？如果总流量不恒定，要作什么改动才能实现总流量恒定？解答：1）系统框图如图所示：图7-21a）。2）是单闭环比值控制系统，总流量不能恒定。3）采用双闭环比值控制系统，如图所示：图7-22。7-28在某化学反应器内