2.2-均匀控制系统

2.2均匀控制系统目录均匀控制系统的由来和目的2.2.1均匀控制的特点2.2.2均匀控制方案2.2.3均匀控制系统的理论分析2.2.42.2.1均匀控制系统的由来和目的

石油化工生产过程是一个连续生产过程，随着生产的进一步强化，使得前后生产过程的关系更加紧密了，往往出现前一设备的出料直接作为后一设备的进料，而后者的出料又连续输送给其他设备作进料。现以连续精馏的多塔分离过程为例，如图2.2-1所示。2.2.1均匀控制系统的由来和目的

图2.2-1前后精馏塔的供求关系2.2.1均匀控制系统的由来和目的

出现的问题：甲塔的液位控制系统

与乙塔进料流量控制系统相耦合。

（a）液位定值控制

（b）流量定值控制

2.2.1均匀控制系统的由来和目的

解决问题的方法：

1.加中间储槽

2.设置均匀调节系统

3.采用解耦控制系统工艺改革解耦示意图2.2.1均匀控制系统的由来和目的

解决问题的方法：

2.设置均匀调节系统（b)均匀控制系统图(a)均匀控制曲线2.2.1均匀控制系统的由来和目的

解决问题的方法：

3.采用解耦控制系统解耦控制系统方框图2.2.1均匀控制系统的由来和目的

均匀控制系统均匀控制输出曲线图2.2.2均匀控制系统特点1表征前后供求矛盾的两个变量都应该是变化的，且变化缓慢，保持在所允许的范围内。23均匀控制特点控制方案的结构形式没有变化，只是控制目的不同（如简单均匀外形类似单回路）。控制系统的参数整定不同：2.2.3均匀控制方案1.简单均匀控制系统（如图所示）特点：方案结构简单，但他对于克服阀前后压力变化的影响及液位贮罐自衡作用的影响效果较差。简单均匀控制系统适用于：进料量为主干扰，流量波动大，自衡能力弱的对象。（自衡能力弱指：当流量变化很激烈，而液位变化很小）2.2.3均匀控制方案2.串级均匀控制系统特点：串级均匀控制系统所用的仪表较多，适用于控制阀前后压力干扰和自衡作用较显著而且对流量的平稳要求又高的场合。2.2.3均匀控制方案3.双冲量均匀控制系统（a）原理图（b）方块图

双冲量均匀控制是以液位和流量两信号之差（或和）为被控变量来达到均匀控制目的的系统。2.2.4均匀控制系统的理论分析

（一）采用比例调节规律==（a）原理图（b）方块图2.2.4均匀控制系统的理论分析在一般情况下的简单均匀控制，建议采用纯比例控制，这是因为：①纯比例控制仪表投资可减少，可以用变送器代替100%调节器。②从求得的传递函数可以看出液位与流量具有很好的同步性（如图所示）。由于同步性，输出流量的变化总比输入流量变化幅度小，静态增益始终比1小，并且输入频率越高，输出液位与流量的同步特性图2.2.4均匀控制系统的理论分析变化越小（缓冲的好），具有低频通过，高频滤掉特性。③由于输出变化小（在流速恒定下）通过流出管道的最大流量减小，因此下一部分的管道与阀门的尺寸都可以缩小。对操作工人，输出参数变化缓慢，心理上有好处。④调节器参数很容易整定，因为余差所以越大，余差越小；流出量变化越大。同时时间常数越小，变化也越大。⑤变化不会引起振荡(因为只有一个极点)，比例度一般取等于100%，这意味着液位变送器达到上限值时，调节阀全开；液位变送器达到上限值时，调节阀全开。

2.2.4均匀控制系统的理论分析（1）均匀控制因为不同步,输出流量会超越输入流量，因为下图的①与②面积要相等，要恢复液位无差，输出流量值必须超越，因此流量与液位不能同步。（二）采用比例积分调节规律比例积分控制流量与液位变化图2.2.4均匀控制系统的理论分析（2)参数整定困难（控制系统结构如图所示）设图中各环节的传递函数为：特征方程为：2.2.4均匀控制系统的理论分析即

令比较标准二阶系统：=02.2.4均匀控制系统的理论分析结论：①从式可看出：*越大，自然振荡频率越高；

*越大，越低。2.2.4均匀控制系统的理论分析结论：②从式可看出：*越大，越大，系统越稳定（即周期长，回复时间长，变化平稳）；*对于的影响不是单调的，要用求极值的方法来判断。2.2.4均匀控制系统的理论分析用求极值法进行分析：

这里：则解此方程取，当>1则

>0；当<1

，〈0

为极小值。2.2.4均匀控制系统的理论分析结论：