劳动出版社《过程控制技术》-B02-1727第5章 复杂过程控制系统
65页1、. 了解串级控制系统的组成和结构特点,掌握其设计原则和参数整定方法。 . 了解前馈控制系统。 . 了解其他复杂控制系统。 . 理解均匀控制系统的概念和特点,掌握其控制规律选择和参数整定原则和方法。 . 能进行比值控制系统比值系数的计算、方案设计和参数整定。,学习目标, 串级控制系统,一、串级控制系统的引入,二、串级控制系统的组成,三、串级控制系统副回路的性质,四、串级控制系统的工作原理,. 干扰作用于副对象 . 干扰作用于主对象 . 干扰同时作用于主、副对象 () 受干扰作用影响,主、副对象的变化方向相同 () 受干扰作用影响,主、副对象变化方向相反,五、串级控制系统的设计,. 主、副变量选择的原则 () 副参数的选择应使副回路的时间常数小,调节通道短,反应灵敏。 () 副回路应包含被控对象所受到的主要干扰。 . 主、副控制器控制规律的选择 () 主控制器 () 副控制器 . 主、副控制器正反作用的选择 控制器正反作用选择的顺序应该是先副后主。 当主对象为正作用单元时,主控制器应选反作用,反之亦然,主控制器的正反作用与控制阀的正反作用无关。,六、串级控制系统的整定,. 逐步逼近法 逐步
2、逼近法就是在主回路断开的情况下,求取副控制器的整定参数,然后将副控制器的参数设置在求取的数值上,使串级控制系统主回路闭合求取主控制器的整定参数,再将控制器的参数设置在所求的数值上,进行整定,求出第二次副控制器的整定参数值。 . 两步法 两步整定法是一种先整定副环,后整定主环的方法。 . 一步法 根据经验先将副控制器参数设定好,然后按照一般单回路系统的整定方法直接整定主控制器参数。, 比值控制系统,一、比值控制基本概念,把两种或两种以上的物料量自动地保持一定比例的控制系统,称为比值控制系统。,二、比值控制方案,. 定比值控制系统 () 开环比值控制系统,() 单闭环比值控制系统,() 双闭环比值控制系统,. 变比值控制系统,三、比值系数的计算,. 流量与测量信号之间呈线性关系,. 流量与测量信号之间呈非线性关系,四、比值控制方案的设计,. 主、副物料流量的确定 在设计比值控制系统时,需要先确定主、副物料流量。 . 控制方案的选择 在具体选用时应分析各种方案的特点,根据不同的生产工艺情况、负荷变化、扰动性质、控制要求等选择合适的比值控制方案。 . 控制器控制规律的确定 由不同的控制方案和控
3、制要求而定的。 . 流量计、变送器及其量程的选择 各种流量计都是有一定的使用范围的(一般正常流量选在满量程的70%左右)。,五、比值控制系统的参数整定,整定的步骤: () 进行比值系数计算及现场整定。 () 积分时间置于最大,由大到小调整比例度,直到找到系统处于振荡与不振荡的临界过程为止。 () 适当放宽比例度,一般放宽20% 左右,然后把积分时间慢慢减少,直到找到系统处于振荡与不振荡的临界过程或微振荡的过程为止。, 均匀控制系统,一、均匀控制基本概念,指其所具有的能使被控变量与操纵变量均匀缓慢地在一定范围内变化的特殊功能。,二、均匀控制系统的结构形式,. 简单均匀控制,. 串级均匀控制,. 双冲量均匀控制,三、均匀控制系统的特点,. 结构上无特殊性 . 参数应缓慢地变化 . 参数应限定在允许范围内变化,四、均匀控制系统控制规律的选择,简单均匀系统的控制器及串级均匀系统的主控制器一般采用纯比例作用,有时也可采用比例积分控制。 串级均匀的副控制器一般用纯比例作用,如果为了照顾流量副参数,使其变化更稳定,也可选用比例积分控制规律。 双冲量均匀控制器一般应采用比例积分控制规律。,五、均匀控制
4、系统的参数整定,. 整定原则 () 以保证液位不超过允许的波动范围为前提, 先设置好控制器参数。 () 修正控制器参数, 使液位在最大允许的范围内波动, 输出流量尽量的平稳。 () 根据工艺对流量和液位两个参数的要求, 适当调整控制器的参数。 . 方法步骤 () 纯比例控制 ) 先将比例度放置在估计液位不会越限的数值。,) 观察记录曲线,若液位的最大波动小于允许范围,则可增加比例度, 比例度的增加必将使液位质量降低,而使流量过程曲线变好。 ) 如发现液位将超过允许的波动范围,则应减小比例度。 ) 反复调整比例度,直到液位、流量的曲线都满足工艺提出的均匀要求为止。 () 比例积分控制 ) 按纯比例控制进行整定,得到合适的比例度。 ) 在适当加大比例度值后,加入积分作用,逐步减小积分时间, 直到流量曲线将要出现缓慢的周期性衰减振荡过程为止,而液位又恢复到设定值的趋势。 ) 根据工艺要求调整参数,直到液位、流量的曲线都符合要求为止。, 分程控制系统,一、分程控制基本概念,二、分程控制实施中分程信号的确定,在分程控制中,控制器输出信号分段是由生产工艺要求决定的。 控制器输出信号需要分成几个区段
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