過(guò)程控制及自動(dòng)化儀表課件 綜述

調(diào)節(jié)器的功能（1）偏差顯示（2）輸出顯示（3）內(nèi)、外給定的選擇（4）正、反作用的選擇工程上，通常將調(diào)節(jié)器的輸出隨反饋輸入的增大而增大時(shí)，稱為正作用調(diào)節(jié)器；而將調(diào)節(jié)器的輸出隨反饋輸入的增大而減小時(shí)，稱為反作用調(diào)節(jié)器。DDZ-Ⅲ型基型調(diào)節(jié)器1、DDZ-Ⅲ型儀表的特點(diǎn)及外形測(cè)量信號(hào)：1～5V.DC外給定信號(hào)：4～20mA.DC內(nèi)給定信號(hào)：1～5V.DC測(cè)量與給定信號(hào)的指示精度：±1％輸入阻抗影響：≤滿刻度的0.1％輸出保持特性：－0.1％（每小時(shí)）輸出信號(hào)：4～20mA.DC調(diào)節(jié)精度：±0.5％負(fù)載電阻：250～750Ω全刻度指示調(diào)節(jié)器的構(gòu)成框圖2、全刻度指示調(diào)節(jié)器的構(gòu)成原理

全刻度指示調(diào)節(jié)器的線路實(shí)例

調(diào)節(jié)器的整機(jī)傳遞函數(shù)

執(zhí)行器電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：電源配備方便，信號(hào)傳輸快、損失小，可遠(yuǎn)距離傳輸；但推力較小。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠，維護(hù)方便，防火防爆；但氣源配備不方便。液動(dòng)調(diào)節(jié)閥：用液壓傳遞動(dòng)力，推力最大；但安裝、維護(hù)麻煩，使用不多。工業(yè)中使用最多的是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)形式選擇

執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)形式選擇的原則：主要是從生產(chǎn)安全的角度來(lái)考慮。即：當(dāng)生產(chǎn)斷電或其他故障引起信號(hào)中斷時(shí)，執(zhí)行器的工作狀態(tài)應(yīng)避免損壞設(shè)備和傷害操作人員。

調(diào)節(jié)閥的流量特性調(diào)節(jié)閥的閥芯位移與流量之間的關(guān)系，對(duì)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)有很大影響。被控介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對(duì)流量與閥門(mén)的相對(duì)開(kāi)度（相對(duì)位移）間的關(guān)系稱為調(diào)節(jié)閥的流量特性。q/qmax—相對(duì)流量

l/L—相對(duì)開(kāi)度

固有（理想）流量特性在將控制閥前后壓差固定時(shí)得到的流量特性稱為固有流量特性。它取決于閥芯的形狀。（a）快開(kāi)特性（b）直線特性（c）等百分比特性

流量特性的選擇

1）依據(jù)過(guò)程特性選擇。一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)，在負(fù)荷變動(dòng)的情況下，要使系統(tǒng)保持期望的控制品質(zhì)，則必須要求系統(tǒng)總的放大系數(shù)在整個(gè)操作范圍內(nèi)保持不變。一般變送器、已整定好的調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等放大系數(shù)基本上是不變的，但過(guò)程特性則往往是非線性的，其放大系數(shù)隨負(fù)荷而變。因此，必須通過(guò)合理選擇調(diào)節(jié)閥的工作特性，以補(bǔ)償過(guò)程的非線性，其選擇原則:

調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)

被控過(guò)程的放大系數(shù)

2）依據(jù)配管情況選擇

3）依據(jù)負(fù)荷變化情況選擇

在負(fù)荷變化較大的場(chǎng)合，宜選用對(duì)數(shù)調(diào)節(jié)閥；此外，當(dāng)調(diào)節(jié)閥經(jīng)常工作在小開(kāi)度時(shí)，則宜選用對(duì)數(shù)調(diào)節(jié)閥。因?yàn)橹本€調(diào)節(jié)閥工作在小開(kāi)度時(shí)，其相對(duì)流量的變化率很大，不宜進(jìn)行微調(diào)。

過(guò)程建模的基本概念

被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型及其作用

被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型是指過(guò)程的輸入變量與輸出變量之間定量關(guān)系的描述

自平衡特性其傳遞函數(shù)的典型形式有：一階慣性環(huán)節(jié)

二階慣性環(huán)節(jié)

二階慣性+純滯后環(huán)節(jié)

一階慣性+純滯后環(huán)節(jié)

過(guò)程建模方法1．機(jī)理演繹法

根據(jù)被控過(guò)程的內(nèi)部機(jī)理，運(yùn)用已知的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系，用數(shù)學(xué)解析的方法求取被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。2．試驗(yàn)辨識(shí)法3.混合法

機(jī)理演繹法與試驗(yàn)辯識(shí)法的相互交替使用的一種方法。

先給被控過(guò)程人為地施加一個(gè)輸入作用，然后記錄過(guò)程的輸出變化量，得到一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或曲線，最后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)。方波響應(yīng)曲線法

響應(yīng)曲線法：階躍響應(yīng)曲線法

比例控制的特點(diǎn)1、控制及時(shí)、適當(dāng)。只要有偏差，輸出立刻成比例地變化，偏差越大，輸出的控制作用越強(qiáng)。2、控制結(jié)果存在靜差。因?yàn)?，如果被調(diào)量偏差為零，調(diào)節(jié)器的輸出也就為零

u=KCe即調(diào)節(jié)作用是以偏差存在為前提條件，不可能做到無(wú)靜差調(diào)節(jié)。

所謂比例度就是指控制器輸入偏差的相對(duì)變化值與相應(yīng)的輸出相對(duì)變化值之比，用百分?jǐn)?shù)表示。

其中：e為輸入偏差

u為控制器輸出的變化量（emax-emin）為輸入的最大變化量,即輸入量程（umax

–umin）為輸出的最大變化量,即控制器的輸出量程

如果控制器輸入、輸出量程相等，則:一臺(tái)DDZⅢ型溫度比例控制器，測(cè)溫范圍為200～1200℃。當(dāng)溫度給定值由800℃變到850℃時(shí)，其輸出從12mA變化到16mA。求該控制器的比例度。該控制器是屬于正作用還是反作用，為什么?解：

當(dāng)給定信號(hào)增加時(shí)，控制器的偏差信號(hào)是減小的，而這時(shí)輸出信號(hào)反而增加，故該控制器屬于反作用控制器。

積分控制的特點(diǎn)1、當(dāng)有偏差存在時(shí)，積分輸出將隨時(shí)間增長(zhǎng)（或減?。?；當(dāng)偏差消失時(shí)，輸出能保持在某一值上。2、積分作用具有保持功能，故積分控制可以消除余差。3、積分輸出信號(hào)隨著時(shí)間逐漸增強(qiáng)，控制動(dòng)作緩慢，故積分作用不單獨(dú)使用。一臺(tái)DDZⅢ型液位調(diào)節(jié)器，δ=80%，TI=1min,穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出為6mA,瞬間輸入突然增加了0.3mA,問(wèn)經(jīng)過(guò)了3min后，其輸出為多少？（調(diào)節(jié)器為正作用）解：一臺(tái)具有比例積分控制規(guī)律的DDZⅡ型調(diào)節(jié)器，其δ=200%，穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出為5mA,瞬間輸入突然增加了0.5mA,經(jīng)過(guò)了30s后，輸出由5mA變?yōu)?mA，試問(wèn)該控制器的積分時(shí)間TI為多少？

解：

微分控制的特點(diǎn)1、微分作用能超前控制。在偏差出現(xiàn)或變化的瞬間，微分立即產(chǎn)生強(qiáng)烈的調(diào)節(jié)作用，使偏差盡快地消除于萌芽狀態(tài)之中。2、微分對(duì)靜態(tài)偏差毫無(wú)控制能力。當(dāng)偏差存在，但不變化時(shí)，微分輸出為零，因此不能單獨(dú)使用。必須和P或PI結(jié)合，組成PD控制或PID控制。

將比例、積分、微分三種控制規(guī)律結(jié)合在一起，只要三項(xiàng)作用的強(qiáng)度配合適當(dāng)，既能快速調(diào)節(jié)，又能消除余差，可得到滿意的控制效果。PID控制作用中，比例作用是基礎(chǔ)控制；微分作用是用于加快系統(tǒng)控制速度；積分作用是用于消除靜差。4、比例積分微分控制（PID）

控制參數(shù)的確定

1.選擇結(jié)果應(yīng)使控制通道的靜態(tài)增益盡可能大，選擇適當(dāng)。

時(shí)間常數(shù)2.控制通道的純時(shí)延時(shí)間

應(yīng)盡可能小,3.干擾通道的靜態(tài)增益應(yīng)盡可能??；時(shí)間常數(shù)

應(yīng)盡可能大，其個(gè)數(shù)位置應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離被控參數(shù)而靠近調(diào)節(jié)閥。盡可能多；擾動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)的4.當(dāng)廣義被控過(guò)程由幾個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)而成時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)法使幾個(gè)時(shí)間常數(shù)中的最大與最小的比值盡可能大，以便盡可能提高系統(tǒng)的可控性。5.考慮工藝操作的合理性、可行性與經(jīng)濟(jì)性

執(zhí)行器的選擇1.執(zhí)行器的選型

在過(guò)程控制中，使用最多的是氣動(dòng)執(zhí)行器，其次是電動(dòng)執(zhí)行器。應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)、對(duì)執(zhí)行器推力的需求以及被控介質(zhì)的具體情況和保證安全等因素加以選擇并且確定。2.氣動(dòng)執(zhí)行器氣開(kāi)、氣關(guān)的選擇

氣動(dòng)執(zhí)行器分氣開(kāi)、氣關(guān)兩種形式，它的選擇首先應(yīng)根據(jù)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)為零時(shí)使生產(chǎn)處于安全狀態(tài)的原則確定；其次，在保證安全的前提下，還應(yīng)根據(jù)是否有利于節(jié)能、是否有利于開(kāi)車(chē)、停車(chē)等進(jìn)行選擇。

3.調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇

通過(guò)選擇調(diào)節(jié)閥的非線性流量特性來(lái)補(bǔ)償被控過(guò)程的非線性特性，以達(dá)到系統(tǒng)總的放大倍數(shù)近似線性的目的

調(diào)節(jié)器正/反作用方式的選擇調(diào)節(jié)器正反作用選擇原則：

執(zhí)行器：氣開(kāi)式“+”氣關(guān)式“-”

調(diào)節(jié)器：正作用“+”反作用“-”

被控過(guò)程：正作用“+”當(dāng)被控過(guò)程的輸入量增加時(shí)，被控參數(shù)也隨之增加，則稱之為正作用被控過(guò)程。被控過(guò)程：反作用“-”當(dāng)被控過(guò)程的輸入量增加時(shí)，被控參數(shù)也隨之減小，則稱之為反作用被控過(guò)程。（調(diào)節(jié)器“

”）（執(zhí)行器“

”）（過(guò)程“

”）=“-”

調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定1．臨界比例度法

2．衰減曲線法3．反應(yīng)曲線法

原油TCFC燃料油串級(jí)控制系統(tǒng)2）能改善控制通道的動(dòng)態(tài)特性，提高系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力；3）對(duì)非線性情況下的負(fù)荷或操作條件的變化有一定的適應(yīng)能力。串級(jí)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：1）對(duì)進(jìn)入副回路的干擾有很強(qiáng)的抑制能力；

主、副調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇主調(diào)：定值控制；副調(diào)：隨動(dòng)控制。

主被控制器PI,PID副被控制器P主、副調(diào)節(jié)器正、反作用方式的選擇副調(diào)節(jié)器：（調(diào)節(jié)器“±”）（執(zhí)行器“±”）（過(guò)程“±”）=“-”主調(diào)節(jié)器：（調(diào)節(jié)器“±”）（主過(guò)程“±”）（副過(guò)程“±”）=“-”

前饋控制系統(tǒng)前饋控制的基本概念又稱干擾補(bǔ)償控制：按干擾大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，克服干擾比反饋快；理論上，可實(shí)現(xiàn)理想控制。

3.前饋－反饋復(fù)合控制

前饋反饋復(fù)合控制系統(tǒng)的特征方程為系統(tǒng)的穩(wěn)定性與前饋控制器無(wú)關(guān)。干擾對(duì)輸出的影響卻只有開(kāi)環(huán)前饋控制的

１．前饋控制的特點(diǎn)（1）前饋控制是一種開(kāi)環(huán)控制。（2）前饋控制是一種按干擾大小進(jìn)行補(bǔ)償?shù)目刂?。它是將干擾的大小，通過(guò)前饋控制器和控制通道的作用及時(shí)有效的抑制干擾對(duì)被控參數(shù)的影響，而不是像反饋控制那樣，要待被控參數(shù)產(chǎn)生偏差后再進(jìn)行控制。（3）前饋控制器的調(diào)節(jié)規(guī)律與常規(guī)PID調(diào)節(jié)規(guī)律不同，即由過(guò)程特性決定的。所以，它是一個(gè)專(zhuān)用控制器。不同的過(guò)程特性，其調(diào)節(jié)規(guī)律是不同的。（4）前饋控制只能抑制可測(cè)不可控的干擾對(duì)被控參數(shù)的影響。如果干擾是不可測(cè)的，那就不能進(jìn)行前饋控制；如果干擾是可測(cè)且可控的，則只要設(shè)計(jì)一個(gè)定值控制系統(tǒng)就行了，而無(wú)需采用前饋控制。6.2.2前饋控制的特點(diǎn)及局限性

2、前饋控制的局限性（1）在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，使被控參數(shù)變化的干擾是很多的，不可能根據(jù)每一個(gè)干擾設(shè)計(jì)和應(yīng)用一套獨(dú)立的前饋控制器。（2）對(duì)不可測(cè)的干擾無(wú)法實(shí)現(xiàn)前饋控制。（3）決定前饋控制器的調(diào)節(jié)規(guī)律的是過(guò)程的動(dòng)態(tài)性GF(s)和G0(s)，而GF(s)和G0(s)的精確值是很難得到的，即使能夠得到，有時(shí)也很難實(shí)現(xiàn)。為了獲得滿意的控制效果，合理的控制方案是把前饋控制和反饋控制結(jié)合起來(lái)，組成前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)。這樣，一方面利用前饋控制有效的減少干擾對(duì)被控參數(shù)的動(dòng)態(tài)影響；另一方面，則利用反饋控制使被控參數(shù)穩(wěn)定在給定值上，從而保證了系統(tǒng)較高的控制質(zhì)量。

前饋與反饋的比較當(dāng)總進(jìn)料量是主要擾動(dòng)時(shí)，控制方案如下圖所示。該方案為前饋－反饋控制系統(tǒng)方案。如果負(fù)荷是主要擾動(dòng)，我們將總進(jìn)料量測(cè)出，將流量信號(hào)送到前饋補(bǔ)償裝置，其輸出與溫度控制器的輸出相迭加，作為總的控制作用。這時(shí)，當(dāng)進(jìn)料量發(fā)生變化后，不需要等到出現(xiàn)偏差，燃料量就會(huì)及時(shí)作相應(yīng)的調(diào)整，結(jié)果使控制過(guò)程中的溫度偏差大為減小。當(dāng)燃料壓力是主擾動(dòng)時(shí)，控制方案如右圖所示。該方案為被加熱物料出口溫度對(duì)燃料氣流量的串級(jí)控制系統(tǒng)方案。當(dāng)燃料氣壓力發(fā)生變化是，利用副環(huán)的作用，可以迅速地對(duì)擾動(dòng)作出反應(yīng)，調(diào)整燃料閥的開(kāi)度，調(diào)整較為及時(shí)。但是這只是一個(gè)粗略的調(diào)整，擾動(dòng)對(duì)溫度的影響還需通過(guò)主環(huán)作進(jìn)一步的細(xì)調(diào)，使被控的主變量――被加熱物料出口溫度保持在期望值。如圖所示的氨冷器，用液氨冷卻銅液，要求出口銅液溫度恒定。為保證氨冷器內(nèi)有一定的汽化空間，避免液氨帶入冰機(jī)造成事故，采用溫度――液位串級(jí)控制。1)此串級(jí)控制系統(tǒng)的主副被控變量各是什么？2)試設(shè)計(jì)一溫度—－液位串級(jí)控制系統(tǒng)完成該控制方案（即將圖示的氨冷器控制系統(tǒng)示意圖補(bǔ)充完整）；3)試畫(huà)出溫度――液位串級(jí)控制系統(tǒng)的方塊圖；4)確定氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)氣關(guān)形式，并說(shuō)明原因；5)確定主副調(diào)節(jié)器的正反作用。當(dāng)氣源中斷時(shí)，為了確保氨冷器內(nèi)有一定的汽化空間，應(yīng)該選擇氣開(kāi)調(diào)節(jié)閥；液位控制器作用方向的確定：當(dāng)液位升高時(shí)，應(yīng)該關(guān)小調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥為氣開(kāi)閥，故液位控制器為反作用；

溫度控制器作用方向的確定：溫度對(duì)象為“－”作用方向，依據(jù)使系統(tǒng)稱為負(fù)反饋的原則，溫度控制器應(yīng)該為正作用。

1、開(kāi)環(huán)比值控制系統(tǒng)2、單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

比值控制系統(tǒng)

比值控制系統(tǒng)即是：使一種物料隨另一種物料按一定比例變化的控制系統(tǒng)。其中處于主導(dǎo)地位的物料為主物料或主流量，用q1表示；其他物料稱為從物料或副流量，用q2表示。q2/q1=k

丁烯洗滌塔的任務(wù)是除去丁烯餾分中所夾帶的乙腈，為了保證洗滌質(zhì)量，要求根據(jù)進(jìn)料流量配以一定比例的洗滌水量。FTKFCFT帶乙腈的丁烯餾分丁烯帶乙腈的洗滌水洗滌水丁烯洗滌塔進(jìn)料量與洗滌水量的比值控制系統(tǒng)洗滌塔

3、雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)大大克服了主流量的干擾，使主流量變得比較平穩(wěn)。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是升降負(fù)荷比較方便，只要改變主流量的設(shè)定值即可。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)常用在主流量干擾頻繁或工藝上經(jīng)常需要升降負(fù)荷的場(chǎng)合。

圖示烷基化裝置中的雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。進(jìn)入反應(yīng)器的異丁烷-丁烯餾分要求按比例配以催化劑硫酸，同時(shí)又要求各自的流量比較穩(wěn)定。反應(yīng)器FCFCK異丁烷-丁烯出料硫酸異丁烷-丁烯餾分與硫酸的雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

比值控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

比值控制是解決不同物料流量之間的比例關(guān)系問(wèn)題。當(dāng)使用單元組合儀表時(shí)，因輸入－輸出參數(shù)均為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，所以，比值器參數(shù)必須由實(shí)際物料流量的比值系數(shù)折算成儀表的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)。()（1）流量與檢測(cè)信號(hào)呈非線性關(guān)系

比值器參數(shù)的計(jì)算

當(dāng)物料流量的比值一定、流量與其檢測(cè)信號(hào)呈平方關(guān)系時(shí)，比值器的參數(shù)與物料流量的實(shí)際比值和最大值之比的乘積也呈平方關(guān)系。（2）流量與檢測(cè)信號(hào)呈線性關(guān)系

當(dāng)物料流量的比值一定、流量與其測(cè)量信號(hào)呈線性關(guān)系時(shí)，比值器的參數(shù)與物料流量的實(shí)際比值和最大值之比的乘積也呈線性關(guān)系。例：已知某流量比值系統(tǒng)采用差壓式流量計(jì)測(cè)量主副流量，其最大量程分別為：工藝要求試計(jì)算不加開(kāi)方器與加開(kāi)方器后儀表的比值系數(shù)K’不加開(kāi)方器時(shí):

解:加開(kāi)方器后:比值控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

二、把一個(gè)流量的測(cè)量值乘以比值系數(shù)，其乘積作為副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，稱為相乘控制方案。

在工程上，具體實(shí)現(xiàn)比值控制時(shí)，通常有比值器、乘法器或除法器等單元儀表可供選用，相當(dāng)方便。一、把兩個(gè)流量的測(cè)量值相除，其商作為調(diào)節(jié)器的反饋值，稱為相除控制方案。

均勻控制的特點(diǎn)

1、結(jié)構(gòu)上無(wú)特殊性

同樣一個(gè)單回路液位控制系統(tǒng)，由于控制作用強(qiáng)弱不一，既可以是單回路定值控制系統(tǒng)，也可以是均勻控制系統(tǒng)。因此均勻控制是靠降低控制回路的靈敏度而不是靠結(jié)構(gòu)變化獲得的。

2、參數(shù)有變化，而且是緩慢地變化因?yàn)榫鶆蚩刂剖乔昂笤O(shè)備物料供求之間的均勻，所以表征兩個(gè)物料的參數(shù)都不應(yīng)是某一固定值。那種試圖把兩個(gè)參數(shù)都穩(wěn)定不變的想法絕非均勻控制的目的。無(wú)需將兩個(gè)參數(shù)平均分配，而是視前后設(shè)備的特性及重要件等因素來(lái)確定其主次。

3、參數(shù)應(yīng)在限定范圍內(nèi)變化在均勻控制系統(tǒng)中，被控變量是非單一、非定值的，允許它們?cè)谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)變化，但前塔的液位變化有一個(gè)規(guī)定的上、下限。同樣，后塔的進(jìn)料流量也不能超過(guò)它所能承受的最大負(fù)荷和最低處理量，否則不能保證反應(yīng)塔的正常工作。4、主要采用比例或者積分調(diào)節(jié)規(guī)律。

分程控制系統(tǒng)

間歇式化學(xué)反應(yīng)器分程控制系統(tǒng)

在一般的控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器的輸出只控制一個(gè)調(diào)節(jié)閥，但在某些工業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)工藝要求，需將調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)分段，去分別控制兩個(gè)或兩個(gè)以上的調(diào)節(jié)閥。這種控制系統(tǒng)通常稱為：分程控制系統(tǒng)。分程控制系統(tǒng)的信號(hào)分段

蒸汽閥為氣開(kāi)，冷水閥為氣關(guān)1、調(diào)節(jié)閥同向動(dòng)作分程控制系統(tǒng)有兩種類(lèi)型:

2、調(diào)節(jié)閥異向動(dòng)作

a)閥A氣開(kāi)、閥B氣關(guān)b)閥A氣關(guān)、閥B氣開(kāi)

圖示為一燃料氣混合罐（FA-703)壓力分程控制系統(tǒng)。正常時(shí)調(diào)節(jié)甲烷流量調(diào)節(jié)閥A，當(dāng)罐內(nèi)壓力降低到閥A全關(guān)仍不能使壓力回升時(shí)，則開(kāi)大來(lái)自燃料氣發(fā)生罐（FA-704)的出口管線調(diào)節(jié)B閥。試確定：1）該系統(tǒng)中各調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)形式2）每個(gè)閥的工作信號(hào)段（分程點(diǎn)在0.06MPa處）3）調(diào)節(jié)器的正、反作用，并畫(huà)出系統(tǒng)框圖PCPTFA-703FA-704

解：1、B閥為氣開(kāi)，A閥為氣關(guān)2、3、壓力調(diào)節(jié)器：反作用

調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥A調(diào)節(jié)閥B過(guò)程變送器

自動(dòng)選擇性控制系統(tǒng)

另一種措施稱為“軟保護(hù)”，即所謂選擇性控制系統(tǒng)。選擇性系統(tǒng)是指將工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的限制條件所構(gòu)成的邏輯關(guān)系疊加到正常自動(dòng)控制系統(tǒng)上而形成的一種控制方法。

自動(dòng)選擇性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在自動(dòng)選擇性控制系統(tǒng)中，若采用兩個(gè)調(diào)節(jié)器，其中必有一個(gè)為正常調(diào)節(jié)器，另一個(gè)為取代調(diào)節(jié)器。對(duì)于正常調(diào)節(jié)器，由于有較高的控制精度而應(yīng)選用PI或PID調(diào)節(jié)規(guī)律；對(duì)于取代調(diào)節(jié)器，由于在正常生產(chǎn)中開(kāi)環(huán)備用，僅在生產(chǎn)將要出現(xiàn)事故時(shí)，才迅速動(dòng)作，以防事故發(fā)生，故一般選用P調(diào)節(jié)規(guī)律即可。1．調(diào)節(jié)規(guī)律的確定及其參數(shù)整定2．選擇器的選型

在確定選擇器的選型時(shí)，先要根據(jù)調(diào)節(jié)閥的選用原則，確定調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)形式，進(jìn)而確定調(diào)節(jié)器的正、反作用方式，最后確定選擇器的選型。確定的原則是：如果取代調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)為高值時(shí)，則選擇高值選擇器；反之，則選擇低值選擇器。

鍋爐燃燒過(guò)程壓力自動(dòng)選擇控制

在控制過(guò)程中，當(dāng)天然氣壓力過(guò)高時(shí)會(huì)發(fā)生脫火，而壓力過(guò)低時(shí)會(huì)發(fā)生回火，P1C為正常時(shí)使用的調(diào)節(jié)器，P2C為壓力過(guò)高時(shí)使用的調(diào)節(jié)器，PC為帶下限節(jié)點(diǎn)的壓力調(diào)節(jié)器，它與三通電磁閥構(gòu)成自動(dòng)聯(lián)鎖硬保護(hù)裝置。積分飽和及其克服措施

積分飽和產(chǎn)生的必要條件：⑴調(diào)節(jié)器具有積分作用，⑵調(diào)節(jié)器輸入偏差長(zhǎng)期存在。（1）外反饋法（2）積分切除法

（3）限幅法

耦合過(guò)程及其要解決的問(wèn)題1、相對(duì)增益與相對(duì)增益矩陣

（1）開(kāi)環(huán)增益

在相互耦合的維被控過(guò)程中選擇第個(gè)通道，使所有其他控制量（）都保持不變時(shí)將控制量改變一個(gè)Δ所得到的的變化量Δ與Δ之比，定義為到通道的開(kāi)環(huán)增益，表示為（2）閉環(huán)增益

（3）相對(duì)增益與相對(duì)增益矩陣

還是選擇第個(gè)通道，將其他所有通道進(jìn)行閉環(huán)并采用積分調(diào)節(jié)使其他被控量（）都保持不變，只改變被控量所得到的變化量與的變化量之比，定義為到通道的閉環(huán)增益，表示為2．