2.2-均勻控制系統(tǒng)

2.2均勻控制系統(tǒng)目錄均勻控制系統(tǒng)的由來和目的2.2.1均勻控制的特點(diǎn)2.2.2均勻控制方案2.2.3均勻控制系統(tǒng)的理論分析2.2.42.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

石油化工生產(chǎn)過程是一個(gè)連續(xù)生產(chǎn)過程，隨著生產(chǎn)的進(jìn)一步強(qiáng)化，使得前后生產(chǎn)過程的關(guān)系更加緊密了，往往出現(xiàn)前一設(shè)備的出料直接作為后一設(shè)備的進(jìn)料，而后者的出料又連續(xù)輸送給其他設(shè)備作進(jìn)料。現(xiàn)以連續(xù)精餾的多塔分離過程為例，如圖2.2-1所示。2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

圖2.2-1前后精餾塔的供求關(guān)系2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

出現(xiàn)的問題：甲塔的液位控制系統(tǒng)

與乙塔進(jìn)料流量控制系統(tǒng)相耦合。

（a）液位定值控制

（b）流量定值控制

2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

解決問題的方法：

1.加中間儲槽

2.設(shè)置均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)

3.采用解耦控制系統(tǒng)工藝改革解耦示意圖2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

解決問題的方法：

2.設(shè)置均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)（b)均勻控制系統(tǒng)圖(a)均勻控制曲線2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

解決問題的方法：

3.采用解耦控制系統(tǒng)解耦控制系統(tǒng)方框圖2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

均勻控制系統(tǒng)均勻控制輸出曲線圖2.2.2均勻控制系統(tǒng)特點(diǎn)1表征前后供求矛盾的兩個(gè)變量都應(yīng)該是變化的，且變化緩慢，保持在所允許的范圍內(nèi)。23均勻控制特點(diǎn)控制方案的結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有變化，只是控制目的不同（如簡單均勻外形類似單回路）。控制系統(tǒng)的參數(shù)整定不同：2.2.3均勻控制方案1.簡單均勻控制系統(tǒng)（如圖所示）特點(diǎn)：方案結(jié)構(gòu)簡單，但他對于克服閥前后壓力變化的影響及液位貯罐自衡作用的影響效果較差。簡單均勻控制系統(tǒng)適用于：進(jìn)料量為主干擾，流量波動大，自衡能力弱的對象。（自衡能力弱指：當(dāng)流量變化很激烈，而液位變化很小）2.2.3均勻控制方案2.串級均勻控制系統(tǒng)特點(diǎn)：串級均勻控制系統(tǒng)所用的儀表較多，適用于控制閥前后壓力干擾和自衡作用較顯著而且對流量的平穩(wěn)要求又高的場合。2.2.3均勻控制方案3.雙沖量均勻控制系統(tǒng)（a）原理圖（b）方塊圖

雙沖量均勻控制是以液位和流量兩信號之差（或和）為被控變量來達(dá)到均勻控制目的的系統(tǒng)。2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析

（一）采用比例調(diào)節(jié)規(guī)律==（a）原理圖（b）方塊圖2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析在一般情況下的簡單均勻控制，建議采用純比例控制，這是因?yàn)椋孩偌儽壤刂苾x表投資可減少，可以用變送器代替100%調(diào)節(jié)器。②從求得的傳遞函數(shù)可以看出液位與流量具有很好的同步性（如圖所示）。由于同步性，輸出流量的變化總比輸入流量變化幅度小，靜態(tài)增益始終比1小，并且輸入頻率越高，輸出液位與流量的同步特性圖2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析變化越?。ň彌_的好），具有低頻通過，高頻濾掉特性。③由于輸出變化小（在流速恒定下）通過流出管道的最大流量減小，因此下一部分的管道與閥門的尺寸都可以縮小。對操作工人，輸出參數(shù)變化緩慢，心理上有好處。④調(diào)節(jié)器參數(shù)很容易整定，因?yàn)橛嗖钏栽酱?，余差越小；流出量變化越大。同時(shí)時(shí)間常數(shù)越小，變化也越大。⑤變化不會引起振蕩(因?yàn)橹挥幸粋€(gè)極點(diǎn))，比例度一般取等于100%，這意味著液位變送器達(dá)到上限值時(shí)，調(diào)節(jié)閥全開；液位變送器達(dá)到上限值時(shí)，調(diào)節(jié)閥全開。

2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析（1）均勻控制因?yàn)椴煌?輸出流量會超越輸入流量，因?yàn)橄聢D的①與②面積要相等，要恢復(fù)液位無差，輸出流量值必須超越，因此流量與液位不能同步。（二）采用比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律比例積分控制流量與液位變化圖2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析（2)參數(shù)整定困難（控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示）設(shè)圖中各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為：特征方程為：2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析即

令比較標(biāo)準(zhǔn)二階系統(tǒng)：=02.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析結(jié)論：①從式可看出：*越大，自然振蕩頻率越高；

*越大，越低。2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析結(jié)論：②從式可看出：*越大，越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定（即周期長，回復(fù)時(shí)間長，變化平穩(wěn)）；*對于的影響不是單調(diào)的，要用求極值的方法來判斷。2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析用求極值法進(jìn)行分析：

這里：則解此方程取，當(dāng)>1則

>0；當(dāng)<1

，〈0

為極小值。2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析結(jié)論：