化工儀表總結(jié)工藝10級(jí)ppt課件

1、1總結(jié)2第一章第一章 自控系統(tǒng)概述自控系統(tǒng)概述 自控系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)自控系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié):被控對(duì)象、檢測儀表被控對(duì)象、檢測儀表(測量變送環(huán)節(jié)測量變送環(huán)節(jié))、控制器、執(zhí)行器、控制器、執(zhí)行器 自控系統(tǒng)的變量自控系統(tǒng)的變量:被控變量被控變量 ,控制變量操控制變量操縱變量）縱變量） ,干擾擾動(dòng)）干擾擾動(dòng)） 自控系統(tǒng)方框圖自控系統(tǒng)方框圖:3控制裝置執(zhí)行器過程檢測元件、變送器r(t)比較機(jī)構(gòu)-e(t)u(t)q(t)y(t)f(t)c(t)擾動(dòng)廣義對(duì)象被控變量測量值控制器設(shè)定值4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類按設(shè)定值的不同情況，將自動(dòng)控制系統(tǒng)分為三類按設(shè)定值的不同情況，將自動(dòng)控制系統(tǒng)分為三類: : 定

2、值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)。定值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)。定值控制系統(tǒng)定值控制系統(tǒng) 設(shè)定值保持不變?yōu)橐缓愣ㄖ档姆答伩刂葡到y(tǒng)設(shè)定值保持不變?yōu)橐缓愣ㄖ档姆答伩刂葡到y(tǒng)稱為定值控制系統(tǒng)。稱為定值控制系統(tǒng)。 隨動(dòng)控制系統(tǒng)隨動(dòng)控制系統(tǒng) 設(shè)定值不斷變化，且事先是不知道的，并要求系設(shè)定值不斷變化，且事先是不知道的，并要求系統(tǒng)的輸出被控變量隨之而變化。統(tǒng)的輸出被控變量隨之而變化。 程序控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng) 設(shè)定值也是變化的，但它是一個(gè)已知的時(shí)間函數(shù)，設(shè)定值也是變化的，但它是一個(gè)已知的時(shí)間函數(shù)，即根據(jù)需要按一定時(shí)間程序變化即根據(jù)需要按一定時(shí)間程序變化 5自控系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)自控系統(tǒng)

3、的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo) 控制系統(tǒng)的過渡過程：控制系統(tǒng)的過渡過程： 在階躍干擾作用下，過渡過程的幾種形式：在階躍干擾作用下，過渡過程的幾種形式：單調(diào)衰減過程ty衰減振蕩過程ty等幅震蕩過程ty振蕩發(fā)散過程ty單調(diào)發(fā)散過程ty6yABCBt0控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)：控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)： 1、最大偏差或超調(diào)量、最大偏差或超調(diào)量A 2、衰減比、衰減比n 3、余差、余差C 4、過渡時(shí)間、過渡時(shí)間 5、振蕩周期或頻率、振蕩周期或頻率7 通道：輸入變量對(duì)輸出變量的作用途徑通道：輸入變量對(duì)輸出變量的作用途徑 控制通道：操縱變量控制通道：操縱變量q(t)對(duì)被控變量對(duì)被控變量c(t)的作用途徑的作用途徑 擾動(dòng)通道：擾動(dòng)

4、變量擾動(dòng)通道：擾動(dòng)變量f(t)對(duì)被控變量對(duì)被控變量c(t)的作用途徑的作用途徑第二章第二章 過程特性過程特性8過程特性的類型：過程特性的類型： h(t) h(0) t (a) (t) (0) t (b) 有自衡的非振蕩過程有自衡的非振蕩過程 h(t) h(0) t (a) c(t) c(0) t (b) 無自衡的非振蕩過程無自衡的非振蕩過程9 c(t) c(0) t c(t) c(0) t 有自衡的振蕩過程有自衡的振蕩過程具有反向特性的過程具有反向特性的過程10一階被控過程控制通道的動(dòng)態(tài)方程為：一階被控過程控制通道的動(dòng)態(tài)方程為：一階被控過程擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)方程為：一階被控過程擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)方程為

5、：( )( )( )ood c tc tq tdtTK( )( )( )ffd c tc tf tdtTK0()q t有純滯后有純滯后112.3 過程特性的一般分析過程特性的一般分析 描述有自衡非振蕩過程的特性參數(shù)有放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T和時(shí)滯。對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的影響 ?放大系數(shù)放大系數(shù)K 控制通道的放大系數(shù)控制通道的放大系數(shù)Ko 希望希望Ko稍大稍大. 擾動(dòng)通道的放大系數(shù)擾動(dòng)通道的放大系數(shù)KfKf 希望希望KfKf小一些小一些. .12（1控制通道時(shí)間常數(shù)控制通道時(shí)間常數(shù)To對(duì)控制系統(tǒng)的影響對(duì)控制系統(tǒng)的影響在相同的控制作用下，過程的時(shí)間常數(shù)在相同的控制作用下，過程的時(shí)間常數(shù)To越大，被越大，被

6、控變量的變化越緩慢?？刈兞康淖兓骄徛?。 To越小，被控變量的變化越小，被控變量的變化越快。越快。希望希望To適當(dāng)小適當(dāng)小 （2擾動(dòng)通道時(shí)間常數(shù)Tf 對(duì)控制系統(tǒng)的影響過程的時(shí)間常數(shù)Tf 越大越好，相當(dāng)于對(duì)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波。希望Tf大13（1純滯后對(duì)控制通道的影響純滯后對(duì)控制通道的影響 希望o小（2純滯后對(duì)擾動(dòng)通道的影響 對(duì)f 無要求。14容量滯后是多容量過程的固有特性，是由于物料或能容量滯后是多容量過程的固有特性，是由于物料或能量的傳遞需要通過一定的阻力而引起的。量的傳遞需要通過一定的阻力而引起的。 f(t) 1 F1 F2 2 h1 h2 2 T c(t) c(0) t 純滯后 1 3 容量

7、滯后容量滯后152.4 過程特性的實(shí)驗(yàn)測定方法過程特性的實(shí)驗(yàn)測定方法階躍擾動(dòng)法反應(yīng)曲線法）階躍擾動(dòng)法反應(yīng)曲線法） 16 q q(t) O t A T O c(t) t B 放大系數(shù)放大系數(shù) K=B/A 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) T純滯后純滯后 一階系統(tǒng)一階系統(tǒng)17 T c(t) c(0) t 純滯后 1 2 3 q q(t) O t A 放大系數(shù)放大系數(shù)K: K=c(t)-c(0)/A 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)T: T=2、3之間的距離之間的距離純滯后純滯后 : =1、2之間的距離之間的距離二階系統(tǒng)二階系統(tǒng)18儀表性能指標(biāo)儀表性能指標(biāo) 1、精確度簡稱精度）：、精確度簡稱精度）： 精度等級(jí)：允許誤差去掉精度等級(jí)

8、：允許誤差去掉“”號(hào)及號(hào)及“%”后，后，系列化圓整后的數(shù)值。系列化圓整后的數(shù)值。 允許誤差允許誤差第三章第三章 檢測變送檢測變送m axm axm axm in100% ,XYYYY19溫度檢測溫度檢測 熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì) 測溫原理測溫原理 常用熱電偶常用熱電偶 補(bǔ)償導(dǎo)線及其作用補(bǔ)償導(dǎo)線及其作用 冷端溫度的補(bǔ)償冷端溫度的補(bǔ)償 熱電阻溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì) 測溫原理測溫原理 常用熱電阻常用熱電阻 三線制接法三線制接法20彈性式壓力表彈性式壓力表彈性元件彈性元件 目前廣泛使用的彈性元件有彈簧管、目前廣泛使用的彈性元件有彈簧管、波紋管和膜片等。波紋管和膜片等。21流量檢測流量檢測差壓式流量計(jì)差壓式

9、流量計(jì)節(jié)流裝置節(jié)流裝置 差壓計(jì)差壓計(jì)顯示儀表顯示儀表（差壓變送器）（差壓變送器）開方器開方器22 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 孔板、噴嘴、文丘里管孔板、噴嘴、文丘里管 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)- 測量原理及應(yīng)用測量原理及應(yīng)用 橢圓齒輪流量計(jì)：橢圓齒輪流量計(jì)： 渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì) 電磁流量計(jì)電磁流量計(jì) 旋渦流量計(jì)渦街流量計(jì)）旋渦流量計(jì)渦街流量計(jì)）23差壓式物位儀表：差壓式物位儀表：物位檢測物位檢測差壓式液位變送器差壓式液位變送器零點(diǎn)遷移問題零點(diǎn)遷移問題24靜壓式物位檢測 零點(diǎn)遷移零點(diǎn)遷移 取壓口零液位與壓力差壓檢測儀取壓口零液位與壓力差壓檢測儀表的入口不在同一水平高度，會(huì)產(chǎn)生附加表的入口不在同一水平

10、高度，會(huì)產(chǎn)生附加靜壓誤差。在這種情況下，可通過對(duì)壓力靜壓誤差。在這種情況下，可通過對(duì)壓力差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整，使它在只差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整，使它在只受附加受附加 靜壓靜壓差時(shí)輸出為靜壓靜壓差時(shí)輸出為“零零”，這種方法稱為這種方法稱為“零點(diǎn)遷移零點(diǎn)遷移”。 零點(diǎn)遷移有無遷移、負(fù)遷移和正遷移三種零點(diǎn)遷移有無遷移、負(fù)遷移和正遷移三種情況情況 。 25零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移 線性化線性化 變送器信號(hào)傳輸方式變送器信號(hào)傳輸方式 量程調(diào)整量程調(diào)整 26使變送器的輸出信號(hào)下限值使變送器的輸出信號(hào)下限值ymia與測量范圍的下限值與測量范圍的下限值xmin相對(duì)相對(duì)應(yīng)，在應(yīng)，在xmin=0時(shí)，稱

11、為零點(diǎn)調(diào)整，在時(shí)，稱為零點(diǎn)調(diào)整，在xmin0時(shí)，稱為零點(diǎn)遷移時(shí)，稱為零點(diǎn)遷移 當(dāng)測量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋徽?，稱為正遷移；當(dāng)測量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋徽?，稱為正遷移；當(dāng)測量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋回?fù)值，稱為負(fù)遷移當(dāng)測量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋回?fù)值，稱為負(fù)遷移 零點(diǎn)調(diào)整使變送器的測量起始點(diǎn)為零零點(diǎn)調(diào)整使變送器的測量起始點(diǎn)為零零點(diǎn)遷移是把測量的起始點(diǎn)由零遷移到某一數(shù)值零點(diǎn)遷移是把測量的起始點(diǎn)由零遷移到某一數(shù)值:xminxyxmaxyminymax0 xmaxxminxmax零點(diǎn)遷移的方法零點(diǎn)遷移的方法模擬變送器：調(diào)模擬變送器：調(diào)Z027第四章第四章 顯示儀表顯示儀表自動(dòng)平衡式顯示儀表自動(dòng)平衡式顯示儀表-與

12、測量元件配合使用與測量元件配合使用自動(dòng)電子電位差計(jì)自動(dòng)電子電位差計(jì)-熱電偶熱電偶(較高溫度較高溫度)自動(dòng)電子平衡電橋自動(dòng)電子平衡電橋-熱電阻熱電阻(較低溫度較低溫度)工作原理工作原理28第五章第五章 執(zhí)行器執(zhí)行器 氣動(dòng)執(zhí)行器的組成氣動(dòng)執(zhí)行器的組成 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 控制機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu) 氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式 氣開式：信號(hào)壓力增大，流通截面積增氣開式：信號(hào)壓力增大，流通截面積增大，閥開度增大，失氣時(shí)閥全關(guān)；大，閥開度增大，失氣時(shí)閥全關(guān)； 氣關(guān)式：信號(hào)壓力增大，流通截面積減氣關(guān)式：信號(hào)壓力增大，流通截面積減小，閥開度減小，失氣時(shí)閥全開。小，閥開度減小，失氣時(shí)閥全開。29

13、執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)正作用形式正作用形式: 信號(hào)壓力增大信號(hào)壓力增大,推桿向下。推桿向下。反作用形式反作用形式: 信號(hào)壓力增大信號(hào)壓力增大,推桿向上。推桿向上。 30控制機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu)正作用：閥芯向下，閥桿向下，流通面積正作用：閥芯向下，閥桿向下，流通面積減少。減少。反作用：閥芯向上，閥桿向下，流通面積反作用：閥芯向上，閥桿向下，流通面積增大。增大。 3132理想流量特性 所謂理想流量特性，就是在閥前后壓差為一定的情況下（p常量得到的流量特性。 理想流量特性取決于閥芯的形狀，不同的閥芯曲面可以得到不同的理想流量特性。 33 3 2 1 q/qmax(%) l/lmax(%) 0 3.3 理想流量特性

14、理想流量特性有三種形式：直線、等百有三種形式：直線、等百分比對(duì)數(shù)及快開等。分比對(duì)數(shù)及快開等。由閥芯的形狀決定。由閥芯的形狀決定。34(1)(1)串聯(lián)管道時(shí)串聯(lián)管道時(shí)* * 流量特性發(fā)生畸變流量特性發(fā)生畸變 直線特性直線特性快開特性快開特性 等百分比特性等百分比特性直線特性直線特性 * * 可調(diào)比減小可調(diào)比減小 35控制閥的選擇：控制閥的選擇： 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的選擇調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的選擇 氣開、氣關(guān)型式的選擇氣開、氣關(guān)型式的選擇 流量特性的選擇流量特性的選擇36調(diào)節(jié)閥在串聯(lián)管道時(shí)的工作流量特性與調(diào)節(jié)閥在串聯(lián)管道時(shí)的工作流量特性與S S值的大小有關(guān)，即與工藝配管情值的大小有關(guān)，即與工藝配管情況有關(guān)。

15、因此，在選擇其特性時(shí)，還必須考慮工藝配管情況。況有關(guān)。因此，在選擇其特性時(shí)，還必須考慮工藝配管情況。1.1.根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇所需要的工作流量特性根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇所需要的工作流量特性2.2.考慮工藝配管情況確定相應(yīng)的理想流量特性考慮工藝配管情況確定相應(yīng)的理想流量特性具體做法具體做法: :37第六章第六章 控制器控制器基本控制規(guī)律及其對(duì)系基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過渡過程的影響統(tǒng)過渡過程的影響（1比例控制器：比例控制器： puKen可調(diào)整參數(shù)是比例度可調(diào)整參數(shù)是比例度。n特點(diǎn)：控制器的輸出與偏差成比例；克服干擾特點(diǎn)：控制器的輸出與偏差成比例；克服干擾能力強(qiáng)、控制及時(shí)、過渡時(shí)間短；但存在余差，能力強(qiáng)

16、、控制及時(shí)、過渡時(shí)間短；但存在余差，負(fù)荷變化越大，余差就越大。負(fù)荷變化越大，余差就越大。%1001pK38（2比例積分控制器：比例積分控制器： 可調(diào)整參數(shù)是比例度可調(diào)整參數(shù)是比例度和積分時(shí)間和積分時(shí)間TI。 特點(diǎn)：積分作用的輸出是與偏差的積分成正比，特點(diǎn)：積分作用的輸出是與偏差的積分成正比，只要偏差存在，控制器的輸出就會(huì)不斷變化，直只要偏差存在，控制器的輸出就會(huì)不斷變化，直至消除偏差為止；過渡過程結(jié)束時(shí)是無余差的；至消除偏差為止；過渡過程結(jié)束時(shí)是無余差的；但加上積分作用，會(huì)使穩(wěn)定性降低，雖然在加積但加上積分作用，會(huì)使穩(wěn)定性降低，雖然在加積分作用的同時(shí)，可通過加大比例度，使穩(wěn)定性基分作用的同時(shí)，

17、可通過加大比例度，使穩(wěn)定性基本保持不變，但超調(diào)量和振蕩周期都相應(yīng)增大，本保持不變，但超調(diào)量和振蕩周期都相應(yīng)增大，過渡過程的時(shí)間也加長。過渡過程的時(shí)間也加長。1( ) ( )( )piu tKe te t dtT39（3比例積分微分控制器：比例積分微分控制器：1( )()1( )(1)pdipdideu tKeedtTTdtG sKT sT s40比例積分微分控制器比例積分微分控制器 可調(diào)整參數(shù)是比例度可調(diào)整參數(shù)是比例度、積分時(shí)間、積分時(shí)間TI和微分時(shí)和微分時(shí)間間TD。 特點(diǎn)：微分作用使控制器的輸出與輸入偏差特點(diǎn)：微分作用使控制器的輸出與輸入偏差的變化速度成比例，它對(duì)克服對(duì)象的滯后有的變化速度成

18、比例，它對(duì)克服對(duì)象的滯后有顯著的效果；在比例的基礎(chǔ)上加入微分作用顯著的效果；在比例的基礎(chǔ)上加入微分作用能提高穩(wěn)定性，再加上積分作用可以消除余能提高穩(wěn)定性，再加上積分作用可以消除余差；適當(dāng)調(diào)整差；適當(dāng)調(diào)整、 TI、 TD三個(gè)參數(shù)，可使控三個(gè)參數(shù)，可使控制系統(tǒng)獲得較高的控制質(zhì)量。制系統(tǒng)獲得較高的控制質(zhì)量。41基本控制規(guī)律基本控制規(guī)律 puK e 1( ) ( )( )piu tKe te t dtT( )( ) ( )pdde tu tKe tTdt1( )()1( )(1)pdipdideu tKeedtTTdtG sKT sTs42PI1( )() 1 () ()pipipiu tKeedtT

19、KAAdtTAKAtT( )e tA43實(shí)際的PD sKT1sT1KsXsYsGDDDPd1:11(1)( )11 111 1 1(1)dddpdddTddKdpdddpdtpdKT sau tLT ssKTTKKaLTssKKKaLssKaKe令44實(shí)際的PID( )1(1)exp()DcDIDtK tu tK AKTT45 DDZ- 型電動(dòng)單元控制器：型電動(dòng)單元控制器： 構(gòu)成方框圖構(gòu)成方框圖 調(diào)節(jié)器的正反作用調(diào)節(jié)器的正反作用: 調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài): 無擾動(dòng)切換：切換的瞬間，調(diào)節(jié)器無擾動(dòng)切換：切換的瞬間，調(diào)節(jié)器的輸出不發(fā)生突變。的輸出不發(fā)生突變。46調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)調(diào)節(jié)器的工作

20、狀態(tài): 控制器的工作狀態(tài)有控制器的工作狀態(tài)有“自動(dòng)自動(dòng)”、“軟手軟手動(dòng)動(dòng)”、“硬手動(dòng)及硬手動(dòng)及“堅(jiān)持四種堅(jiān)持四種47第七章第七章 簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng) 1、被控變量的選擇；、被控變量的選擇； 直接指標(biāo)：直接指標(biāo)： 間接指標(biāo)：間接指標(biāo)：48選取被控參數(shù)的一般原則選取被控參數(shù)的一般原則 盡量選擇能直接反映產(chǎn)品質(zhì)量的變量作為被控盡量選擇能直接反映產(chǎn)品質(zhì)量的變量作為被控變量；變量； 所選被控變量能滿足生產(chǎn)工藝穩(wěn)定平安高所選被控變量能滿足生產(chǎn)工藝穩(wěn)定平安高效的要求效的要求 必須考慮自動(dòng)化儀表及裝置的現(xiàn)狀。必須考慮自動(dòng)化儀表及裝置的現(xiàn)狀。49 2、操縱變量的選擇，控制方案的確定；、操縱變量的選擇，控制

21、方案的確定； 找出影響被控變量的所有因素，根據(jù)對(duì)找出影響被控變量的所有因素，根據(jù)對(duì)象控制通道特性和擾動(dòng)通道特性對(duì)控制象控制通道特性和擾動(dòng)通道特性對(duì)控制質(zhì)量的影響，正確選擇可控性良好的變質(zhì)量的影響，正確選擇可控性良好的變量作為操縱變量。量作為操縱變量。50根據(jù)過程特性選擇控制參數(shù)根據(jù)過程特性選擇控制參數(shù)的一般原則的一般原則 操縱變量必須是工藝上允許調(diào)節(jié)的變量；操縱變量必須是工藝上允許調(diào)節(jié)的變量； 操縱變量應(yīng)該是系統(tǒng)中所有被控變量的操縱變量應(yīng)該是系統(tǒng)中所有被控變量的輸入變量中的對(duì)被控變量影響最大的一輸入變量中的對(duì)被控變量影響最大的一個(gè)。控制通道的放大系數(shù)要盡量大一個(gè)?？刂仆ǖ赖姆糯笙禂?shù)要盡量大一些

22、，時(shí)間常數(shù)適當(dāng)小些，滯后時(shí)間盡些，時(shí)間常數(shù)適當(dāng)小些，滯后時(shí)間盡量小。量小。 不宜選擇代表生產(chǎn)負(fù)荷的變量作為操縱不宜選擇代表生產(chǎn)負(fù)荷的變量作為操縱變量，以免產(chǎn)量受到波動(dòng)。變量，以免產(chǎn)量受到波動(dòng)。51選擇控制規(guī)律的原則可歸納為以下幾點(diǎn)：選擇控制規(guī)律的原則可歸納為以下幾點(diǎn)： (1)當(dāng)廣義過程控制通道的時(shí)間常數(shù)大，或多容量引當(dāng)廣義過程控制通道的時(shí)間常數(shù)大，或多容量引起的容量滯后大時(shí)，采用微分作用有良好效果，起的容量滯后大時(shí)，采用微分作用有良好效果，積分作用可以消除余差，因此，可選用積分作用可以消除余差，因此，可選用PID或或PD控制規(guī)律，如溫度過程，此時(shí)若選用控制規(guī)律，如溫度過程，此時(shí)若選用PI控制規(guī)

23、律控制規(guī)律則因積分作用有滯后，控制質(zhì)量差。則因積分作用有滯后，控制質(zhì)量差。(2)當(dāng)廣義過程控制通道存在純滯后時(shí)，若用微分作當(dāng)廣義過程控制通道存在純滯后時(shí)，若用微分作用來改善控制質(zhì)量是無效的。也就是說，微分作用來改善控制質(zhì)量是無效的。也就是說，微分作用對(duì)克服純滯后是無能為力的。用對(duì)克服純滯后是無能為力的。 52(3)當(dāng)廣義過程控制通道的時(shí)間常數(shù)較小，系統(tǒng)負(fù)荷當(dāng)廣義過程控制通道的時(shí)間常數(shù)較小，系統(tǒng)負(fù)荷變化也較小時(shí)，為了消除余差，可以采用變化也較小時(shí)，為了消除余差，可以采用PI控制控制規(guī)律，如流量過程。規(guī)律，如流量過程。 (4)當(dāng)廣義過程控制通道時(shí)間常數(shù)較小，而負(fù)荷變化當(dāng)廣義過程控制通道時(shí)間常數(shù)較小

24、，而負(fù)荷變化很大時(shí)，這時(shí)采用微分作用和積分作用都易引起很大時(shí)，這時(shí)采用微分作用和積分作用都易引起振蕩。如果控制通道時(shí)間常數(shù)很小時(shí)，可采用反振蕩。如果控制通道時(shí)間常數(shù)很小時(shí)，可采用反微分作用來提高控制質(zhì)量。微分作用來提高控制質(zhì)量。 (5)當(dāng)廣義過程控制通道的時(shí)間常數(shù)或時(shí)滯很大，而當(dāng)廣義過程控制通道的時(shí)間常數(shù)或時(shí)滯很大，而負(fù)荷變化又很大時(shí)，簡單控制系統(tǒng)無法滿足要求，負(fù)荷變化又很大時(shí)，簡單控制系統(tǒng)無法滿足要求，可以設(shè)計(jì)復(fù)雜控制系統(tǒng)來提高控制質(zhì)量。可以設(shè)計(jì)復(fù)雜控制系統(tǒng)來提高控制質(zhì)量。 53確定控制器的正、反作用方式確定控制器的正、反作用方式 控制器有正作用和反作用兩種方式，其確定原則是使整個(gè)單回路構(gòu)成

25、負(fù)反饋系統(tǒng)。 根據(jù)負(fù)反饋準(zhǔn)則，要求控制系統(tǒng)開環(huán)總靜態(tài)放大系數(shù)為正。 單回路由被控過程、檢測變送裝置、執(zhí)行器和控制器組成，要構(gòu)成負(fù)反饋，則要求KoKmKvKc0。 54確定控制器的正、反作用的步驟確定控制器的正、反作用的步驟 由于大多數(shù)檢測變送裝置的靜態(tài)放大系數(shù)Km0，一般情況下無須判別。 確定控制器正、反作用方式的步驟一般為： 1.根據(jù)生產(chǎn)工藝安全等原則確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式。 2.按被控過程特性，確定其正、反作用。 3.根據(jù)組成系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù)乘積必須為正的原則來確定調(diào)節(jié)器的靜態(tài)放大系數(shù)的符號(hào)，據(jù)此再確定控制器的正、反作用方式。 55 4、控制器參數(shù)整定的方法：、控制器參數(shù)整定的

26、方法： 臨界比例度法：臨界比例度法： 衰減曲線法：衰減曲線法： 經(jīng)驗(yàn)湊試法：經(jīng)驗(yàn)湊試法：56如圖加熱爐溫度控制系統(tǒng)，試確定控制器如圖加熱爐溫度控制系統(tǒng)，試確定控制器的正、反作用。的正、反作用。 TT TC 燃料油 工藝變量 加熱爐溫度控制帶控制點(diǎn)的流程圖加熱爐溫度控制帶控制點(diǎn)的流程圖解：解：(1)確定控制閥的氣開、確定控制閥的氣開、氣關(guān)特性氣關(guān)特性因：供氣中斷時(shí)，應(yīng)使因：供氣中斷時(shí)，應(yīng)使燃料閥全關(guān)，停止供應(yīng)燃料閥全關(guān)，停止供應(yīng)燃料油，不致使加熱爐燃料油，不致使加熱爐溫度過高燒壞爐子。溫度過高燒壞爐子。故：選氣開閥。故：選氣開閥。(2)確定調(diào)節(jié)器的正、反作用確定調(diào)節(jié)器的正、反作用Kv0, Ko0

27、, 則則Kc0所以：控制器應(yīng)選反作用所以：控制器應(yīng)選反作用57 設(shè)某時(shí)刻燃料壓力設(shè)某時(shí)刻燃料壓力(擾動(dòng)作用擾動(dòng)作用)燃料燃料流量流量爐溫爐溫出料溫度出料溫度TC輸入輸入(測測量值量值) TC輸出輸出閥關(guān)小閥關(guān)小(控制作用控制作用)爐溫爐溫出料溫度出料溫度58 8.1什么是串級(jí)什么是串級(jí)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)將原被控對(duì)象分解為兩個(gè)串聯(lián)的被控對(duì)象。將原被控對(duì)象分解為兩個(gè)串聯(lián)的被控對(duì)象。以分解后的兩個(gè)被控對(duì)象的中間變量作為副被控變量，構(gòu)成以分解后的兩個(gè)被控對(duì)象的中間變量作為副被控變量，構(gòu)成一個(gè)副回路簡單控制系統(tǒng)）。一個(gè)副回路簡單控制系統(tǒng)）。將原被控變量作為主被控變量構(gòu)成主回路。將原被控變量作為主被控變量構(gòu)

28、成主回路。主控制系統(tǒng)控制器的輸出信號(hào)作為副控制系統(tǒng)控制器的設(shè)定主控制系統(tǒng)控制器的輸出信號(hào)作為副控制系統(tǒng)控制器的設(shè)定值，副控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)作為主被控對(duì)象的輸入信號(hào)。值，副控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)作為主被控對(duì)象的輸入信號(hào)。 副被控 變量 副設(shè) 定值 操縱 變量 主測量值 主控 制器 副控 制器 主設(shè) 定值 執(zhí)行器 副對(duì)象 主對(duì)象 副測量、變送 主測量、變送 主被控 變量 干擾 干擾 - 副測量值 - 副回路（副控制系統(tǒng)） 主回路 598.2 比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng) 比值控制基本概念比值控制基本概念定義：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系定義：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為

29、比值控制系統(tǒng)。的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。類型：類型：單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)變比值控制系統(tǒng)變比值控制系統(tǒng)6061 從動(dòng)量控制系統(tǒng)既是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)又是一個(gè)定值控制系統(tǒng)。 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)能克服從動(dòng)量的波動(dòng)，使其隨主動(dòng)量的變化而變化，使它們保持比值關(guān)系。單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)-628.38.3均勻控制的特點(diǎn)均勻控制的特點(diǎn)( (目的目的) )：表征前后供求矛盾的兩個(gè)變量在控制表征前后供求矛盾的兩個(gè)變量在控制過程中都應(yīng)該是緩慢變化的。過程中都應(yīng)該是緩慢變化的。前后互相聯(lián)系又互相矛盾的兩個(gè)變量前后互相聯(lián)系又互相矛盾的兩個(gè)變量應(yīng)保持在

30、所允許的范圍內(nèi)波動(dòng)。應(yīng)保持在所允許的范圍內(nèi)波動(dòng)。均勻控制的實(shí)現(xiàn)方法：均勻控制的實(shí)現(xiàn)方法： 通過控制器的參數(shù)整定來實(shí)現(xiàn)。通過控制器的參數(shù)整定來實(shí)現(xiàn)。63簡單均勻控制系統(tǒng)簡單均勻控制系統(tǒng) 參數(shù)整定：要按照均勻控制思想進(jìn)行。參數(shù)整定：要按照均勻控制思想進(jìn)行。一般采用一般采用P控制，且控制，且先放在較大先放在較大(大于大于100%). ，然后同時(shí)觀察兩個(gè)被控變量的，然后同時(shí)觀察兩個(gè)被控變量的過渡過程，達(dá)到均勻的目的。過渡過程，達(dá)到均勻的目的。64q8.4 前饋控制的特點(diǎn)：前饋控制的特點(diǎn)：q前饋控制器是按是按照干擾的大小進(jìn)行控制前饋控制器是按是按照干擾的大小進(jìn)行控制的，的， 稱為稱為“擾動(dòng)補(bǔ)償擾動(dòng)補(bǔ)償”

31、。如果補(bǔ)償精確，被調(diào)變量。如果補(bǔ)償精確，被調(diào)變量不會(huì)變化，能實(shí)現(xiàn)不會(huì)變化，能實(shí)現(xiàn)“不變性原理的控制。不變性原理的控制。q前饋控制是開環(huán)控制，控制作用幾乎與干擾前饋控制是開環(huán)控制，控制作用幾乎與干擾同步產(chǎn)生，是事先調(diào)節(jié)，速度快。同步產(chǎn)生，是事先調(diào)節(jié)，速度快。q前饋控制器的控制規(guī)律不是前饋控制器的控制規(guī)律不是PID控制，是由控制，是由對(duì)象特性決定的。對(duì)象特性決定的。q前饋控制只對(duì)特定的干擾有控制作用，對(duì)其前饋控制只對(duì)特定的干擾有控制作用，對(duì)其它干擾無效。它干擾無效。65采用前饋控制的條件適用場合）采用前饋控制的條件適用場合）擾動(dòng)變化頻繁而幅值又較大時(shí)；擾動(dòng)變化頻繁而幅值又較大時(shí)；主要擾動(dòng)可測不可控；主要擾動(dòng)可測不可控；擾動(dòng)對(duì)被控變量影響顯著，單純用反饋控制難以擾動(dòng)對(duì)被控變量影響顯著，單純用反饋控制難以達(dá)到控制要求。達(dá)到控制要求。668.5選擇