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(cè)儀表被控對(duì)象、檢測(cè)儀表(測(cè)量變送環(huán)節(jié)測(cè)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(guò)程檢測(cè)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(cè)量值控制器設(shè)定值4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)按設(shè)定值的不同情況，將自動(dòng)控制系統(tǒng)分為三類(lèi)按設(shè)定值的不同情況，將自動(dòng)控制系統(tǒng)分為三類(lèi): : 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(chēng)為定值控制系統(tǒng)。稱(chēng)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(guò)渡過(guò)程和品質(zhì)指標(biāo)自控系統(tǒng)

3、的過(guò)渡過(guò)程和品質(zhì)指標(biāo) 控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程：控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程： 在階躍干擾作用下，過(guò)渡過(guò)程的幾種形式：在階躍干擾作用下，過(guò)渡過(guò)程的幾種形式：?jiǎn)握{(diào)衰減過(guò)程ty衰減振蕩過(guò)程ty等幅震蕩過(guò)程ty振蕩發(fā)散過(guò)程ty單調(diào)發(fā)散過(guò)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(guò)渡時(shí)間、過(guò)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(guò)程特性過(guò)程特性8過(guò)程特性的類(lèi)型：過(guò)程特性的類(lèi)型： h(t) h(0) t (a) (t) (0) t (b) 有自衡的非振蕩過(guò)程有自衡的非振蕩過(guò)程 h(t) h(0) t (a) c(t) c(0) t (b) 無(wú)自衡的非振蕩過(guò)程無(wú)自衡的非振蕩過(guò)程9 c(t) c(0) t c(t) c(0) t 有自衡的振蕩過(guò)程有自衡的振蕩過(guò)程具有反向特性的過(guò)程具有反向特性的過(guò)程10一階被控過(guò)程控制通道的動(dòng)態(tài)方程為：一階被控過(guò)程控制通道的動(dòng)態(tài)方程為：一階被控過(guò)程擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)方程為：一階被控過(guò)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(guò)程特性的一般分析過(guò)程特性的一般分析 描述有自衡非振蕩過(guò)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(guò)程的時(shí)間常數(shù)在相同的控制作用下，過(guò)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(guò)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(wú)要求。14容量滯后是多容量過(guò)程的固有特性，是由于物料或能容量滯后是多容量過(guò)程的固有特性，是由于物料或能量的傳遞需要通過(guò)一定的阻力而引起的。量的傳遞需要通過(guò)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(guò)程特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法過(guò)程特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法階躍擾動(dòng)法反應(yīng)曲線(xiàn)法）階躍擾動(dòng)法反應(yīng)曲線(xiàn)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(jiǎn)稱(chēng)精度）：、精確度簡(jiǎn)稱(chēng)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(cè)變送檢測(cè)變送m axm axm axm in100% ,XYYYY19溫度檢測(cè)溫度檢測(cè) 熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì) 測(cè)溫原理測(cè)溫原理 常用熱電偶常用熱電偶 補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)及其作用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)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(cè)溫原理測(cè)溫原理 常用熱電阻常用熱電阻 三線(xiàn)制接法三線(xiàn)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(cè)流量檢測(cè)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(kāi)方器開(kāi)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(cè)量原理及應(yīng)用測(cè)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(cè)物位檢測(cè)差壓式液位變送器差壓式液位變送器零點(diǎn)遷移問(wèn)題零點(diǎn)遷移問(wèn)題24靜壓式物位檢測(cè) 零點(diǎn)遷移零點(diǎn)遷移 取壓口零液位與壓力差壓檢測(cè)儀取壓口零液位與壓力差壓檢測(cè)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(guò)對(duì)壓力靜壓誤差。在這種情況下，可通過(guò)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(chēng)為這種方法稱(chēng)為“零點(diǎn)遷移零點(diǎn)遷移”。 零點(diǎn)遷移有無(wú)遷移、負(fù)遷移和正遷移三種零點(diǎn)遷移有無(wú)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(xiàn)性化線(xiàn)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(cè)量范圍的下限值與測(cè)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(chēng)

11、為零點(diǎn)調(diào)整，在時(shí)，稱(chēng)為零點(diǎn)調(diào)整，在xmin0時(shí)，稱(chēng)為零點(diǎn)遷移時(shí)，稱(chēng)為零點(diǎn)遷移 當(dāng)測(cè)量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋徽担Q(chēng)為正遷移；當(dāng)測(cè)量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋徽?，稱(chēng)為正遷移；當(dāng)測(cè)量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋回?fù)值，稱(chēng)為負(fù)遷移當(dāng)測(cè)量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋回?fù)值，稱(chēng)為負(fù)遷移 零點(diǎn)調(diào)整使變送器的測(cè)量起始點(diǎn)為零零點(diǎn)調(diào)整使變送器的測(cè)量起始點(diǎn)為零零點(diǎn)遷移是把測(cè)量的起始點(diǎn)由零遷移到某一數(shù)值零點(diǎn)遷移是把測(cè)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(cè)量元件配合使用與測(cè)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(kāi)、氣關(guān)型式氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)型式 氣開(kāi)式：信號(hào)壓力增大，流通截面積增氣開(kāi)式：信號(hào)壓力增大，流通截面積增大，閥開(kāi)度增大，失氣時(shí)閥全關(guān)；大，閥開(kāi)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(kāi)度減小，失氣時(shí)閥全開(kāi)。小，閥開(kāi)度減小，失氣時(shí)閥全開(kāi)。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(xiàn)、等百有三種形式：直線(xiàn)、等百分比對(duì)數(shù)及快開(kāi)等。分比對(duì)數(shù)及快開(kāi)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(xiàn)特性直線(xiàn)特性快開(kāi)特性快開(kāi)特性 等百分比特性等百分比特性直線(xiàn)特性直線(xiàn)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(kāi)、氣關(guān)型式的選擇氣開(kāi)、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(guò)渡過(guò)程的影響統(tǒng)過(guò)渡過(guò)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(guò)渡時(shí)間短；但存在余差，能力強(qiáng)

16、、控制及時(shí)、過(guò)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(guò)渡過(guò)程結(jié)束時(shí)是無(wú)余差的；至消除偏差為止；過(guò)渡過(guò)程結(jié)束時(shí)是無(wú)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(guò)加大比例度，使穩(wěn)定性基分作用的同時(shí)，

17、可通過(guò)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(guò)渡過(guò)程的時(shí)間也加長(zhǎng)。過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間也加長(zhǎng)。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(wú)擾動(dòng)切換：切換的瞬間，調(diào)節(jié)器無(wú)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(jiǎn)單控制系統(tǒng)簡(jiǎn)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(mǎn)足生產(chǎn)工藝穩(wěn)定平安高所選被控變量能滿(mǎn)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(guò)程特性選擇控制參數(shù)根據(jù)過(guò)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)?？刂仆ǖ赖姆糯笙禂?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(guò)程控制通道的時(shí)間常數(shù)大，或多容量引當(dāng)廣義過(guò)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(guò)程，此時(shí)若選用控制規(guī)律，如溫度過(guò)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(guò)程控制通道存在純滯后時(shí)，若用微分作當(dāng)廣義過(guò)程控制通道存在純滯后時(shí)，若用微分作用來(lái)改善控制質(zhì)量是無(wú)效的。也就是說(shuō)，微分作用來(lái)改善控制質(zhì)量是無(wú)效的。也就是說(shuō)，微分作用對(duì)克服純滯后是無(wú)能為力的。用對(duì)克服純滯后是無(wú)能為力的。 52(3)當(dāng)廣義過(guò)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(guò)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(guò)程。規(guī)律，如流量過(guò)程。 (4)當(dāng)廣義過(guò)程控制通道時(shí)間常數(shù)較小，而負(fù)荷變化當(dāng)廣義過(guò)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(lái)提高控制質(zhì)量。微分作用來(lái)提高控制質(zhì)量。 (5)當(dāng)廣義過(guò)程控制通道的時(shí)間常數(shù)或時(shí)滯很大，而當(dāng)廣義過(guò)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(jiǎn)單控制系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足要求，負(fù)荷變化又很大時(shí)，簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足要求，可以設(shè)計(jì)復(fù)雜控制系統(tǒng)來(lái)提高控制質(zhì)量?？梢栽O(shè)計(jì)復(fù)雜控制系統(tǒng)來(lái)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(kāi)環(huán)總靜態(tài)放大系數(shù)為正。 單回路由被控過(guò)程、檢測(cè)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(cè)變送裝置的靜態(tài)放大系數(shù)Km0，一般情況下無(wú)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(kāi)、氣關(guān)形式。 2.按被控過(guò)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(lái)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(xiàn)法：衰減曲線(xiàn)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(kāi)、確定控制閥的氣開(kāi)、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(guò)高燒壞爐子。溫度過(guò)高燒壞爐子。故：選氣開(kāi)閥。故：選氣開(kāi)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(cè)測(cè)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(jiǎn)單控制系統(tǒng)）。一個(gè)副回路簡(jiǎn)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(cè)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(cè)量、變送 主測(cè)量、變送 主被控 變量 干擾 干擾 - 副測(cè)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(chēng)為

29、比值控制系統(tǒng)。的控制系統(tǒng)，稱(chēng)為比值控制系統(tǒng)。類(lèi)型：類(lèi)型：?jiǎn)伍]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(guò)程中都應(yīng)該是緩慢變化的。過(guò)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(guò)控制器的參數(shù)整定來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)控制器的參數(shù)整定來(lái)實(shí)現(xiàn)。63簡(jiǎn)單均勻控制系統(tǒng)簡(jiǎn)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(guò)渡過(guò)程，達(dá)到均勻的目的。過(guò)渡過(guò)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(chēng)為稱(chēng)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(kāi)環(huán)控制，控制作用幾乎與干擾前饋控制是開(kāi)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(wú)效。它干擾無(wú)效。65采用前饋控制的條件適用場(chǎng)合）采用前饋控制的條件適用場(chǎng)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(cè)不可控；主要擾動(dòng)可測(cè)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