雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)課件

比值控制系統(tǒng)

內容提要生產過程中經常要求兩種或兩種以上的物料以一定的比例混合以后參加化學反應，以保證反應安全、充分并節(jié)約能量，由此提出了比值控制。本章將重點講述比值控制系統(tǒng)的常見結構類型、比值系數的計算、比值控制系統(tǒng)方案的實施、實施中的有關問題及比值控制系統(tǒng)的投運與整定的步驟。比值控制系統(tǒng)

15.1概述

工業(yè)生產過程中，經常需要兩種或兩種以上的物料按一定比例混合或進行反應。一旦比例失調，就會影響生產的正常進行，影響產品質量，浪費原料，消耗動力，造成環(huán)境污染，甚至造成生產事故。最常見的是燃燒過程，燃料與空氣要保持一定的比例關系，才能滿足生產和環(huán)保的要求；造紙過程中，濃紙漿與水要以一定的比例混合，才能制造出合格的紙漿；許多化學反應的多個進料要保持一定的比例。因此，凡是用來實現(xiàn)兩種或兩種以上的物料量自動地保持一定比例關系以達到某種控制目的的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。

5.1概述

工業(yè)生產過程中，2

比值控制系統(tǒng)是控制兩種物料流量比值的控制系統(tǒng)，一種物料需要跟隨另一種物料流量的變化。在需要保持比例關系的兩種物料中，必有一種物料處于主導地位，稱此物料為主動量（或主物料），用表示；而另一種物料以一定的比例隨的變化而變化，稱為從動量（或從物料），用表示。由于主、從物料均為流量參數，故又分別稱為主流量和副流量。例如，在燃燒過程的比值控制系統(tǒng)中，當燃料量增加或減少時，空氣流量也要隨之增加或減少，因此，燃料量應為主動量，而空氣量為從動量。比值控制系統(tǒng)就是要實現(xiàn)從動量與主動量的對應比值關系，即滿足關系式（5-1）式中，K為從動量與主動量的比值。由此可見，在比值控制系統(tǒng)中，從動量是跟隨主動量變化的物料流量，因此，比值控制系統(tǒng)實際上是一種隨動控制系統(tǒng)。比值控制系統(tǒng)是控制兩種物料流量比值的控35.2比值控制系統(tǒng)的類型

按照系統(tǒng)結構，可將比值控制系統(tǒng)分為單閉環(huán)、雙閉環(huán)和變比值控制系統(tǒng)三種結構類型。從控制原理看，比值控制系統(tǒng)屬于前饋控制系統(tǒng)。開環(huán)比值控制系統(tǒng)是最簡單的比值控制系統(tǒng)。當F2因管線兩端的壓力波動而發(fā)生變化時，系統(tǒng)不起控制作用，此時難以保證F2與F1間的比值關系。也就是說，開環(huán)比值控制系統(tǒng)對來自于從動量所在管線的擾動并無抗干擾能力，只能適用于從動量較平穩(wěn)且對比值要求不高的場合。而實際生產過程中，對F2的擾動常常是不可避免的，因此生產上很少采用開環(huán)比值控制系統(tǒng)。5.2比值控制系統(tǒng)的類型

按照4通常，工業(yè)生產過程中采用閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。為了調節(jié)從動量，從動量應組成閉環(huán)，因此，根據主動量是否組成閉環(huán)，可分為單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。如果比值K來自于另一個控制器，即主、副物料的流量比不是一個固定值，則該比值控制系統(tǒng)就是變比值控制系統(tǒng)。通常，工業(yè)生產過程中采用閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。為了55.2.1單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)是為了克服開環(huán)比值控制方案的不足，在開環(huán)比值控制系統(tǒng)的基礎上，增加一個從動量的閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖5.2所示。圖5.2單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)與串級控制系統(tǒng)的區(qū)別？5.2.1單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

6在穩(wěn)定狀態(tài)下，主、副流量滿足工藝要求的比值，F(xiàn)2/F1＝K。當主流量變化時，其主流量信號F1經變送器送到比值計算裝置（通常為乘法器或比值器），比值計算裝置則按預先設置好的比值使輸出成比例地變化，也就是成比例地改變副流量控制器的設定值，此時副流量閉環(huán)系統(tǒng)為一個隨動控制系統(tǒng)，從而使F2跟隨F1變化，使得在新的工況下，流量比值K保持不變。當主流量沒有變化而副流量由于自身擾動發(fā)生變化時，副流量閉環(huán)系統(tǒng)相當于一個定值控制系統(tǒng)，通過自行控制克服擾動，使工藝要求的流量比值仍保持不變。在穩(wěn)定狀態(tài)下，主、副流量滿足工藝要7如圖5.3所示，為單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)實例。丁烯洗滌塔的任務是用水除去丁烯餾分中所夾帶的微量乙腈。為了保證洗滌質量，要求根據進料流量配以一定比例的洗滌水量?？傊瑔伍]環(huán)比值控制系統(tǒng)不僅能使從動量的流量跟隨主動量的變化而變化，實現(xiàn)主、從動量的精確流量比值，還能克服進入從動量控制回路的擾動影響。因此，其主、從動量的比值較為精確，而且比開環(huán)比值控制系統(tǒng)的控制質量要好。單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的結構形式較簡單。所增加的儀表投資較少，實施起來亦較方便，而控制品質卻有很大提高，因而被大量應用于生產過程控制，尤其適用于主物料在工藝上不允許進行控制的場合。圖5.3丁烯洗滌塔進料與洗滌水之比值控制如圖5.3所示，為單閉環(huán)比值控制8單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)中，雖然兩物料比值一定，但由于主動量是不受控制的，所以總物料量（即生產負荷）是不固定的，這對于負荷變化幅度大—物料又直接去化學反應器的場合是不適合的。因負荷的波動有可能造成反應不完全，或反應放出的熱量不能及時被帶走等，從而給反應帶來一定的影響，甚至造成事故。此外，這種方案對于嚴格要求動態(tài)比值的場合也是不適應的。因為這種方案的主動量是不定值的，當主動量出現(xiàn)大幅度波動時，從動量相對于控制器的設定值會出現(xiàn)較大的偏差，也就是說，在這段時間里，主、從動量的比值會較大地偏離工藝要求的流量比，即不能保證動態(tài)比值。單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)中，雖然兩物料比95.2.2雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)是為了克服單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)主動量不受控、生產負荷在較大范圍內波動的不足而設計的。在主動量也需要控制的情況下，增加一個主動量控制回路，單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)就成為雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，如圖5.4所示。圖5.4雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)5.2.2雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

10如圖5.5所示，為某溶劑廠生產中采用的二氧化碳與氧氣流量的雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的實例。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)由于主動量控制回路的存在，實現(xiàn)了對主動量的定值控制，大大克服了主流量干擾的影響，使主流量變得比較平穩(wěn)，通過比值控制副流量也將比較平穩(wěn)。這樣不僅實現(xiàn)了比較精確的流量比值，而且也確保了兩物料的總流量（即生產負荷）能保持穩(wěn)定，這是雙閉環(huán)比值控制的一個主要優(yōu)點。圖5.5二氧化碳與氧氣流量雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)如圖5.5所示，為某溶劑廠生產中采11雙閉環(huán)比值控制的另一個優(yōu)點是升降負荷比較方便，只要緩慢地改變主動量控制器的設定值，就可以升降主動量，同時從動量也就自動跟蹤升降，并保持兩者的比值不變。但由于雙閉環(huán)比值控制方案使用儀表較多，投資高，而且投運也較麻煩，因此，如果沒有以上控制要求，采用兩個單獨的單回路定值控制系統(tǒng)來分別穩(wěn)定主、副流量，也能使兩種物料保持一定的比例關系。這樣在投資上可節(jié)省一臺比值裝置，而且兩個單回路流量控制系統(tǒng)在操作上也較方便。在采用雙閉環(huán)比值控制方案時，應盡量保證其輸出為非周期變化，以防止產生共振。雙閉環(huán)比值控制的另一個優(yōu)點是升降負125.2.3變比值控制系統(tǒng)

前面介紹的兩種控制系統(tǒng)都屬于定比值控制系統(tǒng)，控制的目的是要保持主、從物料的比值關系為定值。但有些化學反應過程，要求兩種物料的比值能靈活地隨第三變量的需要而加以調整，這樣就出現(xiàn)了變比值控制系統(tǒng)。在生產上維持流量比恒定往往不是控制的最終目的，而僅僅是保證產品質量的一種手段。定比值控制方案只能克服來自流量方面的擾動對比值的影響，當系統(tǒng)中存在著除流量擾動外的其他擾動（如溫度、壓力、成分及反應器中觸媒活性變化等擾動）時，為了保證產品質量，必須適當修正兩物料的比值，即重新設置比值系數。由于這些擾動往往是隨機的，擾動的幅值也各不相同，顯然無法用人工方法經常去修正比值系數，定比值控制系統(tǒng)也就無能為力了。因此，出現(xiàn)了按照一定工藝指標自行修正比值系數的變比值控制系統(tǒng)。如圖5.6所示，為一個用除法器組成的變比值控制系統(tǒng)。5.2.3變比值控制系統(tǒng)

前13圖5.6變比值控制系統(tǒng)由圖可見，變比值控制系統(tǒng)是比值隨另一個控制器輸出變化的比值控制系統(tǒng)。其結構是串級控制系統(tǒng)與比值控制系統(tǒng)的結合。它實質上是一個以某種質量指標為主變量、兩物料比值為副變量的串級控制系統(tǒng)，所以也稱為串級比值控制系統(tǒng)。因此，在變比值控制系統(tǒng)中，流量比值只是一種控制手段，其最終目的通常是保證表征產品質量指標的主被控變量恒定。圖5.6變比值控制系統(tǒng)由圖可見，變比值控14以圖5.7所示硝酸生產中氧化爐的爐溫與氨氣/空氣比值所組成的串級比值控制方案為例，說明變比值控制系統(tǒng)的應用。圖5.7氧化爐溫度與氨氣/空氣串級比值控制系統(tǒng)以圖5.7所示硝酸生產中氧化爐的爐15在變比值控制方案中，選取的第三參數主要是衡量質量的最終指標，而流量間的比值只是參考指標和控制手段。因此在選用變比值控制時，必須考慮到作為衡量質量指標的第三參數能否進行連續(xù)的測量變送，否則系統(tǒng)將無法實施。由于具有第三參數自動校正比值的優(yōu)點，且隨著質量檢測儀表的發(fā)展，變比值控制可能會越來越多地在生產上得到應用。需要注意的是，上面提到的變比值控制方案是用除法器來實施的，實際上還可采用其他運算單元（如乘法器）來實施。同時從系統(tǒng)的結構看，上例是單閉環(huán)變比值控制系統(tǒng)，如果工藝控制需要，也可構成雙閉環(huán)變比值控制系統(tǒng)。在變比值控制方案中，選取的第三參數165.3比值系數的計算

在此，有必要把流量比值K和設置于儀表的比值系數K′區(qū)別開來，因為工藝上規(guī)定的比值是指兩物料的（質量或體積）流量之比，而目前通用的儀表則使用統(tǒng)一的標準信號（例如，電動儀表使用0～10mA或4～20mA直流電流信號，氣動儀表使用20～100kPa氣壓信號等）。因此，必須把工藝規(guī)定的流量比值K折算成儀表信號的比值系數K′，才能進行比值設定。比值系數的折算方法隨流量與測量信號間是否成線性關系而不同。5.3比值系數的計算

在此，有必175.3.1流量與測量信號成線性關系時的折算

當使用轉子流量計、渦輪流量計、橢圓齒輪流量計或帶開方的差壓變送器測量流量時，流量信號均與測量信號成線性關系。下面以圖5.8所示的單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)為例，分別討論當采用DDZ-Ⅲ型、DDZ-Ⅱ型和氣動儀表時，比值系數的折算方法。圖5.8帶開方差壓變送器的比值控制系統(tǒng)5.3.1流量與測量信號成線性關系時的折算

181．采用信號范圍為4～20mADC的DDZ-Ⅲ型儀表當流量從0變至最大值時，變送器對應的輸出為4～20mADC，則流量的任一中間值F所對應的輸出電流為（5-2）故（5-3）由式（5-3）可得工藝要求的流量比值為（5-4）由此可折算成儀表的比值系數

，為（5-5）1．采用信號范圍為4～20mA19式中，F(xiàn)1max——主動量變送器的量程上限；F2max——副流量變送器的量程上限；

I1——主流量的測量信號值；I2——副流量的測量信號值。2．信號范圍為0～10mADC的DDZ-Ⅱ型儀表當流量從0變至最大值Fmax時，變送器對應的輸出為0～10mADC，則流量的任一中間值F所對應的輸出電流為（5-6）故由式（5-7）可得工藝要求的流量比值，為（5-8）式中，F(xiàn)1max——主動量變送器的量程上限；（5-6）故由式20由此可折算成儀表的比值系數K′，為（5-9）式中，F(xiàn)1max——主流量變送器的量程上限；F2max——副流量變送器的量程上限；I1——主流量的測量信號值；I2——副流量的測量信號值。3．采用信號范圍為20～100kPa的氣動儀表當流量從0變至最大值時，變送器對應的輸出為20～100kPa，變送器的轉換關系為（5-10）儀表的比值系數為（5-11）由此可折算成儀表的比值系數K′，為（5-9）式中，21將式（5-10）代入（5-11），可得（5-12）式中，F(xiàn)1max——主流量變送器的量程上限；F2max——副流量變送器的量程上限；p1——主流量的測量信號值；p2——副流量的測量信號值?？梢钥闯觯瑢τ诓煌盘柗秶膬x表，比值系數的計算式是一致的，即（5-13）將式（5-10）代入（5-11），可得（5-12）式中，F(xiàn)225.3.2流量與測量信號成非線性關系時的折算

當使用差壓式流量計測量流量而未經開方處理時，構成的單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)如圖5.9所示。流量與壓差的非線性關系為（5-14）式中，C為差壓式流量計的比例系數。圖5.9不帶開方差壓變送器的比值控制系統(tǒng)5.3.2流量與測量信號成非線性關系時的折算23此時針對不同信號范圍的儀表，測量信號與流量的轉換關系如下。0～10mADC的DDZ-Ⅱ型電動儀表：（5-15）4～20mADC的DDZ-Ⅲ型電動儀表：（5-16）20～100kPa的氣動儀表:（5-17）此時針對不同信號范圍的儀表，測量信號與流量的轉換關系如下。（24以信號范圍為4～20mADC的DDZ-Ⅲ型電動儀表為例，此時的比值系數計算如下：（5-18）當采用QDZ型儀表或DDZ-Ⅱ型儀表時，同樣可得到式（5-18）。這說明比值系數的折算方法與儀表的結構型號無關，只和測量的方法有關。通過對流量與測量信號的不同關系及不同信號范圍的儀表推導比值系數的計算式，可以得出如下幾點結論。以信號范圍為4～20mADC的DDZ-Ⅲ型電動儀表25（1）流量比值K與比值系數K′是兩個不同的概念，不能混淆；（2）比值系數K′的大小與流量比值K有關，也與變送器的量程有關，但與負荷的大小無關；（3）流量與測量信號之間有無非線性關系對計算式有直接影響，線性關系時，非線性關系（平方根關系）時

,但儀表的信號范圍不同及起始點是否為零，對計算式均無影響；（4）線性測量與非線性測量（平方根關系）情況下，間的關系為（1）流量比值K與比值系數K′是兩個不同的概念，不能混淆；（265.4比值控制系統(tǒng)的實施

比值控制系統(tǒng)具有單閉環(huán)、雙閉環(huán)及變比值等多種類型，每種類型均可采用氣動、電動等不同的儀表構成，因而其構成方案很多。但最根本的是采用什么方式來實現(xiàn)主、副流量的比值運算。分析所有的比值控制系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)其運算式有乘法和除法兩種，也就是說具體實施分為相乘方案與相除方案兩類。5.4比值控制系統(tǒng)的實施

比值控制系統(tǒng)具有單閉環(huán)、275.4.1兩種實施方案

比值控制系統(tǒng)有兩種實現(xiàn)的方案。如果對F1的測量值乘以比值K，作為F2流量控制器的設定值，稱為相乘方案。而如果將F2與F1的測量值相除，作為比值控制器的測量值，稱為相除方案。1．相乘方案如圖5.10所示，是采用相乘方案來實現(xiàn)單閉環(huán)比值控制的方案。圖5.10相乘方案5.4.1兩種實施方案

比值控制系統(tǒng)有兩種實現(xiàn)的方28圖中“”（乘號）表示乘法器。比值控制系統(tǒng)的設計任務，是要按工藝要求的流量比值K來正確設置圖中儀表的比值系數K′。該圖所示的相乘方案中，由于在差壓變送器后設有開方器，因此流量信號與測量信號成線性關系，儀表的比值系數K′應按式（5-13）計算。圖5.11相除方案乘法方案運算裝置如果使用氣動儀表實施，可采用比值器、配比器及乘法器等；如果采用DDZ-Ⅱ型儀表實施，則有分流器及乘法器；而如果采用DDZ-Ⅲ型儀表實施，則有比值器及乘法器等；至于使用可編程控制器或其他計算機控制來實現(xiàn)的，采用乘法運算即可。如果比值為常數，上述常規(guī)儀表均可應用；若K為變數（變比值控制）時，則必須采用乘法器，此時，只需將比值設定信號換接成第三參數就可以了。圖中“”（乘號）表示乘法器。比值控制系統(tǒng)的292．相除方案應用相除的方案如圖5.11所示，圖中“”（除號）表示除法器。顯然它還是一個單回路控制系統(tǒng)，只是控制器的測量值和設定值都是流量信號的比值，而不是流量`本身。圖5.11相除方案2．相除方案圖5.11相除方案30無論是采用氣動儀表還是電動儀表，相除方案均采用除法器來實現(xiàn)。而對于使用可編程控制器或其他計算機控制來實現(xiàn)的，只要對兩個流量測量信號進行除法運算即可。由于除法器的（或除法運算結果）輸出直接代表了兩流量信號的比值，所以可直接對它進行比值指示和報警。相除方案的優(yōu)點是直觀，可直接讀出比值，且比值可直接由控制器進行設定，其可調范圍寬，操作方便。若將比值給定信號改作第三參數，便可實現(xiàn)變比值控制。但相除方案也有其弱點。在相除方案中，可將比值K′理解為真正的被控變量。由于比值計算包括在控制回路中，而除法器的增益是非線性的，使廣義對象的特性也為非線性，所以其放大系數會隨負荷變化，比值系數一經調整，系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度就會變動。在負荷較小時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差。因此，在比值控制系統(tǒng)中應盡量少用除法器，一般可用相乘形式來代替它。無論是采用氣動儀表還是電動儀表，相除方案均采用除法器來315.5比值控制系統(tǒng)的投運與整定

比值控制系統(tǒng)在設計、安裝好以后，即可進行系統(tǒng)的投運。投運前的準備工作及投運步驟與簡單控制系統(tǒng)相同，不再重復介紹。這里主要介紹比值控制系統(tǒng)的整定。

1．投運中比值系數的設置所需注意的問題首先根據工藝規(guī)定的流量比值K按實際組成的方案進行比值系數的計算。比值系數計算為系統(tǒng)設計、儀表量程的選擇和現(xiàn)場比值系數的設置提供了理論依據。但由于采用差壓法測算流量時，要做到精確計量有一定的困難；而且盡管對測量元件進行了精確計算，但在實際使用中尚有不少誤差，想通過比值系數一次精確設置來保證流量比值是不可能的。因此，在投運前系統(tǒng)的比值系數不一定要精確設置，可以在投運過程中逐漸校正，直至工藝認為合格為止。5.5比值控制系統(tǒng)的投運與整定

比值控制系統(tǒng)在設計32

2．比值控制系統(tǒng)的參數整定

比值控制系統(tǒng)的參數整定，關鍵是先要明確整定要求。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的主流量回路為一般的定值控制系統(tǒng)，可按常規(guī)的簡單控制系統(tǒng)進行整定；變比值控制系統(tǒng)因結構上屬于串級控制系統(tǒng)，故主控制器可按串級控制系統(tǒng)進行整定。比值控制系統(tǒng)中的副流量回路是一個隨動控制系統(tǒng)，工藝上希望副流量能迅速、正確地跟隨主流量變化，并且不宜有過調。由此可知，比值控制系統(tǒng)實際上是要達到振蕩與不振蕩的臨界過程，這與一般定值控制系統(tǒng)的整定要求是不一樣的。2．比值控制系統(tǒng)的參數整定33

按照隨動控制系統(tǒng)的整定要求，一般的整定步驟如下所述。（1）根據工藝要求的兩流量比值K，進行比值系數的計算。若采用相乘形式，則需計算儀表的比值系數K′值；若采用相除形式，則需計算比值控制器的設定值。在現(xiàn)場整定時，可根據計算的比值系數K′值投運。在投運后，一般還需按實際情況進行適當的調整，以滿足工藝要求。（2）控制器一般需采用PI形式。整定時可先將積分時間設置于最大，由大到小地調整比例度，直至系統(tǒng)處于振蕩與不振蕩的臨界過程為止。（3）若有積分作用，則適當地放寬比例度（一般放大20％左右），然后慢慢地把積分時間減小，直到系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩與不振蕩的臨界過程或微振蕩的過程為止。按照隨動控制系統(tǒng)的整定要求，一般的整定步驟如下所述。34本章小結

隨著石油、化工生產在國民經濟中的地位不斷提高，比值控制系統(tǒng)的應用也越來越廣泛比值控制系統(tǒng)有三種類型：單閉環(huán)、雙閉環(huán)、變比值控制系統(tǒng)。其中單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)最為常見。根據運算器在閉環(huán)中所處位置的不同，可構成兩種實施方案：相乘方案和相除方案。在實際使用中，依據測量方法的不同，需要將工藝上的流量比值K折算成儀表上的比值系數K′。用儀表構成比值控制系統(tǒng)時還應注意信號匹配問題。應充分理解和掌握比值控制系統(tǒng)中副流量回路的特點及整定要求。近年來，智能化儀表的發(fā)展使比值控制系統(tǒng)在結構上也發(fā)生了一些變化。由于智能化儀表的信號為數字信號，所以不用再進行比值系數的換算；在系統(tǒng)中用功能塊參與運算，也就不需引入比值器，使控制系統(tǒng)的實現(xiàn)更加快捷、方便。本章小結

隨著石油、化工生產在國民經濟中的地位不35思考與練習

3．在生產硝酸的過程中，要求氨氣量與空氣量保持一定的比例關系。在正常情況下，工藝規(guī)定氨氣流量為2000m3/h，空氣流量為20000m3/h，氨氣流量表的量程0～3200m3/h，空氣流量表的量程為0～25000m3/h，求儀表的比值系數K′。4．自來水因含有大量微生物，所以在供應用戶之前必須進行消毒。氯氣是常用的消毒劑。但如果氯氣的用量少則起不到應有的效果，過多又會使自來水氣味難聞并會產生強烈的腐蝕作用。為使注入到自來水中的氯氣量合適，必須使氯氣注入量與自來水成一定的比值關系。自來水凈化工藝流程圖如圖5.12所示，試設計一個凈化水量與氯氣量的比值控制系統(tǒng)思考與練習

3．在生產硝酸的過程中，要求氨氣量與空氣量保持一36圖5.12

自來水凈化工藝流程圖5．在某生產過程中，需使參與反應的甲、乙兩種物料流量保持一定的比值，若已知正常操作時，甲流量＝7m3/h，采用孔板測量并配用差壓變送器，其測量范圍為0～10m3/h；乙流量＝250L/h，相應的測量范圍為0～300L/h，根據要求設計保持比值的控制系統(tǒng)。試求在流量與測量信號分別成線性關系和非線性關系時，采用DDZ-Ⅱ型儀表組成系統(tǒng)時的比值系數K′。圖5.12自來水凈化工藝流程圖5．在某生產過程中，需使參376．某生產工藝要求A、B兩物料流量比值維持在0.4。已知＝3200kg/h，＝800kg/h，流量采用孔板配差壓變送器進行測量，并在變送器后加了開方器。試分析可否采用乘法器組成的比值控制方案？如果一定要用乘法器，在系統(tǒng)結構上應作何處理？7．某化學反應過程要求參與反應的A、B保持，兩物料的最大流量＝625m3/h，＝290m3/h。通過觀察發(fā)現(xiàn)，A、B兩物料流量因管線壓力波動而經常變化。根據上述情況，要求：①設計一個比較合適的比值控制系統(tǒng)；②計算該比值系統(tǒng)的比值系數；③若采用DDZ-Ⅱ型儀表構成該比值系統(tǒng)，則比值系數應該是多少？④選擇該比值控制系統(tǒng)控制閥的開、閉形式及控制器的正、反作用。8．比值控制系統(tǒng)有哪幾種實施方案，各有何特點？9．在比值控制系統(tǒng)實施時應如何注意信號匹配問題？10．簡述比值控制系統(tǒng)中副流量回路的整定過程。6．某生產工藝要求A、B兩物料流量比值維持在0.4。已知38實驗五單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的投運和整定

1．實驗目的（1）認識單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的構成。（2）掌握比率設定器中比值系數的計算。（3）熟悉比值控制系統(tǒng)的整定過程。2．實驗設備①氣動薄膜控制閥（帶閥門定位器） 1臺②DDZ-Ⅲ型比率設定器 1臺③空壓機 1臺④信號采集模塊 2塊⑤DDZ-Ⅲ控制器 1臺⑥電磁式流量計 2臺⑦離心式水泵 2臺⑧微機 1臺3．實驗步驟（1）實驗流程圖如圖5.13所示，按圖5.14接線并連接好氣路。實驗五單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的投運和整定

1．實驗目的39圖5.13實驗流程圖圖5.14接線原理示意圖圖5.13實驗流程圖圖5.14接線原理示意圖40（2）依據所要求的比值和流量計的量程計算比值控制器的系數并設置到比值控制器上。將控制器打到手動，積分時間置于最大，比例度可放置在一較大刻度上。（3）檢查接線無誤后，先打開氣源，將氣源壓力調至0.14MPa，再打開電源。（4）改變主物料的手動閥位置使主流量F1等于正常流量，改變控制器輸出使副流量F2滿足與F1的比值關系，待平穩(wěn)后將控制器置為自動。（5）改變主流量F1的值（相當于加入干擾），在微機上觀察F2的曲線是否出現(xiàn)振蕩與不振蕩的臨界過程，沒有則重復步驟（4）和（5），直至出現(xiàn)臨界過程。（6）若要加入積分作用，則適當地放寬比例度（一般放大20％左右）；投入積分作用，并逐步減小積分時間，直到系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩與不振蕩的臨界過程或微振蕩的過程為止。（7）記錄數據并繪制曲線。4．思考題（1）在整定過程中是如何加入擾動的，加入擾動時應注意哪些問題？（2）在實驗過程中遇到哪些問題，你是如何解決的？（2）依據所要求的比值和流量計的量程計算比值控制器的系數并設41比值控制系統(tǒng)

內容提要生產過程中經常要求兩種或兩種以上的物料以一定的比例混合以后參加化學反應，以保證反應安全、充分并節(jié)約能量，由此提出了比值控制。本章將重點講述比值控制系統(tǒng)的常見結構類型、比值系數的計算、比值控制系統(tǒng)方案的實施、實施中的有關問題及比值控制系統(tǒng)的投運與整定的步驟。比值控制系統(tǒng)

425.1概述

工業(yè)生產過程中，經常需要兩種或兩種以上的物料按一定比例混合或進行反應。一旦比例失調，就會影響生產的正常進行，影響產品質量，浪費原料，消耗動力，造成環(huán)境污染，甚至造成生產事故。最常見的是燃燒過程，燃料與空氣要保持一定的比例關系，才能滿足生產和環(huán)保的要求；造紙過程中，濃紙漿與水要以一定的比例混合，才能制造出合格的紙漿；許多化學反應的多個進料要保持一定的比例。因此，凡是用來實現(xiàn)兩種或兩種以上的物料量自動地保持一定比例關系以達到某種控制目的的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。

5.1概述

工業(yè)生產過程中，43

比值控制系統(tǒng)是控制兩種物料流量比值的控制系統(tǒng)，一種物料需要跟隨另一種物料流量的變化。在需要保持比例關系的兩種物料中，必有一種物料處于主導地位，稱此物料為主動量（或主物料），用表示；而另一種物料以一定的比例隨的變化而變化，稱為從動量（或從物料），用表示。由于主、從物料均為流量參數，故又分別稱為主流量和副流量。例如，在燃燒過程的比值控制系統(tǒng)中，當燃料量增加或減少時，空氣流量也要隨之增加或減少，因此，燃料量應為主動量，而空氣量為從動量。比值控制系統(tǒng)就是要實現(xiàn)從動量與主動量的對應比值關系，即滿足關系式（5-1）式中，K為從動量與主動量的比值。由此可見，在比值控制系統(tǒng)中，從動量是跟隨主動量變化的物料流量，因此，比值控制系統(tǒng)實際上是一種隨動控制系統(tǒng)。比值控制系統(tǒng)是控制兩種物料流量比值的控445.2比值控制系統(tǒng)的類型

按照系統(tǒng)結構，可將比值控制系統(tǒng)分為單閉環(huán)、雙閉環(huán)和變比值控制系統(tǒng)三種結構類型。從控制原理看，比值控制系統(tǒng)屬于前饋控制系統(tǒng)。開環(huán)比值控制系統(tǒng)是最簡單的比值控制系統(tǒng)。當F2因管線兩端的壓力波動而發(fā)生變化時，系統(tǒng)不起控制作用，此時難以保證F2與F1間的比值關系。也就是說，開環(huán)比值控制系統(tǒng)對來自于從動量所在管線的擾動并無抗干擾能力，只能適用于從動量較平穩(wěn)且對比值要求不高的場合。而實際生產過程中，對F2的擾動常常是不可避免的，因此生產上很少采用開環(huán)比值控制系統(tǒng)。5.2比值控制系統(tǒng)的類型

按照45通常，工業(yè)生產過程中采用閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。為了調節(jié)從動量，從動量應組成閉環(huán)，因此，根據主動量是否組成閉環(huán)，可分為單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。如果比值K來自于另一個控制器，即主、副物料的流量比不是一個固定值，則該比值控制系統(tǒng)就是變比值控制系統(tǒng)。通常，工業(yè)生產過程中采用閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。為了465.2.1單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)是為了克服開環(huán)比值控制方案的不足，在開環(huán)比值控制系統(tǒng)的基礎上，增加一個從動量的閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖5.2所示。圖5.2單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)與串級控制系統(tǒng)的區(qū)別？5.2.1單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

47在穩(wěn)定狀態(tài)下，主、副流量滿足工藝要求的比值，F(xiàn)2/F1＝K。當主流量變化時，其主流量信號F1經變送器送到比值計算裝置（通常為乘法器或比值器），比值計算裝置則按預先設置好的比值使輸出成比例地變化，也就是成比例地改變副流量控制器的設定值，此時副流量閉環(huán)系統(tǒng)為一個隨動控制系統(tǒng)，從而使F2跟隨F1變化，使得在新的工況下，流量比值K保持不變。當主流量沒有變化而副流量由于自身擾動發(fā)生變化時，副流量閉環(huán)系統(tǒng)相當于一個定值控制系統(tǒng)，通過自行控制克服擾動，使工藝要求的流量比值仍保持不變。在穩(wěn)定狀態(tài)下，主、副流量滿足工藝要48如圖5.3所示，為單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)實例。丁烯洗滌塔的任務是用水除去丁烯餾分中所夾帶的微量乙腈。為了保證洗滌質量，要求根據進料流量配以一定比例的洗滌水量?？傊瑔伍]環(huán)比值控制系統(tǒng)不僅能使從動量的流量跟隨主動量的變化而變化，實現(xiàn)主、從動量的精確流量比值，還能克服進入從動量控制回路的擾動影響。因此，其主、從動量的比值較為精確，而且比開環(huán)比值控制系統(tǒng)的控制質量要好。單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的結構形式較簡單。所增加的儀表投資較少，實施起來亦較方便，而控制品質卻有很大提高，因而被大量應用于生產過程控制，尤其適用于主物料在工藝上不允許進行控制的場合。圖5.3丁烯洗滌塔進料與洗滌水之比值控制如圖5.3所示，為單閉環(huán)比值控制49單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)中，雖然兩物料比值一定，但由于主動量是不受控制的，所以總物料量（即生產負荷）是不固定的，這對于負荷變化幅度大—物料又直接去化學反應器的場合是不適合的。因負荷的波動有可能造成反應不完全，或反應放出的熱量不能及時被帶走等，從而給反應帶來一定的影響，甚至造成事故。此外，這種方案對于嚴格要求動態(tài)比值的場合也是不適應的。因為這種方案的主動量是不定值的，當主動量出現(xiàn)大幅度波動時，從動量相對于控制器的設定值會出現(xiàn)較大的偏差，也就是說，在這段時間里，主、從動量的比值會較大地偏離工藝要求的流量比，即不能保證動態(tài)比值。單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)中，雖然兩物料比505.2.2雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)是為了克服單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)主動量不受控、生產負荷在較大范圍內波動的不足而設計的。在主動量也需要控制的情況下，增加一個主動量控制回路，單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)就成為雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，如圖5.4所示。圖5.4雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)5.2.2雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

51如圖5.5所示，為某溶劑廠生產中采用的二氧化碳與氧氣流量的雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的實例。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)由于主動量控制回路的存在，實現(xiàn)了對主動量的定值控制，大大克服了主流量干擾的影響，使主流量變得比較平穩(wěn)，通過比值控制副流量也將比較平穩(wěn)。這樣不僅實現(xiàn)了比較精確的流量比值，而且也確保了兩物料的總流量（即生產負荷）能保持穩(wěn)定，這是雙閉環(huán)比值控制的一個主要優(yōu)點。圖5.5二氧化碳與氧氣流量雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)如圖5.5所示，為某溶劑廠生產中采52雙閉環(huán)比值控制的另一個優(yōu)點是升降負荷比較方便，只要緩慢地改變主動量控制器的設定值，就可以升降主動量，同時從動量也就自動跟蹤升降，并保持兩者的比值不變。但由于雙閉環(huán)比值控制方案使用儀表較多，投資高，而且投運也較麻煩，因此，如果沒有以上控制要求，采用兩個單獨的單回路定值控制系統(tǒng)來分別穩(wěn)定主、副流量，也能使兩種物料保持一定的比例關系。這樣在投資上可節(jié)省一臺比值裝置，而且兩個單回路流量控制系統(tǒng)在操作上也較方便。在采用雙閉環(huán)比值控制方案時，應盡量保證其輸出為非周期變化，以防止產生共振。雙閉環(huán)比值控制的另一個優(yōu)點是升降負535.2.3變比值控制系統(tǒng)

前面介紹的兩種控制系統(tǒng)都屬于定比值控制系統(tǒng)，控制的目的是要保持主、從物料的比值關系為定值。但有些化學反應過程，要求兩種物料的比值能靈活地隨第三變量的需要而加以調整，這樣就出現(xiàn)了變比值控制系統(tǒng)。在生產上維持流量比恒定往往不是控制的最終目的，而僅僅是保證產品質量的一種手段。定比值控制方案只能克服來自流量方面的擾動對比值的影響，當系統(tǒng)中存在著除流量擾動外的其他擾動（如溫度、壓力、成分及反應器中觸媒活性變化等擾動）時，為了保證產品質量，必須適當修正兩物料的比值，即重新設置比值系數。由于這些擾動往往是隨機的，擾動的幅值也各不相同，顯然無法用人工方法經常去修正比值系數，定比值控制系統(tǒng)也就無能為力了。因此，出現(xiàn)了按照一定工藝指標自行修正比值系數的變比值控制系統(tǒng)。如圖5.6所示，為一個用除法器組成的變比值控制系統(tǒng)。5.2.3變比值控制系統(tǒng)

前54圖5.6變比值控制系統(tǒng)由圖可見，變比值控制系統(tǒng)是比值隨另一個控制器輸出變化的比值控制系統(tǒng)。其結構是串級控制系統(tǒng)與比值控制系統(tǒng)的結合。它實質上是一個以某種質量指標為主變量、兩物料比值為副變量的串級控制系統(tǒng)，所以也稱為串級比值控制系統(tǒng)。因此，在變比值控制系統(tǒng)中，流量比值只是一種控制手段，其最終目的通常是保證表征產品質量指標的主被控變量恒定。圖5.6變比值控制系統(tǒng)由圖可見，變比值控55以圖5.7所示硝酸生產中氧化爐的爐溫與氨氣/空氣比值所組成的串級比值控制方案為例，說明變比值控制系統(tǒng)的應用。圖5.7氧化爐溫度與氨氣/空氣串級比值控制系統(tǒng)以圖5.7所示硝酸生產中氧化爐的爐56在變比值控制方案中，選取的第三參數主要是衡量質量的最終指標，而流量間的比值只是參考指標和控制手段。因此在選用變比值控制時，必須考慮到作為衡量質量指標的第三參數能否進行連續(xù)的測量變送，否則系統(tǒng)將無法實施。由于具有第三參數自動校正比值的優(yōu)點，且隨著質量檢測儀表的發(fā)展，變比值控制可能會越來越多地在生產上得到應用。需要注意的是，上面提到的變比值控制方案是用除法器來實施的，實際上還可采用其他運算單元（如乘法器）來實施。同時從系統(tǒng)的結構看，上例是單閉環(huán)變比值控制系統(tǒng)，如果工藝控制需要，也可構成雙閉環(huán)變比值控制系統(tǒng)。在變比值控制方案中，選取的第三參數575.3比值系數的計算

在此，有必要把流量比值K和設置于儀表的比值系數K′區(qū)別開來，因為工藝上規(guī)定的比值是指兩物料的（質量或體積）流量之比，而目前通用的儀表則使用統(tǒng)一的標準信號（例如，電動儀表使用0～10mA或4～20mA直流電流信號，氣動儀表使用20～100kPa氣壓信號等）。因此，必須把工藝規(guī)定的流量比值K折算成儀表信號的比值系數K′，才能進行比值設定。比值系數的折算方法隨流量與測量信號間是否成線性關系而不同。5.3比值系數的計算

在此，有必585.3.1流量與測量信號成線性關系時的折算

當使用轉子流量計、渦輪流量計、橢圓齒輪流量計或帶開方的差壓變送器測量流量時，流量信號均與測量信號成線性關系。下面以圖5.8所示的單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)為例，分別討論當采用DDZ-Ⅲ型、DDZ-Ⅱ型和氣動儀表時，比值系數的折算方法。圖5.8帶開方差壓變送器的比值控制系統(tǒng)5.3.1流量與測量信號成線性關系時的折算

591．采用信號范圍為4～20mADC的DDZ-Ⅲ型儀表當流量從0變至最大值時，變送器對應的輸出為4～20mADC，則流量的任一中間值F所對應的輸出電流為（5-2）故（5-3）由式（5-3）可得工藝要求的流量比值為（5-4）由此可折算成儀表的比值系數

，為（5-5）1．采用信號范圍為4～20mA60式中，F(xiàn)1max——主動量變送器的量程上限；F2max——副流量變送器的量程上限；

I1——主流量的測量信號值；I2——副流量的測量信號值。2．信號范圍為0～10mADC的DDZ-Ⅱ型儀表當流量從0變至最大值Fmax時，變送器對應的輸出為0～10mADC，則流量的任一中間值F所對應的輸出電流為（5-6）故由式（5-7）可得工藝要求的流量比值，為（5-8）式中，F(xiàn)1max——主動量變送器的量程上限；（5-6）故由式61由此可折算成儀表的比值系數K′，為（5-9）式中，F(xiàn)1max——主流量變送器的量程上限；F2max——副流量變送器的量程上限；I1——主流量的測量信號值；I2——副流量的測量信號值。3．采用信號范圍為20～100kPa的氣動儀表當流量從0變至最大值時，變送器對應的輸出為20～100kPa，變送器的轉換關系為（5-10）儀表的比值系數為（5-11）由此可折算成儀表的比值系數K′，為（5-9）式中，62將式（5-10）代入（5-11），可得（5-12）式中，F(xiàn)1max——主流量變送器的量程上限；F2max——副流量變送器的量程上限；p1——主流量的測量信號值；p2——副流量的測量信號值。可以看出，對于不同信號范圍的儀表，比值系數的計算式是一致的，即（5-13）將式（5-10）代入（5-11），可得（5-12）式中，F(xiàn)635.3.2流量與測量信號成非線性關系時的折算

當使用差壓式流量計測量流量而未經開方處理時，構成的單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)如圖5.9所示。流量與壓差的非線性關系為（5-14）式中，C為差壓式流量計的比例系數。圖5.9不帶開方差壓變送器的比值控制系統(tǒng)5.3.2流量與測量信號成非線性關系時的折算64此時針對不同信號范圍的儀表，測量信號與流量的轉換關系如下。0～10mADC的DDZ-Ⅱ型電動儀表：（5-15）4～20mADC的DDZ-Ⅲ型電動儀表：（5-16）20～100kPa的氣動儀表:（5-17）此時針對不同信號范圍的儀表，測量信號與流量的轉換關系如下。（65以信號范圍為4～20mADC的DDZ-Ⅲ型電動儀表為例，此時的比值系數計算如下：（5-18）當采用QDZ型儀表或DDZ-Ⅱ型儀表時，同樣可得到式（5-18）。這說明比值系數的折算方法與儀表的結構型號無關，只和測量的方法有關。通過對流量與測量信號的不同關系及不同信號范圍的儀表推導比值系數的計算式，可以得出如下幾點結論。以信號范圍為4～20mADC的DDZ-Ⅲ型電動儀表66（1）流量比值K與比值系數K′是兩個不同的概念，不能混淆；（2）比值系數K′的大小與流量比值K有關，也與變送器的量程有關，但與負荷的大小無關；（3）流量與測量信號之間有無非線性關系對計算式有直接影響，線性關系時，非線性關系（平方根關系）時

,但儀表的信號范圍不同及起始點是否為零，對計算式均無影響；（4）線性測量與非線性測量（平方根關系）情況下，間的關系為（1）流量比值K與比值系數K′是兩個不同的概念，不能混淆；（675.4比值控制系統(tǒng)的實施

比值控制系統(tǒng)具有單閉環(huán)、雙閉環(huán)及變比值等多種類型，每種類型均可采用氣動、電動等不同的儀表構成，因而其構成方案很多。但最根本的是采用什么方式來實現(xiàn)主、副流量的比值運算。分析所有的比值控制系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)其運算式有乘法和除法兩種，也就是說具體實施分為相乘方案與相除方案兩類。5.4比值控制系統(tǒng)的實施

比值控制系統(tǒng)具有單閉環(huán)、685.4.1兩種實施方案

比值控制系統(tǒng)有兩種實現(xiàn)的方案。如果對F1的測量值乘以比值K，作為F2流量控制器的設定值，稱為相乘方案。而如果將F2與F1的測量值相除，作為比值控制器的測量值，稱為相除方案。1．相乘方案如圖5.10所示，是采用相乘方案來實現(xiàn)單閉環(huán)比值控制的方案。圖5.10相乘方案5.4.1兩種實施方案

比值控制系統(tǒng)有兩種實現(xiàn)的方69圖中“”（乘號）表示乘法器。比值控制系統(tǒng)的設計任務，是要按工藝要求的流量比值K來正確設置圖中儀表的比值系數K′。該圖所示的相乘方案中，由于在差壓變送器后設有開方器，因此流量信號與測量信號成線性關系，儀表的比值系數K′應按式（5-13）計算。圖5.11相除方案乘法方案運算裝置如果使用氣動儀表實施，可采用比值器、配比器及乘法器等；如果采用DDZ-Ⅱ型儀表實施，則有分流器及乘法器；而如果采用DDZ-Ⅲ型儀表實施，則有比值器及乘法器等；至于使用可編程控制器或其他計算機控制來實現(xiàn)的，采用乘法運算即可。如果比值為常數，上述常規(guī)儀表均可應用；若K為變數（變比值控制）時，則必須采用乘法器，此時，只需將比值設定信號換接成第三參數就可以了。圖中“”（乘號）表示乘法器。比值控制系統(tǒng)的702．相除方案應用相除的方案如圖5.11所示，圖中“”（除號）表示除法器。顯然它還是一個單回路控制系統(tǒng)，只是控制器的測量值和設定值都是流量信號的比值，而不是流量`本身。圖5.11相除方案2．相除方案圖5.11相除方案71無論是采用氣動儀表還是電動儀表，相除方案均采用除法器來實現(xiàn)。而對于使用可編程控制器或其他計算機控制來實現(xiàn)的，只要對兩個流量測量信號進行除法運算即可。由于除法器的（或除法運算結果）輸出直接代表了兩流量信號的比值，所以可直接對它進行比值指示和報警。相除方案的優(yōu)點是直觀，可直接讀出比值，且比值可直接由控制器進行設定，其可調范圍寬，操作方便。若將比值給定信號改作第三參數，便可實現(xiàn)變比值控制。但相除方案也有其弱點。在相除方案中，可將比值K′理解為真正的被控變量。由于比值計算包括在控制回路中，而除法器的增益是非線性的，使廣義對象的特性也為非線性，所以其放大系數會隨負荷變化，比值系數一經調整，系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度就會變動。在負荷較小時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差。因此，在比值控制系統(tǒng)中應盡量少用除法器，一般可用相乘形式來代替它。無論是采用氣動儀表還是電動儀表，相除方案均采用除法器來725.5比值控制系統(tǒng)的投運與整定

比值控制系統(tǒng)在設計、安裝好以后，即可進行系統(tǒng)的投運。投運前的準備工作及投運步驟與簡單控制系統(tǒng)相同，不再重復介紹。這里主要介紹比值控制系統(tǒng)的整定。

1．投運中比值系數的設置所需注意的問題首先根據工藝規(guī)定的流量比值K按實際組成的方案進行比值系數的計算。比值系數計算為系統(tǒng)設計、儀表量程的選擇和現(xiàn)場比值系數的設置提供了理論依據。但由于采用差壓法測算流量時，要做到精確計量有一定的困難；而且盡管對測量元件進行了精確計算，但在實際使用中尚有不少誤差，想通過比值系數一次精確設置來保證流量比值是不可能的。因此，在投運前系統(tǒng)的比值系數不一定要精確設置，可以在投運過程中逐漸校正，直至工藝認為合格為止。5.5比值控制系統(tǒng)的投運與整定

比值控制系統(tǒng)在設計73

2．比值控制系統(tǒng)的參數整定

比值控制系統(tǒng)的參數整定，關鍵是先要明確整定要求。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的主流量回路為一般的定值控制系統(tǒng)，可按常規(guī)的簡單控制系統(tǒng)進行整定；變比值控制系統(tǒng)因結構上屬于串級控制系統(tǒng)，故主控制器可按串級控制系統(tǒng)進行整定。比值控制系統(tǒng)中的副流量回路是一個隨動控制系統(tǒng)，工藝上希望副流量能迅速、正確地跟隨主流量變化，并且不宜有過調。由此可知，比值控制系統(tǒng)實際上是要達到振蕩與不振蕩的臨界過程，這與一般定值控制系統(tǒng)的整定要求是不一樣的。2．比值控制系統(tǒng)的參數整定74

按照隨動控制系統(tǒng)的整定要求，一般的整定步驟如下所述。（1）根據工藝要求的兩流量比值K，進行比值系數的計算。若采用相乘形式，則需計算儀表的比值系數K′值；若采用相除形式，則需計算比值控制器的設定值。在現(xiàn)場整定時，可根據計算的比值系數K′值投運。在投運后，一般還需按實際情況進行適當的調整，以滿足工藝要求。（2）控制器一般需采用PI形式。整定時可先將積分時間設置于最大，由大到小地調整比例度，直至系統(tǒng)處于振蕩與不振蕩的臨界過程為止。（3）若有積分作用，則適當地放寬比例度（一般放大20％左右），然后慢慢地把積分時間減小，直到系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩與不振蕩的臨界過程或微振蕩的過程為止。按照隨動控制系統(tǒng)的整定要求，一般的整定步驟如下所述。75本章小結

隨著石油、化工生產在國民經濟中的地位不斷提高，比值控制系統(tǒng)的應用也越來越廣泛比值