《水工藝儀表與控制》第一章3

第4節(jié)過(guò)程限制基本規(guī)律1.位式限制位式限制:位式限制是指受控對(duì)象的狀態(tài)只能用傳感器以開關(guān)信號(hào)的形式送出，其自動(dòng)限制系統(tǒng)中的限制指令與控值信號(hào)傳遞也只有開與關(guān)兩種狀況，受控對(duì)象的受控參數(shù)只能在某個(gè)確定值的位置時(shí)才有可能使得自動(dòng)限制系統(tǒng)變更動(dòng)作狀態(tài)。1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.1位式限制例如：水箱水位是否到達(dá)預(yù)定水位，須要停泵；濾池過(guò)濾工作周期是否到達(dá)預(yù)定時(shí)間，須要反沖洗；離子交換裝置出水是否到達(dá)預(yù)期濃度，須要再生；設(shè)備溫度是否超標(biāo)，須要緊急停機(jī)；等等。如圖為一水箱，在水箱右側(cè)壁上安裝三個(gè)水位限制開關(guān)，分別稱為——水位開關(guān)a、水位開關(guān)b、水位開關(guān)c。acb水位開關(guān)工作示意圖

水箱公共端常閉端子常開端子接引出線水箱公共端常閉端子常開端子接引出線水箱公共端常閉端子常開端子接引出線水箱公共端常閉端子常開端子接引出線現(xiàn)以水泵、水箱聯(lián)合供水雙位限制系統(tǒng)為例，進(jìn)一步說(shuō)明位式限制系統(tǒng)的工作方式。1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.1位式限制220V0常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)動(dòng)銜鐵線圈定銜鐵復(fù)位彈簧斷電狀態(tài)加電狀態(tài)未加電狀態(tài)常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)動(dòng)開觸點(diǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)2.比例調(diào)整1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.2比例調(diào)整調(diào)整器限制器eu經(jīng)比較后的偏差信號(hào)經(jīng)處理后的執(zhí)行信號(hào)過(guò)程限制的核心是對(duì)檢測(cè)信號(hào)的處理，信號(hào)處理就是對(duì)所接收的隨時(shí)間變更的信號(hào)進(jìn)行即時(shí)的運(yùn)算和處理，按使系統(tǒng)達(dá)到期望值所要求的趨勢(shì)，輸出調(diào)整/限制信號(hào)。假如調(diào)整器的輸入信號(hào)經(jīng)調(diào)整器處理以后，其輸出信號(hào)與輸入信號(hào)成比例，則該種限制為比例調(diào)整（P調(diào)整）。比例調(diào)整的輸出信號(hào)u與輸入的偏差信號(hào)e成比例，即比例調(diào)整:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.2比例調(diào)整Kc—比例系數(shù)或放大系數(shù)δ—比例帶δ稱為比例帶，假如輸出信號(hào)u的變更范圍恰好等于執(zhí)行器所要求的輸入信號(hào)的變更范圍，且偏差量e的變更恰好能使u的變更從0～100%，此時(shí)δ就表示u從0～100%變更時(shí)須要e對(duì)應(yīng)的變更范圍。比例調(diào)整:比例調(diào)整階躍響應(yīng)曲線1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.2比例調(diào)整1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.2比例調(diào)整調(diào)整器限制器eu設(shè)e的變更范圍為0~0.5伏，比例系數(shù)Kc等于10，則輸出信號(hào)u的變更為0~5伏；δ=1/Kc=1/10=0.1=10%，則表明只須要在輸入端輸入等于輸出端10%的信號(hào)。3.積分調(diào)整在積分調(diào)整（I調(diào)整）過(guò)程中，調(diào)整器輸出信號(hào)的變更速度du/dt與偏差信號(hào)e呈正比，即積分調(diào)整:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.3積分調(diào)整式中S0稱為積分速度，可視狀況取正值或負(fù)值。S0越大，同樣的階躍干擾產(chǎn)生的偏差e可使調(diào)整器的輸出u值增長(zhǎng)得越快。積分調(diào)整:積分調(diào)整階躍響應(yīng)曲線1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.3積分調(diào)整在比例（P調(diào)整）+積分調(diào)整（I調(diào)整）過(guò)程中，調(diào)整器輸出信號(hào)的變更等于兩種調(diào)整單獨(dú)作用的結(jié)果之和。比例積分調(diào)整:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.3積分調(diào)整4.微分調(diào)整微分調(diào)整就是具有這種特性的調(diào)整方式。此時(shí)調(diào)整器的輸出與受控參數(shù)與給定值的偏差對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)成正比，即微分調(diào)整:微分調(diào)整階躍響應(yīng)曲線1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.4微分調(diào)整在比例（P調(diào)整）+微分調(diào)整（D調(diào)整）過(guò)程中，調(diào)整器輸出信號(hào)的變更等于兩種調(diào)整單獨(dú)作用的結(jié)果之和。比例微分調(diào)整:比例微分調(diào)整階躍響應(yīng)曲線1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.4微分調(diào)整在比例（P調(diào)整）+微分（D調(diào)整）+積分（I調(diào)整）調(diào)整過(guò)程中，調(diào)整器輸出信號(hào)的變更等于三種調(diào)整單獨(dú)作用的結(jié)果之和。比例積分微分調(diào)整:比例積分微分調(diào)整階躍響應(yīng)曲線1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.4微分調(diào)整5.比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律比例調(diào)整比例積分微分調(diào)整規(guī)律:快速反應(yīng)調(diào)整積分調(diào)整消退殘差調(diào)整微分調(diào)整預(yù)見性調(diào)整1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.5比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律在實(shí)際工程中，選擇何種作用規(guī)律的調(diào)整器以適合受控對(duì)象，是一個(gè)比較困難的問(wèn)題，須要綜合考慮多方面的因素然后確定。一般狀況下，可作如下考慮：比例積分微分調(diào)整應(yīng)用:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.5比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律（1）當(dāng)限制對(duì)象作用時(shí)間短、負(fù)荷變更較小，工藝要求不高時(shí)，可選擇比例作用，如貯箱壓力、液位的限制。比例積分微分調(diào)整應(yīng)用:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.5比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律（2）當(dāng)限制對(duì)象作用時(shí)間短、負(fù)荷變更不大，且工藝要求無(wú)靜差時(shí)，可選擇比例積分作用。如管道壓力和流量的限制。比例積分微分調(diào)整應(yīng)用:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.5比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律（3）限制對(duì)象作用時(shí)間與容積拖延較大時(shí)，應(yīng)引入微分作用。如工藝容許有靜差，可選用比例微分作用；如工藝要求無(wú)靜差時(shí)，則選用比例積分微分作用。如溫度、成分、pH值限制等。比例積分微分調(diào)整應(yīng)用:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.5比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律6.程序限制程序限制:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.6程序限制程序限制是否進(jìn)行，以推斷預(yù)定條件是否已得到滿足為前提：如時(shí)間是否到達(dá)、事務(wù)是否發(fā)生，設(shè)定條件是否滿足等。程序限制最大的特點(diǎn)就是事先必需能夠明確自動(dòng)限制系統(tǒng)限制轉(zhuǎn)折的條件，然后依據(jù)總的限制任務(wù)，以限制轉(zhuǎn)折事務(wù)是否發(fā)生為主線，編制自動(dòng)限制系統(tǒng)的運(yùn)行程序，最終完成既定任務(wù)。離子交換水處理系統(tǒng)，程序限制的方式，以監(jiān)測(cè)樹脂交換容量是否到達(dá)預(yù)期值，從而確定是否進(jìn)入再生程序，再利用再生終點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，確定是否讓其進(jìn)入正常水處理程序以完成水處理工作。程序限制實(shí)例:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律