河南工業(yè)大學過程控制13

主要內容均勻控制系統(tǒng)超弛控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)閥位控制系統(tǒng)均勻控制問題的背景連續(xù)生產過程中，前一設備的出料往往是后一設備的進料，工藝常常要求前一設備液位穩(wěn)定，后一設備流入量穩(wěn)定。上述問題的解決辦法解決辦法：刪去流量控制系統(tǒng)，只設置液位控制系統(tǒng)。目標：讓控制量流量小幅變化，使被控量液位保持在允許的范圍內即可。將液位、流量的控制統(tǒng)一在一個控制系統(tǒng)中，即所謂“均勻控制”（LooseControl）。均勻控制系統(tǒng)

在定值控制系統(tǒng)中，為了保持被控量為定值，控制量可作較大幅度變化，控制作用很“強”。在均勻控制中，控制量和被控量同樣重要，控制目的要使它們在一定的范圍內都緩慢而均勻地變化。為實現(xiàn)均勻控制，其控制器參數(shù)比例度δ和積分時間TI都比定值控制系統(tǒng)大得多，即控制作用很“弱”。均勻控制的特點均勻控制與定值控制在控制結構上沒有任何區(qū)別，其區(qū)別在于控制目的不同。均勻控制的目的是保證前后裝置或設備供求矛盾的兩個參數(shù)（一個是被控量，另一個是控制量），在工藝允許的范圍內，都緩慢均勻變化。磨浮液位均勻控制磨礦及浮選工藝中，生產工藝要求：

1.礦漿池的液位保持相對穩(wěn)定。2.礦漿池的出漿流量，即送入浮選設備的礦漿量保持相對穩(wěn)定。磨浮液位均勻控制（續(xù)）上述控制不同于定值控制，否則不符合生產工藝中的第2點要求。在進行控制器參數(shù)整定時，其比例度δ和積分時間TI都要比定值控制系統(tǒng)大得多。為克服泵的非線性對流量的影響，還可引入流量副回路構成串級均勻控制系統(tǒng)。磨浮液位串級均勻控制超弛控制的由來工藝控制中，有些參數(shù)在正常工況下不會超限，不考慮對它施加控制或采取非常控制手段；而在非正常工況下，該參數(shù)會達到極限值，此時要求采取強有力的控制手段，避免超限，即所謂“超弛控制”。超弛控制（OverrideControl）屬于極限控制，一般基于生產安全角度，如要求溫度、壓力、物位不能越限等等。又稱選擇性控制、取代控制或軟保護控制。硬保護和軟保護硬保護是指當參數(shù)達到高限或低限時，系統(tǒng)開始報警，這時需設法排除故障，若沒能及時排除故障，則當參數(shù)達到高高限或低低限時，系統(tǒng)經聯(lián)鎖裝置動作，自動停車。軟保護是指當參數(shù)達到高限或低限時，系統(tǒng)開始改變控制方式，以參數(shù)脫離極限值作為當前控制的第一指標，此時的控制方式一般會使控制質量有所降低，但可維持生產繼續(xù)進行，避免停車（因為停車往往會造成較大的經濟損失）。超弛控制的實現(xiàn)在超弛控制系統(tǒng)中，設有兩個控制器：一個用于正常工況的控制，另一個用于非正常工況的控制。通過選擇判斷，自動選出能滿足正常生產或適應生產安全狀況的控制。氨冷器溫度—液位超弛控制正常情況下，根據(jù)物料出口溫度控制液氨流入量。但當氨冷器中液位過高時，會使氣氨中帶液，損壞后續(xù)設備。需用液位控制取代溫度控制，限制液氨流入量。氨冷器超弛控制框圖球磨濃度超弛控制在磨礦濃度變比值控制中，若濃度過高或過低導致“脹肚”時，將停止給礦或給水，即采用超馳控制，待濃度恢復到正常區(qū)間后，再進行變比值控制。泵池濃度—液位超弛控制超弛控制應用發(fā)展隨著計算機控制技術的發(fā)展，采用軟件方法取代以前的硬件選擇器實現(xiàn)超弛控制已變得十分方便。在基于計算機的過程控制系統(tǒng)中，許多控制回路都有超弛控制以避免故障或危險的發(fā)生或擴大，保證生產安全連續(xù)運行。分程控制分程控制（Split-rangeControl）中，一個控制器的輸出被分割成不同的控制段，分別控制不同的調節(jié)閥。例如，在采用氣動調節(jié)閥的控制系統(tǒng)，控制器的輸出被分割成兩個壓力信號范圍段（0.02-0.06MPa，0.06-0.1MPa），由每一段信號去控制一只調節(jié)閥。氣動分程控制系統(tǒng)的分類分程控制目的1.擴大控制閥的可調范圍，以改善控制品質（一般采用兩閥氣開或兩閥氣關式）。2.為了滿足工藝操作的特殊需要（一般采用氣開氣關式或氣關氣開式）。3.用作安全生產的防護措施（一般采用氣開氣關式或氣關氣開式）。蒸汽減壓系統(tǒng)分程控制采用兩只調節(jié)閥來控制中壓蒸汽。蒸汽減壓系統(tǒng)分程控制設A、B兩閥最大流通能力Cmax均為100，可調范圍R為30，則：采用兩只流通能力相同的調節(jié)閥構成分程控制系統(tǒng)，可調范圍比單只調節(jié)閥擴大一倍。可滿足生產負荷變化較大的要求，且提高控制精度，改善控制質量。蒸汽減壓系統(tǒng)的另一種控制間歇反應器的分程控制工作原理：按要求配比原料，放入反應器，開始時溫度達不到反應要求，需通蒸汽加熱，誘發(fā)化學反應；達到反應溫度并開始反應后，會產生大量反應熱，需及時移走熱量，否則會因溫度過高而發(fā)生危險。間歇反應器的分程控制

冷水閥A氣關式，蒸汽閥B氣開式。反應開始時先要升溫，TC↑，（小于0.06MPa時），A閥↓

，全關時（大于0.06MPa），B閥↑

，蒸汽加熱，達到反應溫度，反應開始。溫度升高后，TC↓，B閥↓，全關時，A閥↑

，冷卻水把反應熱帶走，使反應釜溫度恒定，以滿足工藝操作的特殊需要。油品儲罐氮封分程控制分程控制還可以用作安全生產的防護措施。氮封要求罐內氮氣微量正壓。儲罐內存儲的物料增減時，罐頂壓力將產生變化。A閥氣開式，B閥氣關式。向油罐注油時，P↑，PC↓，（小于0.06MPa時），A閥全關，B閥打開，P↓；從油罐抽油時，P↓，PC↑，（大于0.06MPa時），B閥全關，A閥打開，P↑。油品儲罐氮封分程間歇區(qū)域間歇區(qū)可避免兩閥頻繁交替開閉，并有效節(jié)省氮氣。一般貯罐頂部空隙較大，壓力對象時間常數(shù)大，而壓力控制精度要求不高，允許存在間歇區(qū)。分程控制中調節(jié)閥的泄漏量問題

選用的調節(jié)閥應不泄漏或泄漏量極小。尤其是在大、小閥并聯(lián)工作時，若大閥泄漏量過大，小閥將不能充分發(fā)揮其控制作用。分程控制中閥流量特性選擇問題在把兩個調節(jié)閥作為一個閥使用的分程控制中，要求從一個閥向另一個閥過渡時，其流量變化要平滑。若兩個閥的放大系數(shù)不同，在分程點上會引起流量特性突變。流量特性平滑過渡的解決1.選擇合適的調節(jié)閥流量特性2.采用分程信號重疊法。閥位控制的由來在過程控制系統(tǒng)中，控制變量選擇既要考慮到它的快速性和有效性，又要考慮到它的經濟性和合理性。而在有些情況下所選擇的控制變量很難做到兩者兼顧。閥位控制（ValvePositionControl）系統(tǒng)就是在綜合考慮控制變量的快速性、有效性、經濟性和合理性基礎上發(fā)展起來的一種控制系統(tǒng)。管式加熱爐原油出口溫度控制選用燃料油作為控制變量是經濟合理的，然而它對克服外界干擾的影響卻不及時。選用原油作為控制變量時，由于采用旁路控制，通道滯后小，對原油的出