集散控制系統(tǒng)的控制算法應(yīng)用

僅供個人參考合肥學(xué)院僅供個人參考HEFEIUNIVERSITY集散控制與現(xiàn)總線課程設(shè)計設(shè)名：

集控系的制法用班

級08自化2班姓學(xué)

名號00

李灶指教：

丁

健不得用于商業(yè)用途

僅供個人參考摘要:現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中機技術(shù)和自動化技術(shù)被認為是發(fā)展較快的兩個分支自動化根據(jù)生產(chǎn)過程的特點可分為過程控制和制造工業(yè)自動化及自動化測量系統(tǒng)程控制自動化是以流程工業(yè)為對象程工業(yè)自動化控制一般采用集散控制系統(tǒng)(。本文主要介紹了集散控制系統(tǒng)概念、組成（現(xiàn)場控制級、過程控制級、過程管理級、經(jīng)營管理級（系統(tǒng)構(gòu)成靈活、操作管理便捷、控制功能豐富、信息資源共享、安裝調(diào)試方便件構(gòu)、控制算法以及其在常減壓裝置中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞構(gòu)成與特點

硬件結(jié)構(gòu)

控制算法

應(yīng)用

流程介紹不得用于商業(yè)用途

僅供個人參考一、集控系統(tǒng)構(gòu)與點1.1集散控制系統(tǒng)概念集散控制系統(tǒng)Distributedcontrol產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的中分散控制系統(tǒng)，簡稱DCS系。該系統(tǒng)將若干臺微機分散應(yīng)用于過程控制信息過通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計算機監(jiān)控現(xiàn)化控制個裝置繼承了常規(guī)儀表分散控制計算機集中控制的優(yōu)點，克服了常規(guī)儀表功能單一，人-機聯(lián)系差以及單臺微型計算機控系統(tǒng)危險性高度集中的缺點現(xiàn)了在管理和顯示三方面集中，又實現(xiàn)了在功能負荷和危險性三方面的分散。1.2集散控制系統(tǒng)的組成集散控制系統(tǒng)一般有以下四部分成：）現(xiàn)控級又稱數(shù)據(jù)采集裝置是將過非控變量進行數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理對數(shù)據(jù)進一步加工處理，供CRT操示和打印，從而實現(xiàn)開環(huán)監(jiān)視，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控計算機出置在有上位的情況下以關(guān)或模信號的方式終端元件輸出計算機控制命令。）過控級又稱現(xiàn)場控制單元或基本控制器是系中核部。工藝的調(diào)節(jié)都是靠它來實現(xiàn)。比如閥門的開閉調(diào)節(jié)順序控制、連續(xù)控制等等。）過管級DCS的接口裝置，普遍配有分辨率、大屏幕的色彩CRT作者鍵盤、打印機、大容量存儲器等。操作員通過操站選擇各種操作和監(jiān)視生產(chǎn)情況、這個級別是操作人員跟DCS交信的臺是的核顯、跟管理裝置。操作人員通過操作站來監(jiān)視和控生產(chǎn)過程過屏幕了解到生產(chǎn)運行情況個過程變量的數(shù)字跟狀態(tài)。）經(jīng)管級又稱上位機，功能強、速度快、量大。通過專門的通信接口與高速數(shù)據(jù)通路相連，綜合監(jiān)視系統(tǒng)各單元，管理全系統(tǒng)所有信息。1.3集散控制系統(tǒng)的特點DCS控統(tǒng)與常規(guī)模擬儀表及中型計算機控制系統(tǒng)相比，具有很顯著的特點：1）系成靈活2）操理便捷3）控能豐富不得用于商業(yè)用途

uKj僅供個人參考uKj4）信源共享5）安調(diào)試方便1.4集散控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)DCS的系統(tǒng)主要由集中操作理裝置、分散過程控制裝置和通信接口設(shè)備等組成。通過通信網(wǎng)絡(luò)將這些硬件設(shè)備連起來同現(xiàn)據(jù)集散和集中監(jiān)視作管理等功能?，F(xiàn)場控制站中的主要設(shè)備是現(xiàn)場制單元。現(xiàn)場控制單元式DCS直與生產(chǎn)過程進行信息交互的IO處系統(tǒng)，它的要任務(wù)是進行數(shù)據(jù)采集及處理，對被控對象實施閉環(huán)反饋控制序控制和批量控制戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求擇不同的現(xiàn)場控制單元構(gòu)成現(xiàn)場控制站可是以面連續(xù)生產(chǎn)的過程控制為主以順序邏輯控制成個可以實現(xiàn)多種復(fù)雜控制方案的場控制站是以順序控制控制功能為主的現(xiàn)場控制站；還可以是一個對大批過程信號進行總體信息采集的現(xiàn)場控制站。二、集控系統(tǒng)的制法）比控器P調(diào)節(jié)）控制器的輸出信號u與成正：U=K稱比例增益。從減少偏差的角度，PP應(yīng)該增加K但是還系的穩(wěn)定性，過大的往會得產(chǎn)生激烈的振蕩和不PPP穩(wěn)定。因此在設(shè)計中應(yīng)該合理優(yōu)K，滿足精度要求下，選取合適的K值PP）積控器I調(diào)節(jié)在積分控制器中律e經(jīng)過積分控制器的積分作用得到控制器的輸出信號u

K遞函數(shù)為：G(s)I積分控制器的顯著特點是誤差調(diào)當系統(tǒng)達到平衡后信號穩(wěn)態(tài)設(shè)定值和被調(diào)量無差，偏差：積分作用實際上是將偏差起來得到如果偏差e為0，積用將使積分控制器的出不斷或減小，系統(tǒng)將無法平衡，故而只e為，積分控制器的輸出r才生變。）微控器D調(diào)節(jié)在微分控制器中律e經(jīng)過微分控制器的積分作用得到控制器的輸出信號u

u

K

D

dedt

傳遞函數(shù)為：GKcD積分控制器的顯著特點是當出現(xiàn)偏差才進行調(diào)節(jié)制器則針對被調(diào)量的變化率來進行調(diào)節(jié)不等到被量已經(jīng)出現(xiàn)較大的偏差后才開始動作分器可以對被調(diào)量的變化趨勢進行調(diào)節(jié)，使避免出現(xiàn)大的偏差。一般情況現(xiàn)作用不是直對檢測信號進行微分操作樣很大的沖擊成元器件的不正常，對于噪聲干信號，由于其突變性，直微引起很大的輸出，從而忽略實際信號的變化趨勢而對于性能要求較高的系統(tǒng)用檢測信號的速率傳感不得用于商業(yè)用途

D僅供個人參考D器來避免對信號的直接微分。）比積分微分制（PID調(diào)節(jié)比例積分、微分控制器各有優(yōu)點，對于性能要求高的系統(tǒng)，單獨使用其中一種控制器有時候不能達到預(yù)想的效果，可對其進行組合調(diào)的方程如下：KeKP

I

t0

K

D

傳遞函數(shù)為：

Kj

P

1)IKs2s取其中的3個K值值，可以成不同的組合。三、集控系統(tǒng)在減裝置中應(yīng)用3.1常壓系統(tǒng)程介紹原油由原油罐輸出常壓一二線和常壓中段回流，經(jīng)過換熱器，把原油加熱，然后經(jīng)過混合閥注水進入一電脫鹽罐，再經(jīng)過二號混合閥注水，進入二級電脫鹽罐，使原油脫鹽脫水利品質(zhì)的調(diào)節(jié)于后加程操脫出來的原油與二次常底油換熱進入閃蒸塔油面的剩余水分分出原油里面的輕油組分閃頂油氣通過閃頂油氣線進入常壓塔盤塔經(jīng)過閃底油泵抽出一次常底油換熱后進入加熱爐原加熱到合的溫(365進壓塔壓制要分餾出合格的側(cè)線油一常二線)還取常塔多熱，就側(cè)線的餾出量和中段回量要有合適的比:段量太，取熱過多，側(cè)線餾出量減少，降低了輕油的收;中段量過小，取熱少，側(cè)線油質(zhì)量重不合格。側(cè)線餾出的輕油成分還要經(jīng)過汽提塔汽提，時還要控制常底油外甩的量以常底的液位但也可過減少常底的外甩量，那樣將影響后路的控壓度大求使用串級控制壓程類似于常壓，但控制比常壓簡單。3.2常壓裝置制回路及控規(guī)律常壓系統(tǒng)主要有塔頂溫度調(diào)節(jié)系線出量調(diào)節(jié)系統(tǒng)底液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)等側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)段取熱系統(tǒng)等壓對品量高的要求頂分餾出合格汽油餾分常在頂設(shè)置塔頂溫度——回流量串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)服方面的干擾。常用的控制規(guī)律控制，積分控制，比例積分控制，比例微分控制，比例積分微分控制為線質(zhì)量求高求對系統(tǒng)抗干擾能力強出擾動時可以迅速恢復(fù)，單獨采用比例控制、積分制、微分控制已經(jīng)不能滿足要求，這里采用比例、積分、微分的組合控制PID控器在制開始時分起作用出信號發(fā)生突然的大幅變化，同時比例也起作用進行控制使偏差幅度減小，接著積分起作用，慢慢地消除靜差。不得用于商業(yè)用途

eq\o\ac(△,d)eq\o\ac(△,)僅供個eq\o\ac(△,d)eq\o\ac(△,)3.2.2比、分微控規(guī)）特具有比例P)、(I)微分D)三控制規(guī)律的控制器，簡稱PID制器。其控制規(guī)律的數(shù)學(xué)表達式:P=Pp+Pi+Pd=Keq\o\ac(△,()/T∫/dt)）傳函PID控的傳遞函數(shù)Wpid:當很大時W

pid

(S)s/T+1+1dd1s圖為控制原理框圖。）控規(guī)對程制統(tǒng)影①例控制作用比例控制作用可表示為△e=1Kp比例放大倍數(shù)或比例控制器的增益，:Kp=1eq\o\ac(△,/)由于比例控制器的比例運算沒有態(tài)元件制輸入輸出僅僅是一種比例放大關(guān)系，因此，使用比例控制器所生的相移-180°，固有180°是負反饋控制產(chǎn)生的，不是控制器本身產(chǎn)生，例控制器本身產(chǎn)生的相移為0。例控制器的增益決定于比例帶的大小，的小也決定了反饋的強弱以改善控制特性但若使用不當，也可能導(dǎo)致系統(tǒng)不定，并且可能產(chǎn)生振蕩。②分控制作用積分控制作用可以表示:/d△e/T1

積分作用產(chǎn)生了一個90°相后，也即積分輸出也落后輸入90°積控制增益等于積分輸出與輸入幅值之比。由于使用積分控制作用生一控系的滯系定性降低積間短，積分作用強，積分增益也時，也會使系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。③分控制作用不得用于商業(yè)用途

僅供個人參考微分控制作用可以表示:eq\o\ac(△,e)eq\o\ac(△,)/dt超前了90°。

微分作用產(chǎn)生一個超前的90°輸由于微分的控制作用得個統(tǒng)相滯后減小了而加系穩(wěn)定性果分時間短，微分作用弱，則對系影響不顯著。如果微分時間過長，雖然微分作用強，超前的角度有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但增益也變大，增益過大，反而會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.2.3PID數(shù)整方為了使系統(tǒng)不僅靜態(tài)特性好，而要穩(wěn)定性好，過程過渡短，正確的整定參數(shù)字控制器的參數(shù)Kp、T1是重要的。在連續(xù)控制系統(tǒng)中，模擬控制器的參數(shù)整定方法非常多程整定法就是其中一由頻率法化簡而來點是整定參數(shù)時不必依賴控制對象的數(shù)學(xué)模型，簡單易。3.3控回路說為了保持常底液位在一定范圍內(nèi)動，又要保證減壓塔進料穩(wěn)定，采取液面與流量組成的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)系，允液面在一定范圍內(nèi)變化，而持流量相對不變。減壓塔的控制方案設(shè)置是根據(jù)裝產(chǎn)品方案是燃料型還是潤滑油型來決定，產(chǎn)燃料型產(chǎn)品的側(cè)線抽出均以減壓塔集油箱中液位為控制對象，集抽出的另一物流返塔作為回流，減壓塔頂冷回流量是由減壓塔頂溫度控制。而中段回流一般采用流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，產(chǎn)品滑油型時，由側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量要求比較嚴格，其類似常壓塔控制方案。減壓塔底介質(zhì)黏度大、溫度高，要留時間短，又是空系統(tǒng)，容造成塔底泵抽空，一用浮球或差壓液位調(diào)節(jié)器來控制塔底抽出量，用塔底液-油外甩串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，保塔底液位一定范圍內(nèi)波動。四、參文[劉散控制與現(xiàn)場總械工業(yè)出版社[袁散型控制系統(tǒng)應(yīng)技術(shù)與實例機工出社[常裝置系統(tǒng)操作中石集資.不得用于商業(yè)用途

僅供個人參考僅供個用學(xué)習(xí)、究不得用商業(yè)用。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfürden