化工儀表自動(dòng)化 第7章1節(jié)串級(jí)

1、1 書名:過程控制系統(tǒng)及儀表(第3版) 出版社: 大連理工大學(xué)出版社; 第3版 (2010年7月1日) 編著者：李亞芬；主審：邵誠(chéng), 叢書名: 高等學(xué)校理工科化學(xué)工類規(guī)劃教材 平裝: 259頁(yè); 語(yǔ)種: 簡(jiǎn)體中文 開本: 16 ISBN: 9787561115015, ISBN：7-5611-1501-6 條形碼: 9787561115015 尺寸: 25.6 x 18.2 x 1.2 cm 重量: 522 g 原價(jià):25.00元 2 第第7章章 復(fù)雜控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng) 比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng) 2 前饋控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng) 串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng) 3 1 均勻控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng) 4 分

2、程控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng) 5 多沖量控制系統(tǒng)多沖量控制系統(tǒng) 7 選擇性控制系統(tǒng)選擇性控制系統(tǒng) 6 3 3 第第7章章 復(fù)雜控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng) p復(fù)雜控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng) 凡是結(jié)構(gòu)上比單回路控制系統(tǒng)復(fù)雜或控制目的較凡是結(jié)構(gòu)上比單回路控制系統(tǒng)復(fù)雜或控制目的較 特殊的控制系統(tǒng)，都稱為復(fù)雜控制系統(tǒng)。特殊的控制系統(tǒng)，都稱為復(fù)雜控制系統(tǒng)。 p特點(diǎn)：特點(diǎn)： 通常包含有兩個(gè)以上的變送器、控制器或者執(zhí)行通常包含有兩個(gè)以上的變送器、控制器或者執(zhí)行 器，構(gòu)成的回路數(shù)也多于一個(gè)，所以，復(fù)雜控制系器，構(gòu)成的回路數(shù)也多于一個(gè)，所以，復(fù)雜控制系 統(tǒng)又稱為多回路控制系統(tǒng)。統(tǒng)又稱為多回路控制系統(tǒng)。 4 7-1 7-1 串級(jí)控制

3、系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng) 一、串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) p管式加熱爐是石化工業(yè)中的重要裝置之一，工藝上要求被加熱管式加熱爐是石化工業(yè)中的重要裝置之一，工藝上要求被加熱 油料爐出口溫度的波動(dòng)范圍應(yīng)控制油料爐出口溫度的波動(dòng)范圍應(yīng)控制2 2內(nèi)。內(nèi)。 5 p主要擾動(dòng)：主要擾動(dòng)： （1）原料方面的擾動(dòng)（包括物料的流量和入口溫度的變化）；）原料方面的擾動(dòng)（包括物料的流量和入口溫度的變化）； （2）燃料方面的擾動(dòng)（包括燃料的流量、熱值及壓力的波動(dòng)）；）燃料方面的擾動(dòng)（包括燃料的流量、熱值及壓力的波動(dòng)）； （3）燃燒條件方面的擾動(dòng)（包括供風(fēng)量和爐膛漏風(fēng)量的變化、燃）燃燒條件方面的擾動(dòng)（包括供風(fēng)量和爐膛

4、漏風(fēng)量的變化、燃 料的霧化狀態(tài)的影響等）。料的霧化狀態(tài)的影響等）。 p傳熱的滯后性，以及調(diào)節(jié)通道的時(shí)間常數(shù)過大（傳熱的滯后性，以及調(diào)節(jié)通道的時(shí)間常數(shù)過大（15min15min左右），左右）， 控制作用不及時(shí)。控制作用不及時(shí)。 6 p方案：方案：將爐膛溫度作為被控變量，組成如圖將爐膛溫度作為被控變量，組成如圖7-2 7-2 所示的控所示的控 制系統(tǒng)。制系統(tǒng)。 p方案的優(yōu)點(diǎn)方案的優(yōu)點(diǎn): :調(diào)節(jié)通道的時(shí)間常數(shù)縮短為調(diào)節(jié)通道的時(shí)間常數(shù)縮短為3 3分鐘左右。分鐘左右。 p缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：原料的流量或原料的流量或原料原料入口溫度波動(dòng)使?fàn)t出口溫度變化入口溫度波動(dòng)使?fàn)t出口溫度變化 時(shí)，系統(tǒng)無法使?fàn)t出口溫度再調(diào)回到

5、給定值上，所以該時(shí)，系統(tǒng)無法使?fàn)t出口溫度再調(diào)回到給定值上，所以該方案方案 仍不能達(dá)到生產(chǎn)工藝要求。仍不能達(dá)到生產(chǎn)工藝要求。 7 p方案：方案：構(gòu)成爐出口溫度為被控變量，爐膛溫度為輔助變量，構(gòu)成爐出口溫度為被控變量，爐膛溫度為輔助變量， 由爐膛溫度控制器的輸出去操縱燃料量的控制方案由爐膛溫度控制器的輸出去操縱燃料量的控制方案. p這就是爐出口溫度與爐膛溫度的串級(jí)控制系統(tǒng)。這就是爐出口溫度與爐膛溫度的串級(jí)控制系統(tǒng)。 8 p串級(jí)控制系統(tǒng)中常見的專用名詞介紹：串級(jí)控制系統(tǒng)中常見的專用名詞介紹： 主變量主變量 串級(jí)控制系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用的被控變量，是串級(jí)控制系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用的被控變量，是 過程中主要控制的

6、工藝指標(biāo)。過程中主要控制的工藝指標(biāo)。 副變量副變量 串級(jí)控制系統(tǒng)中為了穩(wěn)定主變量而引入的輔串級(jí)控制系統(tǒng)中為了穩(wěn)定主變量而引入的輔 助變量。助變量。 爐出口溫度爐出口溫度 爐膛溫度爐膛溫度 9 主對(duì)象主對(duì)象 由主變量表征其主要特征的工藝設(shè)備或過由主變量表征其主要特征的工藝設(shè)備或過 程，程，其輸入量為副變量，輸出量為主變量。其輸入量為副變量，輸出量為主變量。 副對(duì)象副對(duì)象 由副變量表征其特性的工藝生產(chǎn)設(shè)備或過由副變量表征其特性的工藝生產(chǎn)設(shè)備或過 程，程，其輸入量為系統(tǒng)的操縱變量，輸出量為副變量。其輸入量為系統(tǒng)的操縱變量，輸出量為副變量。 爐出口溫度對(duì)象爐出口溫度對(duì)象 爐膛溫度對(duì)象爐膛溫度對(duì)象 10

7、 主控制器主控制器 按主變量的按主變量的測(cè)量值與給定值測(cè)量值與給定值的偏差進(jìn)行的偏差進(jìn)行 工作的控制器，其工作的控制器，其輸出作為副控制器的輸出作為副控制器的 給定值。給定值。 副控制器副控制器 按副變量的按副變量的測(cè)量值與主控制器的輸出信測(cè)量值與主控制器的輸出信 號(hào)的偏差號(hào)的偏差進(jìn)行工作的控制器，其輸出直進(jìn)行工作的控制器，其輸出直 接控制執(zhí)行器的動(dòng)作。接控制執(zhí)行器的動(dòng)作。 爐出口溫度控制器爐出口溫度控制器 爐膛溫度控制器爐膛溫度控制器 11 主回路主回路 由主測(cè)量變送器、主控制器、副回路等效由主測(cè)量變送器、主控制器、副回路等效 環(huán)節(jié)和主對(duì)象組成的閉合回路，又稱外環(huán)環(huán)節(jié)和主對(duì)象組成的閉合回路，

8、又稱外環(huán) 或主環(huán)?；蛑鳝h(huán)。 副回路副回路 由副測(cè)量變送器、副控制器、執(zhí)行器和副由副測(cè)量變送器、副控制器、執(zhí)行器和副 對(duì)象所組成的閉合回路，又稱內(nèi)環(huán)或副環(huán)。對(duì)象所組成的閉合回路，又稱內(nèi)環(huán)或副環(huán)。 12 方塊圖：方塊圖： 工藝控制流程圖：工藝控制流程圖： 13 p 串級(jí)控制系統(tǒng)通用方塊圖串級(jí)控制系統(tǒng)通用方塊圖: : 14 p 串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上在結(jié)構(gòu)上具有如下特點(diǎn)：具有如下特點(diǎn)： 在串級(jí)控制系統(tǒng)中，有兩個(gè)閉環(huán)負(fù)反饋回路，每個(gè)回路都有自在串級(jí)控制系統(tǒng)中，有兩個(gè)閉環(huán)負(fù)反饋回路，每個(gè)回路都有自 己的控制器、測(cè)量變送器和對(duì)象，但只有一個(gè)執(zhí)行器。己的控制器、測(cè)量變送器和對(duì)象，但只有一個(gè)執(zhí)行器。

9、 兩個(gè)控制器采用串聯(lián)控制方式，主控制器的輸出作為副控制器兩個(gè)控制器采用串聯(lián)控制方式，主控制器的輸出作為副控制器 的給定值，而由副控制器的輸出來控制執(zhí)行器的動(dòng)作。的給定值，而由副控制器的輸出來控制執(zhí)行器的動(dòng)作。 主回路是一個(gè)主回路是一個(gè)定值控制系統(tǒng)定值控制系統(tǒng)，副回路則是一個(gè)，副回路則是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)隨動(dòng)控制系統(tǒng)。 15 二二、主、副控制器正、反作用的確定、主、副控制器正、反作用的確定 p主、副控制器確定順序：主、副控制器確定順序：“先副后主先副后主”的原則的原則 p副控制器的選擇原則：副控制器的選擇原則： 副控制器的正、反作用只與副回路中的各個(gè)環(huán)節(jié)副控制器的正、反作用只與副回路中的各個(gè)環(huán)節(jié)

10、有關(guān)，而與主回路無關(guān)。有關(guān)，而與主回路無關(guān)。 在簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中介紹的各環(huán)節(jié)規(guī)定符號(hào)在簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中介紹的各環(huán)節(jié)規(guī)定符號(hào)“乘積乘積 為負(fù)為負(fù)”的判別準(zhǔn)則，同樣適用于串級(jí)控制系統(tǒng)副控制的判別準(zhǔn)則，同樣適用于串級(jí)控制系統(tǒng)副控制 器正、反作用的選擇。器正、反作用的選擇。 （副控制器）（執(zhí)行器）（副對(duì)象）（副變送（副控制器）（執(zhí)行器）（副對(duì)象）（副變送 器）器）=（一）（一） 16 p主控制器的選擇原則：主控制器的選擇原則： 主控制器的正、反作用只與主對(duì)象有關(guān)，而與副回路主控制器的正、反作用只與主對(duì)象有關(guān)，而與副回路 無關(guān)。無關(guān)。 分析：分析： 副回路是一個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)，它的最終控制結(jié)果總是要使副副回路是一

11、個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)，它的最終控制結(jié)果總是要使副 變量（副回路的輸出）跟隨主控制器變量（副回路的輸出）跟隨主控制器的輸出（副回路的輸?shù)妮敵觯ǜ被芈返妮?入）而變化，也就是說，當(dāng)副同路的輸入增加時(shí)，副回路入）而變化，也就是說，當(dāng)副同路的輸入增加時(shí)，副回路 的輸出也要增加，由此可見，副回路也是一個(gè)的輸出也要增加，由此可見，副回路也是一個(gè)“ + ”環(huán)環(huán) 節(jié)。節(jié)。 主測(cè)量變送是主測(cè)量變送是一個(gè)一個(gè)“ + ”環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。 所以，所以，主控制器的正、反作用就只取決于主對(duì)象的符號(hào)。主控制器的正、反作用就只取決于主對(duì)象的符號(hào)。 為了保證回路中各環(huán)節(jié)總的符號(hào)乘積為負(fù)，當(dāng)主對(duì)象的符為了保證回路中各環(huán)節(jié)總的符號(hào)乘積為負(fù)，當(dāng)主

12、對(duì)象的符 號(hào)為號(hào)為 “+”時(shí)，主控制器必須是時(shí)，主控制器必須是“”號(hào)，即選擇反作號(hào)，即選擇反作 用；而當(dāng)主對(duì)象的符號(hào)為用；而當(dāng)主對(duì)象的符號(hào)為“”時(shí)，主控制器必須時(shí)，主控制器必須是是“+” 號(hào)，號(hào)，選擇正作用。選擇正作用。 17 【例題】【例題】 如如圖所示的精餾塔提餾段溫度與加熱蒸汽流量串圖所示的精餾塔提餾段溫度與加熱蒸汽流量串 級(jí)控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器選為氣關(guān)式，試確定主、副控制器的級(jí)控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器選為氣關(guān)式，試確定主、副控制器的 正、反作用。正、反作用。 18 副回路：副回路： 執(zhí)行器執(zhí)行器 氣關(guān)式，符號(hào)為氣關(guān)式，符號(hào)為“-”； 副對(duì)象副對(duì)象 執(zhí)行器的閥門開度增大時(shí)，副變量蒸汽執(zhí)行器的閥門

13、開度增大時(shí)，副變量蒸汽 流量也增大，故副對(duì)象的符號(hào)為流量也增大，故副對(duì)象的符號(hào)為“+”。 副變送器副變送器 符號(hào)也為符號(hào)也為“ + ”。 根據(jù)回路各環(huán)節(jié)符號(hào)根據(jù)回路各環(huán)節(jié)符號(hào)“乘積為負(fù)乘積為負(fù)”的判別公式，副的判別公式，副 控制器的符號(hào)必須取控制器的符號(hào)必須取“ + ，即應(yīng)選擇正作用。，即應(yīng)選擇正作用。 “先副后主先副后主”的原則的原則 19 主回路：主回路： 當(dāng)蒸汽流量增大時(shí)，主變量提餾段的溫度將上當(dāng)蒸汽流量增大時(shí)，主變量提餾段的溫度將上 升，故主對(duì)象的符號(hào)為升，故主對(duì)象的符號(hào)為“+”。 所以，主控制器應(yīng)選擇所以，主控制器應(yīng)選擇“-”，反作用。，反作用。 20 【練習(xí)題練習(xí)題】如圖的串級(jí)控制

14、系統(tǒng)，執(zhí)行器選為氣如圖的串級(jí)控制系統(tǒng)，執(zhí)行器選為氣 開閥，試確定主、副控制器的正、反作用。開閥，試確定主、副控制器的正、反作用。 - + + + + - 21 三、串級(jí)控制系統(tǒng)的工作過程三、串級(jí)控制系統(tǒng)的工作過程 p工藝要求執(zhí)行器選為氣開式，爐出口溫度控制器工藝要求執(zhí)行器選為氣開式，爐出口溫度控制器T C和爐膛溫 和爐膛溫 度控制器度控制器 T C 均采用反作用工作方式，分析系統(tǒng)的工作過程。 均采用反作用工作方式，分析系統(tǒng)的工作過程。 22 干擾作用于副回路：當(dāng)燃料管網(wǎng)壓力增大，干擾作用于副回路：當(dāng)燃料管網(wǎng)壓力增大， - + + + + - 爐膛爐膛T2， 爐膛爐膛T2 閥門開度閥門開度， T

15、2C，T2T ， 導(dǎo)致燃料量導(dǎo)致燃料量 23 干擾作用于主回路：當(dāng)原料流量增加，干擾作用于主回路：當(dāng)原料流量增加， - + + + + - 導(dǎo)致出料溫度導(dǎo)致出料溫度T1 ， T1 副環(huán)隨動(dòng)副環(huán)隨動(dòng)+，T2， T1C，T1T ， 副環(huán)為隨副環(huán)為隨 動(dòng)控制系動(dòng)控制系 統(tǒng)統(tǒng)+ 24 干擾同時(shí)作用于主、副回路：干擾同時(shí)作用于主、副回路： - + + + + - 當(dāng)原料溫度升高，導(dǎo)致出料溫度當(dāng)原料溫度升高，導(dǎo)致出料溫度T1 ；當(dāng)燃料管網(wǎng)壓力增大，；當(dāng)燃料管網(wǎng)壓力增大， 爐膛爐膛T2； 副回路：副回路：T2T，偏差，偏差 ， T2C ，閥開度，閥開度，T1 T1C ，主回路：主回路：T1T ， 25 四、

16、串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合四、串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合 p串級(jí)控制系統(tǒng)與簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)相比，由于在結(jié)構(gòu)上多了一串級(jí)控制系統(tǒng)與簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)相比，由于在結(jié)構(gòu)上多了一 個(gè)副回路，因而，在相同的干擾作用下，其控制質(zhì)量是單回個(gè)副回路，因而，在相同的干擾作用下，其控制質(zhì)量是單回 路控制系統(tǒng)無法比擬的。路控制系統(tǒng)無法比擬的。 p串級(jí)控制系統(tǒng)在工作性能上的主要特點(diǎn)：串級(jí)控制系統(tǒng)在工作性能上的主要特點(diǎn)： 1對(duì)于進(jìn)入副回路的干擾具有極強(qiáng)的克服能力。對(duì)于進(jìn)入副回路的干擾具有極強(qiáng)的克服能力。 2改善了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，提高了工作頻率。改善了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，提高了工作頻率。 3. 對(duì)負(fù)荷和操作條件的變化具有一

17、定的適應(yīng)能力。對(duì)負(fù)荷和操作條件的變化具有一定的適應(yīng)能力。 p串級(jí)控制系統(tǒng)的適應(yīng)場(chǎng)合：串級(jí)控制系統(tǒng)的適應(yīng)場(chǎng)合： 主要適合于主要適合于被控對(duì)象的容量滯后或純滯后時(shí)間較大，干擾作被控對(duì)象的容量滯后或純滯后時(shí)間較大，干擾作 用強(qiáng)而且頻繁，或者生產(chǎn)負(fù)荷經(jīng)常大范圍波動(dòng)，簡(jiǎn)單控制系用強(qiáng)而且頻繁，或者生產(chǎn)負(fù)荷經(jīng)常大范圍波動(dòng)，簡(jiǎn)單控制系 統(tǒng)無法滿足生產(chǎn)工藝要求的場(chǎng)合統(tǒng)無法滿足生產(chǎn)工藝要求的場(chǎng)合。 26 五、串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題五、串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題 1副回路的確定副回路的確定 （1）應(yīng)將生產(chǎn)中的主要干擾納入到副回路中。應(yīng)將生產(chǎn)中的主要干擾納入到副回路中。 （2）在可能前提下，應(yīng)將盡可能多的干擾

18、納入副回在可能前提下，應(yīng)將盡可能多的干擾納入副回 路中。路中。 （3）應(yīng)使主、副回路的時(shí)間常數(shù)適當(dāng)匹配應(yīng)使主、副回路的時(shí)間常數(shù)適當(dāng)匹配 。 選擇使副回路時(shí)間常數(shù)小一些，有利加快控制。選擇使副回路時(shí)間常數(shù)小一些，有利加快控制。 主、副對(duì)象時(shí)間常數(shù)相近，可能發(fā)生主、副對(duì)象時(shí)間常數(shù)相近，可能發(fā)生“共振共振”現(xiàn)現(xiàn) 象。通常，主、副對(duì)象時(shí)間常數(shù)之比在象。通常，主、副對(duì)象時(shí)間常數(shù)之比在 3 10 倍倍 之間。之間。 27 2主、副控制器控制規(guī)律的選擇主、副控制器控制規(guī)律的選擇 (1)主變量是生產(chǎn)工藝的重要指標(biāo)，副回路不要求主變量是生產(chǎn)工藝的重要指標(biāo)，副回路不要求 為了保證過渡過程沒有余差，主控制器至少應(yīng)選

19、擇為了保證過渡過程沒有余差，主控制器至少應(yīng)選擇 比例積分（比例積分（Pl）控制規(guī)律。主對(duì)象的容量滯后較大，）控制規(guī)律。主對(duì)象的容量滯后較大， 必要時(shí)也可引入微分作用，即必要時(shí)也可引入微分作用，即 PID 控制規(guī)律?？刂埔?guī)律。 若副控制器要求不高，可選用比例（若副控制器要求不高，可選用比例（P）作用。）作用。 (2)工藝對(duì)主變量要求較高，對(duì)副變量也有一定的要工藝對(duì)主變量要求較高，對(duì)副變量也有一定的要 求。求。 保證主變量的控制精度，主控制器需選擇保證主變量的控制精度，主控制器需選擇PI作用。作用。 副變量在干擾作用下需達(dá)到一定的控制質(zhì)量，副控副變量在干擾作用下需達(dá)到一定的控制質(zhì)量，副控 制器也應(yīng)

20、該選擇制器也應(yīng)該選擇PI作用。作用。 28 練習(xí)題練習(xí)題 鍋爐供水控制系統(tǒng)如圖所示，鍋爐供水控制系統(tǒng)如圖所示， 1，從鍋爐安全考慮，防止因，從鍋爐安全考慮，防止因 斷水導(dǎo)致鍋爐燒爆，選擇氣開，斷水導(dǎo)致鍋爐燒爆，選擇氣開， 氣關(guān)閥？選擇控制器氣關(guān)閥？選擇控制器+-，構(gòu)，構(gòu) 成負(fù)反饋系統(tǒng)。成負(fù)反饋系統(tǒng)。 2，若鍋爐給水流量波動(dòng)頻繁，若鍋爐給水流量波動(dòng)頻繁 且為主要干擾，原來的液位控且為主要干擾，原來的液位控 制系統(tǒng)很難滿足控制要求，試制系統(tǒng)很難滿足控制要求，試 問應(yīng)采取何種措施來提高控制問應(yīng)采取何種措施來提高控制 精度？設(shè)計(jì)控制方案？畫出系精度？設(shè)計(jì)控制方案？畫出系 統(tǒng)方塊圖？統(tǒng)方塊圖？ 29 執(zhí)

21、行器執(zhí)行器從鍋爐安全考慮，防止因斷水導(dǎo)致鍋爐燒爆，應(yīng)選擇從鍋爐安全考慮，防止因斷水導(dǎo)致鍋爐燒爆，應(yīng)選擇 氣關(guān)式，氣關(guān)式，“- -”。 對(duì)象對(duì)象當(dāng)流入量增加，液位是增加的，符號(hào)取為當(dāng)流入量增加，液位是增加的，符號(hào)取為“+”。 變送器變送器輸出信號(hào)隨液位的升高增加，符號(hào)為輸出信號(hào)隨液位的升高增加，符號(hào)為“+”。 控制器控制器必須選擇正作用必須選擇正作用“+”，才能構(gòu)成負(fù)反饋控制系統(tǒng)。，才能構(gòu)成負(fù)反饋控制系統(tǒng)。 答：答： 問題問題1 1： 30 答：答： 問題問題2： o 采用鍋爐液位與給水流采用鍋爐液位與給水流 量串級(jí)控制系統(tǒng)來提高量串級(jí)控制系統(tǒng)來提高 控制精度?？刂凭?。 o 串級(jí)控制設(shè)計(jì)方案如

22、圖串級(jí)控制設(shè)計(jì)方案如圖 所示。所示。 o 串級(jí)控制系統(tǒng)方塊圖如串級(jí)控制系統(tǒng)方塊圖如 圖：圖： FCFT 31 液位控制器液位控制器流量控制器流量控制器 流量變送流量變送 液位變送液位變送 液位對(duì)象液位對(duì)象流量對(duì)象流量對(duì)象 鍋爐液位鍋爐液位 給水流量給水流量 答：答： 問題問題2： 32 1、兩步整定法、兩步整定法 a) 工況穩(wěn)定,主副回路均閉合, 衰減曲線法求得 14, 0,%,100 11 1 ：用 DI TT ；和 22 T 211 bT）將副回路的比例度置于 ，同樣的方法求得 和 ； 12 I12 c, DID T TTT）按衰減曲線法經(jīng)驗(yàn)公式，分別計(jì)算； d）按先副后主）按先副后主,先

23、比例后積分，再微分的次序投入運(yùn)行，觀先比例后積分，再微分的次序投入運(yùn)行，觀 察修改到滿意。察修改到滿意。 1）逐步逼近法；）逐步逼近法； 2）兩步整定法；）兩步整定法； 3）一步整定法。）一步整定法。 六、串級(jí)控制系統(tǒng)參數(shù)的整定六、串級(jí)控制系統(tǒng)參數(shù)的整定 33 課程小結(jié) 串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng) o 掌握串級(jí)控制系統(tǒng)的工藝控制流程圖，會(huì)畫串掌握串級(jí)控制系統(tǒng)的工藝控制流程圖，會(huì)畫串 級(jí)控制系統(tǒng)的方塊圖；級(jí)控制系統(tǒng)的方塊圖； o 了解串級(jí)控制系統(tǒng)的工作過程及應(yīng)用場(chǎng)合；了解串級(jí)控制系統(tǒng)的工作過程及應(yīng)用場(chǎng)合； o 掌握串級(jí)控制的特點(diǎn)；掌握串級(jí)控制的特點(diǎn)； o 掌握串級(jí)控制主、副控制器正反作用的確定。掌

24、握串級(jí)控制主、副控制器正反作用的確定。 34 內(nèi)容簡(jiǎn)介 過程控制系統(tǒng)及儀表(第3版)內(nèi)容簡(jiǎn)介： 過程控制系統(tǒng)的理論分析和設(shè)計(jì)需要較 多的數(shù)學(xué)知識(shí)，自動(dòng)化儀表在設(shè)計(jì)制造 方面也有許多技術(shù)問題值得探討。但是 ，對(duì)于工藝技術(shù)人員來說，主要關(guān)心的 問題是控制系統(tǒng)和儀表的基本原理及其 應(yīng)用特性。因此，過程控制系統(tǒng)及儀 表(第3版)盡量避免繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo) ，力求用簡(jiǎn)明扼要的文字和插圖使讀者 對(duì)所學(xué)知識(shí)有更多的定性了解，通俗易 懂，這是過程控制系統(tǒng)及儀表(第3版 )的另一個(gè)特色。 過程控制系統(tǒng)和儀表涉及的領(lǐng)域十分廣 闊，研究?jī)?nèi)容也極其豐富。本著理論聯(lián) 系實(shí)際、學(xué)以致用的原則，過程控制 系統(tǒng)及儀表(第3版)在

25、取材方面，不 追求包羅萬象、面面俱到，而是力爭(zhēng)把 最基本、最常用的內(nèi)容都包含進(jìn)來。突 出重點(diǎn)，注重實(shí)用是過程控制系統(tǒng)及 儀表(第3版)的第三個(gè)特色。 第第3版版 2010-07 第第2版版 出版日期：出版日期： 2006-08-01 35 目錄 第1篇 過程控制基礎(chǔ)知識(shí) 第1章 緒論 1.1 生產(chǎn)過程自動(dòng)化概述 1.1.1 生產(chǎn)過程及其特點(diǎn) 1.1.2 生產(chǎn)過程對(duì)控制的要求 1.1.3 生產(chǎn)過程自動(dòng)化的發(fā)展歷程 1.2 過程控制系統(tǒng)的組成及分類 1.2.1 過程控制系統(tǒng)的組成 1.2.2 過程控制系統(tǒng)的分類 1.3 過程控制系統(tǒng)的方塊圖與工藝控制流程圖 1.3.1 過程控制系統(tǒng)的方塊圖 1.3

26、.2 過程控制系統(tǒng)的工藝控制流程圖 1.4 過程控制系統(tǒng)的過渡過程和性能指標(biāo) 1.4.1 過程控制系統(tǒng)的過渡過程 1.4.2 過程控制系統(tǒng)的性能指標(biāo) 習(xí)題 第2章 被控對(duì)象的特性 2.1 概述 2.1.1 基本概念 2.1.2 被控對(duì)象的階躍響應(yīng)特性 2.2 被控對(duì)象特性的數(shù)學(xué)描述 2.2.1 一階對(duì)象的機(jī)理建模及特性分析 2.2.2 二階對(duì)象的機(jī)理建模及特性分析 2.2.3 純滯后對(duì)象的機(jī)理建模及特性分析 2.3 被控對(duì)象的實(shí)驗(yàn)測(cè)試建模 2.3.1 階躍響應(yīng)曲線的獲取 2.3.2 一階純滯后對(duì)象特性參數(shù)的確定 2.3.3 二階對(duì)象特性參數(shù)的確定習(xí)題 第2篇 過程自動(dòng)化裝置 第3章 過程測(cè)量?jī)x

27、表 3.1 測(cè)量?jī)x表中的基本概念 3.1.1 測(cè)量過程及測(cè)量?jī)x表 3.1.2 檢測(cè)系統(tǒng)的基本特性及性能指標(biāo) 3.2 溫度測(cè)量 3.2.1 概述 3.2.2 熱電偶溫度計(jì) 3.2.3 熱電阻溫度計(jì) 3.2.4 溫度測(cè)量?jī)x表的選用 3.2.5 溫度交迭器 3.2.6 一體化溫度變送器 3.2.7 智能溫度變送器 3.3 壓力測(cè)量 3.3.1 概述 3.3.2 彈性式壓力表 3.3.3 電容武壓力變送器 3.3.4 擴(kuò)散硅壓力變送器 3.3.5 智能差壓變送器 3.3.6 壓力表的選擇和使用 3.4 流量測(cè)量 3.4.1 概述 3.4.2 差壓式流量計(jì) 3.4.3 容積式流量計(jì) 3.4.4 浮子式流

28、量計(jì) 3.4.5 電磁流量計(jì) 3.4.6 渦街流量計(jì) 36 3.5 物位測(cè)量 3.5.1 概述 3.5.2 靜壓式液位計(jì) 3.5.3 磁浮子式液位計(jì) 3.5.4 電容武物位計(jì) 3.5.5 其他物位測(cè)量?jī)x表 3.6 顯示儀表 3.6.1 概述 3.6.2 模擬式顯示儀表 3.6.3 數(shù)字式顯示儀表 3.6.4 智能化、數(shù)字化記錄儀 習(xí)題 第4章 過程控制儀表 4.1 基本控制規(guī)律 4.1.1 位式控制 4.1.2 比例控制 4.1.3 比例積分控制 4.1.4 比例微分控制 4.1.5 比例積分微分控制 4.2 DDZ一型調(diào)節(jié)器 4.2.1 主要功能 4.2.2 構(gòu)成原理 4.3 可編程調(diào)節(jié)器

29、4.3.1 KMM可編程調(diào)節(jié)器的構(gòu)成 4.3.2 KMM可編程調(diào)節(jié)器的主要功能 4.3.3 正面板和側(cè)面板 4.4 可編程控制器 4.4.1 可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展 4.4.2 可編程控制器的應(yīng)用場(chǎng)合 4.4.3 可編程控制器的構(gòu)成、分類及 工作過程 4.4.4 可編程控制器的編程語(yǔ)言 4.4.5 可編程控制器選型基本原則 4.4.6 松下FPI可編程控制器 習(xí)題 第5章 過程執(zhí)行儀表 5.1 概述 5.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 5.2.1 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 5.2.2 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 5.3 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 5.3.1 常用調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及特點(diǎn) 5.3.2 流量系數(shù)與可調(diào)比 5.3.3 流量特性 5.4 電一氣轉(zhuǎn)換器和

30、閥門定位器 5.4.1 電一氣轉(zhuǎn)換器 5.4.2 閥門定位器的主要用途 5.4.3 電一氣閥門定位器 習(xí)題 37 第3篇 垃程控制系統(tǒng) 第6章 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) 6.1 概述 6.2 被控變量的選擇 6.3 操縱變量的選擇 6.3.1 對(duì)象靜態(tài)特性對(duì)控制質(zhì)量的影響 6.3.2 對(duì)象動(dòng)態(tài)特性對(duì)控制質(zhì)量的影響 6.3.3 選擇操縱變量的原則 6.4 控制系統(tǒng)中盼測(cè)量變送問題 6.4.1 測(cè)量變送問題對(duì)控制質(zhì)量的影響 6.4.2 克服測(cè)量變送問題的措施 6.5 執(zhí)行器的選擇 6.5.1 閥流量特性的選擇 6.5.2 執(zhí)行器開閉形式的選擇 6.6 控制器的選擇 6.6.1 控制規(guī)律的選擇 6.6.2 控制

31、器正反作用的確定 6.7 控制系統(tǒng)的投運(yùn)及控制器參數(shù)的整定 6.7.1 控制系統(tǒng)的投運(yùn) 6.7.2 控制器參數(shù)的整定 習(xí)題 第7章 復(fù)雜控制系統(tǒng) 7.1 串級(jí)控制系統(tǒng) 7.1.1 串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 7.1.2 串級(jí)控制系統(tǒng)的工作過程 7.1.3 串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合 7.1.4 串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題 7.1.5 串級(jí)控制系統(tǒng)的整定 7.2 比值控制系統(tǒng) 7.2.1 概述 7.2.2 比值控制系統(tǒng)的類型 7.3 前饋控制系統(tǒng) 7.3.1 概述 7.3.2 前饋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 7.3.3 前饋控制系統(tǒng)的應(yīng)用 7.4 均勻控制系統(tǒng) 7.4.1 均勻控制問題的提出 7.4.2 均勻控制的特點(diǎn) 7.4.3 均勻控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 7.5 分程控制系統(tǒng) 7.5.1