過(guò)程裝備控制技術(shù)與應(yīng)用課件

1、 1、類型：、類型：氣動(dòng)、電動(dòng)氣動(dòng)、電動(dòng) 2、結(jié)構(gòu)型式和材質(zhì)：、結(jié)構(gòu)型式和材質(zhì)： 根據(jù)工藝介質(zhì)的性質(zhì)和工藝要求選擇。根據(jù)工藝介質(zhì)的性質(zhì)和工藝要求選擇。 3、氣開(kāi)、氣關(guān)型式的選擇氣開(kāi)、氣關(guān)型式的選擇： 從生產(chǎn)安全的角度考慮，保證設(shè)備和操作人員的安全。從生產(chǎn)安全的角度考慮，保證設(shè)備和操作人員的安全。 4、流量特性的選擇：、流量特性的選擇： （1）根據(jù)對(duì)象特性，確定工作流量特性；）根據(jù)對(duì)象特性，確定工作流量特性； （2）根據(jù)配管情況，確定理想流量特性；）根據(jù)配管情況，確定理想流量特性； 5、口徑的計(jì)算、口徑的計(jì)算 要求容器內(nèi)壓力不能過(guò)高，要求容器內(nèi)壓力不能過(guò)高，失氣時(shí)進(jìn)口閥失氣時(shí)進(jìn)口閥1處于處于“關(guān)

2、關(guān)”位置安全，故進(jìn)口閥位置安全，故進(jìn)口閥1選選氣開(kāi)氣開(kāi)閥；閥； 要求容器內(nèi)壓力不能過(guò)高，要求容器內(nèi)壓力不能過(guò)高，失氣時(shí)出口閥失氣時(shí)出口閥2處于處于“開(kāi)開(kāi)”位置安全，故出口閥位置安全，故出口閥2選選氣關(guān)氣關(guān)閥。閥。進(jìn)口閥進(jìn)口閥1出口閥出口閥2 調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)、氣關(guān)形式的選擇主要是調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)、氣關(guān)形式的選擇主要是考慮考慮工藝過(guò)程的安全要求工藝過(guò)程的安全要求，即當(dāng)過(guò)程，即當(dāng)過(guò)程控制系統(tǒng)發(fā)生故障，如氣源中斷、控控制系統(tǒng)發(fā)生故障，如氣源中斷、控制器或調(diào)節(jié)閥損壞時(shí)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于制器或調(diào)節(jié)閥損壞時(shí)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于什么狀態(tài)才是安全的。什么狀態(tài)才是安全的。 在選擇調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)、氣關(guān)形式時(shí)，應(yīng)考慮以在選擇調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)、氣關(guān)

3、形式時(shí)，應(yīng)考慮以下情況：下情況：考慮事故狀態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)閥所處的狀態(tài)不致影響人考慮事故狀態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)閥所處的狀態(tài)不致影響人身、工藝設(shè)備的安全。身、工藝設(shè)備的安全。考慮事故狀態(tài)下減少經(jīng)濟(jì)損失，保證產(chǎn)品質(zhì)量?？紤]事故狀態(tài)下減少經(jīng)濟(jì)損失，保證產(chǎn)品質(zhì)量。考慮介質(zhì)的性質(zhì)，防止事故狀態(tài)下物料結(jié)晶、考慮介質(zhì)的性質(zhì)，防止事故狀態(tài)下物料結(jié)晶、凝固和堵塞給重新開(kāi)工帶來(lái)麻煩，甚至損壞設(shè)凝固和堵塞給重新開(kāi)工帶來(lái)麻煩，甚至損壞設(shè)備。備。 通常，選擇調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)、氣關(guān)形式的原則是通常，選擇調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)、氣關(guān)形式的原則是不使物料進(jìn)入或流出設(shè)備或裝置。不使物料進(jìn)入或流出設(shè)備或裝置。 下面是幾個(gè)常用選擇規(guī)則：下面是幾個(gè)常用選擇規(guī)則：進(jìn)入設(shè)備

4、或裝置的原料或熱源應(yīng)切斷，因此，選進(jìn)入設(shè)備或裝置的原料或熱源應(yīng)切斷，因此，選擇進(jìn)料閥為氣開(kāi)閥。擇進(jìn)料閥為氣開(kāi)閥。設(shè)備或裝置的出料應(yīng)切斷，因此，選擇出料閥為設(shè)備或裝置的出料應(yīng)切斷，因此，選擇出料閥為氣開(kāi)閥。氣開(kāi)閥。特殊場(chǎng)合，不應(yīng)使高溫高壓物流切斷或放空，因特殊場(chǎng)合，不應(yīng)使高溫高壓物流切斷或放空，因此，選擇保位閥。此，選擇保位閥。 鍋爐供水調(diào)節(jié)閥一般采鍋爐供水調(diào)節(jié)閥一般采用用氣關(guān)式氣關(guān)式，一旦事故發(fā)，一旦事故發(fā)生，可保證事故狀態(tài)下生，可保證事故狀態(tài)下調(diào)節(jié)閥處于全開(kāi)位置，調(diào)節(jié)閥處于全開(kāi)位置，使鍋爐不致因水中斷而使鍋爐不致因水中斷而燒干，甚至引起爆炸危燒干，甚至引起爆炸危險(xiǎn)。險(xiǎn)。 進(jìn)加熱爐的燃料氣或進(jìn)

5、加熱爐的燃料氣或燃料油的調(diào)節(jié)閥應(yīng)采燃料油的調(diào)節(jié)閥應(yīng)采用用氣開(kāi)式氣開(kāi)式，一旦事故，一旦事故發(fā)生，調(diào)節(jié)閥處于全發(fā)生，調(diào)節(jié)閥處于全關(guān)狀態(tài)，切斷進(jìn)爐燃關(guān)狀態(tài)，切斷進(jìn)爐燃料，避免爐溫繼續(xù)升料，避免爐溫繼續(xù)升高，燒壞爐管，造成高，燒壞爐管，造成設(shè)備事故。設(shè)備事故。 精餾塔的精餾塔的進(jìn)料調(diào)節(jié)閥進(jìn)料調(diào)節(jié)閥一一般選用般選用氣開(kāi)式氣開(kāi)式，這樣，這樣，在事故狀態(tài)下調(diào)節(jié)閥關(guān)在事故狀態(tài)下調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，停止進(jìn)料，以減少閉，停止進(jìn)料，以減少原料損耗；原料損耗； 而而回流量調(diào)節(jié)閥回流量調(diào)節(jié)閥一般選一般選用用氣關(guān)式氣關(guān)式，在事故狀態(tài)，在事故狀態(tài)下使調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，保證下使調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，保證回流量，以防止不合格回流量，以防止不合格產(chǎn)品的

6、蒸出。產(chǎn)品的蒸出。 易結(jié)晶、易凝固物料的易結(jié)晶、易凝固物料的加熱裝置，蒸汽流量調(diào)加熱裝置，蒸汽流量調(diào)節(jié)閥需選用節(jié)閥需選用氣關(guān)式氣關(guān)式。一。一旦事故發(fā)生，使其處于旦事故發(fā)生，使其處于全開(kāi)狀態(tài)，保證有一定全開(kāi)狀態(tài)，保證有一定的溫度，以防止物料結(jié)的溫度，以防止物料結(jié)晶、凝固和堵塞。晶、凝固和堵塞。 控制器有控制器有正作用正作用和和反作用反作用兩種方式，其兩種方式，其確定確定原則原則是使整個(gè)控制系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)。是使整個(gè)控制系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)。 根據(jù)負(fù)反饋準(zhǔn)則，要求控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)總靜態(tài)根據(jù)負(fù)反饋準(zhǔn)則，要求控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)總靜態(tài)放大系數(shù)為正。放大系數(shù)為正。 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)由簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)由被控過(guò)程、檢測(cè)變送裝置

7、、被控過(guò)程、檢測(cè)變送裝置、控制閥和控制器控制閥和控制器組成，要構(gòu)成負(fù)反饋，則要組成，要構(gòu)成負(fù)反饋，則要求求KoKmKvKc0。 組成控制系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)組成控制系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)靜態(tài)放大系數(shù)靜態(tài)放大系數(shù)的正負(fù)的正負(fù)由該環(huán)節(jié)輸入輸出之間的關(guān)系確定。由該環(huán)節(jié)輸入輸出之間的關(guān)系確定。當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增大（或減小）時(shí)，其輸出也增大當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增大（或減小）時(shí)，其輸出也增大（或減?。?，則該環(huán)節(jié)為正作用，它的靜態(tài)放大（或減?。瑒t該環(huán)節(jié)為正作用，它的靜態(tài)放大系數(shù)為系數(shù)為正正。當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增大（或減?。r(shí)，輸出減?。ɑ虍?dāng)環(huán)節(jié)的輸入增大（或減?。r(shí)，輸出減?。ɑ蛟龃螅瑒t該環(huán)節(jié)為反作用，它的靜態(tài)放大系數(shù)增大），則該環(huán)節(jié)為反

8、作用，它的靜態(tài)放大系數(shù)為為負(fù)負(fù)。 開(kāi)環(huán)總靜態(tài)放大系數(shù)是各組成環(huán)節(jié)的放大系開(kāi)環(huán)總靜態(tài)放大系數(shù)是各組成環(huán)節(jié)的放大系數(shù)之積。因而，控制器正、反作用的確定與數(shù)之積。因而，控制器正、反作用的確定與被控過(guò)程、檢測(cè)變送裝置、控制閥的作用方被控過(guò)程、檢測(cè)變送裝置、控制閥的作用方式有關(guān)。式有關(guān)。 被控過(guò)程的正、反作用被控過(guò)程的正、反作用當(dāng)被控過(guò)程的輸入增大（或減小）時(shí)，其輸出亦當(dāng)被控過(guò)程的輸入增大（或減小）時(shí)，其輸出亦增大（或減小），此時(shí)稱此被控過(guò)程為增大（或減小），此時(shí)稱此被控過(guò)程為正作用正作用。正作用過(guò)程的靜態(tài)放大系數(shù)正作用過(guò)程的靜態(tài)放大系數(shù)Ko0。當(dāng)被控過(guò)程的輸入增大（或減?。r(shí)，其輸出減當(dāng)被控過(guò)程的輸入

9、增大（或減?。r(shí)，其輸出減小（或增大），此時(shí)稱此被控過(guò)程小（或增大），此時(shí)稱此被控過(guò)程反作用反作用。反作。反作用過(guò)程的靜態(tài)放大系數(shù)用過(guò)程的靜態(tài)放大系數(shù)Ko0。注意：注意：被控過(guò)程的被控過(guò)程的輸入是指操縱變量輸入是指操縱變量，即通過(guò)控，即通過(guò)控制閥的物料或能源的流量，制閥的物料或能源的流量，輸出是被控變量輸出是被控變量。 LCLTLCLT“正作用正作用”“反作用反作用”輸入信號(hào)（操縱變量）：輸入信號(hào)（操縱變量）：流入量流入量輸出信號(hào)（被控變量）：輸出信號(hào)（被控變量）：液位參數(shù)液位參數(shù)輸入信號(hào)（操縱變量）：輸入信號(hào)（操縱變量）：流出量流出量輸出信號(hào)（被控變量）：輸出信號(hào)（被控變量）：液位參數(shù)液位參

10、數(shù) 控制閥的正、反作用控制閥的正、反作用氣開(kāi)式調(diào)節(jié)閥的輸入信號(hào)增大（或減?。r(shí)，其氣開(kāi)式調(diào)節(jié)閥的輸入信號(hào)增大（或減?。r(shí)，其開(kāi)度增大（或減小），調(diào)節(jié)閥的物料或能源的流開(kāi)度增大（或減?。?，調(diào)節(jié)閥的物料或能源的流量（控制參數(shù)）也增大（或減小），因此量（控制參數(shù)）也增大（或減小），因此氣開(kāi)式氣開(kāi)式調(diào)節(jié)閥為正作用，靜態(tài)放大系數(shù)調(diào)節(jié)閥為正作用，靜態(tài)放大系數(shù)Kv0。氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥的輸入信號(hào)增大（或減?。r(shí)，其氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥的輸入信號(hào)增大（或減?。r(shí)，其開(kāi)度減?。ɑ蛟龃螅{(diào)節(jié)閥的物料或能源的流開(kāi)度減?。ɑ蛟龃螅{(diào)節(jié)閥的物料或能源的流量（控制參數(shù)）也減?。ɑ蛟龃螅虼肆浚刂茀?shù)）也減?。ɑ蛟龃螅虼藲怅P(guān)

11、式氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥為反作用，靜態(tài)放大系數(shù)調(diào)節(jié)閥為反作用，靜態(tài)放大系數(shù)Kv0。 檢測(cè)變送裝置的正、反作用檢測(cè)變送裝置的正、反作用檢測(cè)變送裝置的輸入是被控變量，檢測(cè)變送裝置的輸入是被控變量，輸出是測(cè)量值。輸出是測(cè)量值。大多數(shù)檢測(cè)變送裝置的輸入增大大多數(shù)檢測(cè)變送裝置的輸入增大（或減小）時(shí)，其輸出亦增大（或（或減小）時(shí)，其輸出亦增大（或減?。?，故為減小），故為正作用正作用，靜態(tài)放大系，靜態(tài)放大系數(shù)數(shù)Km0。但也有例外的，差壓變送器檢測(cè)變但也有例外的，差壓變送器檢測(cè)變送液位如圖所示連接時(shí)，若不作零送液位如圖所示連接時(shí)，若不作零點(diǎn)遷移，則為反作用，靜態(tài)放大系點(diǎn)遷移，則為反作用，靜態(tài)放大系數(shù)數(shù)Km0。 控制器的

12、正、反作用控制器的正、反作用調(diào)節(jié)器的正、反作用是這樣規(guī)定的：調(diào)節(jié)器的正、反作用是這樣規(guī)定的：當(dāng)系統(tǒng)的測(cè)量值增加（或減?。r(shí)，控制器的當(dāng)系統(tǒng)的測(cè)量值增加（或減?。r(shí)，控制器的輸出亦增加（或減?。Q為輸出亦增加（或減?。Q為正作用正作用控制器。控制器。當(dāng)系統(tǒng)的測(cè)量值增加（或減小）時(shí)，控制器的當(dāng)系統(tǒng)的測(cè)量值增加（或減小）時(shí)，控制器的輸出減?。ɑ蛟龃螅?，稱為輸出減?。ɑ蛟龃螅Q為反作用反作用控制器。控制器。 調(diào)節(jié)器實(shí)際上包含了比較環(huán)節(jié)和控制環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)器實(shí)際上包含了比較環(huán)節(jié)和控制環(huán)節(jié)。控制環(huán)節(jié)的真正輸入是偏差（控制環(huán)節(jié)的真正輸入是偏差（e=r-y），輸出是），輸出是控制作用。控制作用。控制環(huán)節(jié)的控

13、制環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù)靜態(tài)放大系數(shù)Kc是這樣來(lái)確定的：是這樣來(lái)確定的：輸入偏差增加（或減小）時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出亦輸入偏差增加（或減小）時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出亦增加（或減小），其靜態(tài)放大系數(shù)增加（或減?。?，其靜態(tài)放大系數(shù)Kc取正，取正，即即Kc0。輸入偏差增加（或減小）時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出減輸入偏差增加（或減小）時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出減小（或增加），其靜態(tài)放大系數(shù)?。ɑ蛟黾樱?，其靜態(tài)放大系數(shù)Kc取負(fù)，即取負(fù)，即Kc0。 由于偏差由于偏差e等于給定值等于給定值x減去測(cè)量值減去測(cè)量值z(mì)，即，即exz，當(dāng)給定值不變時(shí)，測(cè)量值增加（或減?。r(shí)，當(dāng)給定值不變時(shí)，測(cè)量值增加（或減?。r(shí)，偏差將減小（或增加）。偏差將減小（或增加

14、）。由此有，由此有，正作用控制器正作用控制器的靜態(tài)放大系數(shù)的靜態(tài)放大系數(shù)Kc為負(fù)，為負(fù)，即即Kc0；反作用控制器反作用控制器的靜態(tài)放大系數(shù)的靜態(tài)放大系數(shù)Kc為正，為正，即即Kc0。 由于大多數(shù)檢測(cè)變送裝置的靜態(tài)放大系數(shù)由于大多數(shù)檢測(cè)變送裝置的靜態(tài)放大系數(shù)Km0，一般情況下無(wú)須判別。，一般情況下無(wú)須判別。 確定調(diào)節(jié)器正、反作用方式的確定調(diào)節(jié)器正、反作用方式的步驟步驟一般為：一般為：根據(jù)生產(chǎn)工藝安全等原則確定控制閥的氣開(kāi)、氣根據(jù)生產(chǎn)工藝安全等原則確定控制閥的氣開(kāi)、氣關(guān)形式。關(guān)形式。按被控過(guò)程特性，確定其正、反作用。按被控過(guò)程特性，確定其正、反作用。根據(jù)組成系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù)乘積必須為根據(jù)組成

15、系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù)乘積必須為正的原則來(lái)確定控制器的靜態(tài)放大系數(shù)的符號(hào)，正的原則來(lái)確定控制器的靜態(tài)放大系數(shù)的符號(hào)，據(jù)此再確定控制器的正、反作用方式。據(jù)此再確定控制器的正、反作用方式。校核。校核。 1、圖示液位控制系統(tǒng)，操縱變量是圖示液位控制系統(tǒng)，操縱變量是進(jìn)料流量進(jìn)料流量。 從安全角度考慮，應(yīng)選擇從安全角度考慮，應(yīng)選擇氣開(kāi)閥氣開(kāi)閥，Kv0； 進(jìn)料閥開(kāi)度增加，液位升高，過(guò)程增益進(jìn)料閥開(kāi)度增加，液位升高，過(guò)程增益K00； 為保證負(fù)反饋，為保證負(fù)反饋，K開(kāi)開(kāi)KcKvK0Km0，因，因此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益Kc0，即選擇調(diào)，即選擇調(diào)節(jié)器為節(jié)器為反作用反作用。 可從信號(hào)流向來(lái)檢驗(yàn)選

16、擇的正確與否可從信號(hào)流向來(lái)檢驗(yàn)選擇的正確與否 若受干擾使液位升高：液位若受干擾使液位升高：液位 測(cè)量值測(cè)量值 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器為反作用，輸出為反作用，輸出 控制閥為氣開(kāi)閥，開(kāi)度控制閥為氣開(kāi)閥，開(kāi)度 進(jìn)進(jìn)料流量料流量 液位液位 。能實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋控制，選擇正確。能實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋控制，選擇正確。 如圖所示，如果檢測(cè)變送器不如圖所示，如果檢測(cè)變送器不作遷移，同時(shí)，安裝了冷凝容作遷移，同時(shí)，安裝了冷凝容器，則液位升高時(shí)，檢測(cè)變送器，則液位升高時(shí)，檢測(cè)變送器的輸出反而減小，采用這種器的輸出反而減小，采用這種安裝方式時(shí)檢測(cè)變送器的增益安裝方式時(shí)檢測(cè)變送器的增益Km0。 這時(shí)如果使用進(jìn)料閥控制液位，這時(shí)如果使用進(jìn)料閥控

17、制液位，應(yīng)選擇正作用調(diào)節(jié)器。應(yīng)選擇正作用調(diào)節(jié)器。 2、圖示液位控制系統(tǒng)，操縱、圖示液位控制系統(tǒng)，操縱變量是變量是出料流量出料流量。從安全角度考慮，應(yīng)選擇從安全角度考慮，應(yīng)選擇氣氣關(guān)閥關(guān)閥，Kv0；出料閥開(kāi)度增加，液位下降，出料閥開(kāi)度增加，液位下降，過(guò)程增益過(guò)程增益K00；為保證負(fù)反饋，為保證負(fù)反饋，K開(kāi)開(kāi)KcKvK0Km0，因此，應(yīng)，因此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益選擇調(diào)節(jié)器增益Kc0，即，即選擇調(diào)節(jié)器為選擇調(diào)節(jié)器為反作用反作用。 校核。校核。TC燃料氣燃料氣加熱爐出口溫度控制加熱爐出口溫度控制“正正”氣開(kāi)氣開(kāi)“正正”“反反”（1）確定閥的氣開(kāi)、氣關(guān)型式：確定閥的氣開(kāi)、氣關(guān)型式：失氣時(shí)閥處于失氣時(shí)閥處于

18、“關(guān)關(guān)”位置安全，位置安全，選選氣開(kāi)閥氣開(kāi)閥，為，為“正作用正作用”方向，方向，即即 Kv0；（2）確定被控對(duì)象的正反作用：）確定被控對(duì)象的正反作用：燃料閥開(kāi)大，燃料流量增大，被燃料閥開(kāi)大，燃料流量增大，被控變量爐出口溫度增大，故對(duì)象控變量爐出口溫度增大，故對(duì)象是是“正作用正作用”方向，即方向，即 K00 ；（3）確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為保證負(fù)反饋，保證負(fù)反饋，K開(kāi)開(kāi)KcKvK0Km0，因此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益因此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益Kc0，即選擇調(diào)節(jié)器為即選擇調(diào)節(jié)器為“反作用反作用”。（4）校核：）校核：T反作用反作用TC輸出輸出氣開(kāi)閥氣開(kāi)閥關(guān)小燃料氣閥門關(guān)小燃料氣閥門T

19、T T反作用反作用TCTC輸出輸出氣開(kāi)閥氣開(kāi)閥開(kāi)大燃料氣閥門開(kāi)大燃料氣閥門T T冷物料的流量冷物料的流量 TC燃料氣燃料氣原料原料“正正”“正正”“反反”“正正”氣開(kāi)氣開(kāi)“正正”LC液位控制液位控制（2）確定被控對(duì)象的正反作用：）確定被控對(duì)象的正反作用：閥門開(kāi)大，出口流量增大，被控變閥門開(kāi)大，出口流量增大，被控變量液位降低，故對(duì)象是量液位降低，故對(duì)象是“反作用反作用”方向，即方向，即 K00 ；（3）確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為保）確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為保證負(fù)反饋，證負(fù)反饋，K開(kāi)開(kāi)KcKvK0Km0，因，因此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益Kc0 ；L正作用正作用LC輸出輸出氣開(kāi)閥氣開(kāi)閥開(kāi)

20、大閥門開(kāi)大閥門L“反反”1、選擇依據(jù)選擇依據(jù)： 保證整個(gè)控制系統(tǒng)是一個(gè)具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。保證整個(gè)控制系統(tǒng)是一個(gè)具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。2、各環(huán)節(jié)的符號(hào)規(guī)定（作用方向）各環(huán)節(jié)的符號(hào)規(guī)定（作用方向）： 所謂所謂作用方向作用方向，就是指輸入變化后，輸出的變化，就是指輸入變化后，輸出的變化方向。方向。 當(dāng)某個(gè)環(huán)節(jié)的輸入增加時(shí)，其輸出也增加，則稱當(dāng)某個(gè)環(huán)節(jié)的輸入增加時(shí)，其輸出也增加，則稱該環(huán)節(jié)為該環(huán)節(jié)為“正作用正作用”方向（取方向（取“”）； 反之，當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增加時(shí)，輸出減少的稱反之，當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增加時(shí)，輸出減少的稱“反反作用作用”方向（取方向（取“”） 。（1）被控對(duì)象被控對(duì)象：當(dāng)操縱變量增加時(shí)，

21、被控變：當(dāng)操縱變量增加時(shí)，被控變量也增加的對(duì)象屬于量也增加的對(duì)象屬于“正作用正作用” （?。ㄈ　啊保┑?；反之，被控變量隨操縱變量的增加而降的；反之，被控變量隨操縱變量的增加而降低的對(duì)象屬于低的對(duì)象屬于“反作用反作用” （取（取“”）的。的。LCLTLCLT“正作用正作用” （“”）；“反作用反作用” （“”）；（2）控制閥控制閥：當(dāng)控制器輸出信號(hào)：當(dāng)控制器輸出信號(hào)（即執(zhí)行器的輸入信號(hào)）增加時(shí)，（即執(zhí)行器的輸入信號(hào)）增加時(shí)，氣開(kāi)閥的開(kāi)度增加，因而流過(guò)閥的氣開(kāi)閥的開(kāi)度增加，因而流過(guò)閥的流體流量也增加，故流體流量也增加，故氣開(kāi)閥是氣開(kāi)閥是“正正”方向（取方向（取“”）；反之，由于當(dāng)；反之，由于當(dāng)氣關(guān)

22、閥氣關(guān)閥接收的信號(hào)增加時(shí)，流過(guò)閥接收的信號(hào)增加時(shí)，流過(guò)閥的流體流量反而減少，所以是的流體流量反而減少，所以是“反反”方向（取方向（取“”）。（3）控制器控制器：當(dāng)給定值不變，被控變：當(dāng)給定值不變，被控變量測(cè)量值增加時(shí)控制器的輸出也增加，量測(cè)量值增加時(shí)控制器的輸出也增加，稱為稱為“正作用正作用”方向（取方向（取“”），或，或當(dāng)測(cè)量值不變，給定值減小時(shí)，控制器當(dāng)測(cè)量值不變，給定值減小時(shí)，控制器的輸出增加的稱為的輸出增加的稱為“正作用正作用”方向（取方向（取“”）；反之，如果測(cè)量值增加（或；反之，如果測(cè)量值增加（或給定值減?。r(shí)，控制器的輸出減小的給定值減?。r(shí)，控制器的輸出減小的稱為稱為“反作用反

23、作用”方向（取方向（取“”）。正負(fù)號(hào)規(guī)定：正負(fù)號(hào)規(guī)定：控制閥：氣開(kāi)，氣關(guān)控制閥：氣開(kāi)，氣關(guān)控制器：正作用，反作用控制器：正作用，反作用對(duì)象：控制閥流量增大時(shí)被控量增大，反之為對(duì)象：控制閥流量增大時(shí)被控量增大，反之為變送器：通常為變送器：通常為控制器正反作用方式選擇：控制器正反作用方式選擇：控制器控制器控制閥控制閥對(duì)象對(duì)象變送器變送器（1）先確定控制閥的氣開(kāi)、氣關(guān)型式）先確定控制閥的氣開(kāi)、氣關(guān)型式（閥的符號(hào)）；（閥的符號(hào)）；（2）根據(jù)被控對(duì)象的特性，確定其正反）根據(jù)被控對(duì)象的特性，確定其正反作用方向（對(duì)象的符號(hào)）；作用方向（對(duì)象的符號(hào)）；（3）根據(jù)整個(gè)控制系統(tǒng)為一個(gè)具有）根據(jù)整個(gè)控制系統(tǒng)為一個(gè)具

24、有負(fù)反負(fù)反饋饋的閉環(huán)系統(tǒng)的原則（各環(huán)節(jié)符號(hào)的乘積的閉環(huán)系統(tǒng)的原則（各環(huán)節(jié)符號(hào)的乘積必須為必須為“”，控制器控制器控制閥控制閥對(duì)象對(duì)象變送器變送器 ），確定控制器的正反作），確定控制器的正反作用（控制器的符號(hào)）；用（控制器的符號(hào)）；（4）校核。）校核。TC燃料氣燃料氣加熱爐出口溫度控制加熱爐出口溫度控制“正正” “”氣開(kāi)氣開(kāi)“正正” “”“反反” “”（1）確定閥的氣開(kāi)、氣關(guān)型式：確定閥的氣開(kāi)、氣關(guān)型式：失氣時(shí)閥處于失氣時(shí)閥處于“關(guān)關(guān)”位置安全，位置安全，選氣開(kāi)閥，為選氣開(kāi)閥，為“正作用正作用”（“”）方向；方向；（2）確定被控對(duì)象的正反作用：）確定被控對(duì)象的正反作用：燃料閥開(kāi)大，燃料流量增大，

25、被燃料閥開(kāi)大，燃料流量增大，被控變量爐出口溫度增大，故對(duì)象控變量爐出口溫度增大，故對(duì)象是是“正作用正作用” （“”）方向；方向；（3）確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為保證負(fù)反饋保證負(fù)反饋（各環(huán)節(jié)符號(hào)的乘積必（各環(huán)節(jié)符號(hào)的乘積必須為須為“”），應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器為，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器為“反作用反作用”（“”）。）。（4）校核：）校核：T反作用反作用TC輸出輸出氣開(kāi)閥氣開(kāi)閥關(guān)小閥門關(guān)小閥門T 1、被控變量的選擇；、被控變量的選擇； 直接指標(biāo)：直接指標(biāo)： 間接指標(biāo)：間接指標(biāo)： 2、操縱變量的選擇，控制方案的確定；、操縱變量的選擇，控制方案的確定； 影響被控變量的因素。影響被控變量的因素。 3、過(guò)

26、程檢測(cè)控制儀表的選用；、過(guò)程檢測(cè)控制儀表的選用； （1）測(cè)量元件及變送器：）測(cè)量元件及變送器： （2）調(diào)節(jié)閥：）調(diào)節(jié)閥： 根據(jù)生產(chǎn)安全原則及被控介質(zhì)特點(diǎn)，選氣開(kāi)、氣關(guān)閥。根據(jù)生產(chǎn)安全原則及被控介質(zhì)特點(diǎn)，選氣開(kāi)、氣關(guān)閥。 根據(jù)過(guò)程特性與控制要求選用對(duì)應(yīng)流量特性的調(diào)節(jié)閥。根據(jù)過(guò)程特性與控制要求選用對(duì)應(yīng)流量特性的調(diào)節(jié)閥。 根據(jù)被控介質(zhì)流量選擇閥的口徑。根據(jù)被控介質(zhì)流量選擇閥的口徑。 （3）調(diào)節(jié)器：）調(diào)節(jié)器： 根據(jù)過(guò)程特性與工藝要求，可選用控制規(guī)律。根據(jù)過(guò)程特性與工藝要求，可選用控制規(guī)律。 根據(jù)構(gòu)成系統(tǒng)負(fù)反饋原則，確定調(diào)節(jié)器的正、反作用。根據(jù)構(gòu)成系統(tǒng)負(fù)反饋原則，確定調(diào)節(jié)器的正、反作用。 在過(guò)程控制系統(tǒng)

27、方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、在過(guò)程控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、安裝調(diào)校就緒后，下一步要進(jìn)行的工作安裝調(diào)校就緒后，下一步要進(jìn)行的工作就是就是系統(tǒng)的投運(yùn)與調(diào)整、整定系統(tǒng)的投運(yùn)與調(diào)整、整定。 工藝過(guò)程及要求工藝過(guò)程及要求 被控被控變量變量選擇選擇 操縱變量操縱變量選擇選擇 過(guò)程檢測(cè)、控制設(shè)備的選用過(guò)程檢測(cè)、控制設(shè)備的選用 如圖是奶粉生產(chǎn)工藝中的噴霧式干燥設(shè)備。此如圖是奶粉生產(chǎn)工藝中的噴霧式干燥設(shè)備。此工藝要求保證奶粉含水量在工藝要求保證奶粉含水量在2%2.5%。高高位位槽槽過(guò)濾器過(guò)濾器干干燥燥器器產(chǎn)品產(chǎn)品鼓鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)換熱器換熱器旁路旁路風(fēng)管風(fēng)管風(fēng)管風(fēng)管蒸汽蒸汽fFfqfPn已濃縮的奶液從已濃縮的奶液從儲(chǔ)槽流

28、下，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)槽流下，經(jīng)過(guò)濾后從干燥器頂濾后從干燥器頂部噴出。干燥空部噴出。干燥空氣被加熱后經(jīng)風(fēng)氣被加熱后經(jīng)風(fēng)管吹入干燥器。管吹入干燥器。滴狀奶液在熱風(fēng)滴狀奶液在熱風(fēng)中干燥成奶粉，中干燥成奶粉，并被氣流帶出干并被氣流帶出干燥器。燥器。 直接指標(biāo)：直接指標(biāo)：產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品質(zhì)量（水分含量）（水分含量） 水分含量反映產(chǎn)品質(zhì)量，是主要的工藝技術(shù)指標(biāo)。水分含量反映產(chǎn)品質(zhì)量，是主要的工藝技術(shù)指標(biāo)。 由于產(chǎn)品水分含量測(cè)量十分困難，且測(cè)量精度不高。由于產(chǎn)品水分含量測(cè)量十分困難，且測(cè)量精度不高。 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，奶粉含水量與干燥器溫度之間存在單試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，奶粉含水量與干燥器溫度之間存在單值關(guān)系。出口溫度穩(wěn)定在值關(guān)系。出口溫度

29、穩(wěn)定在1502，則奶粉含，則奶粉含水量符合水量符合2%2.5% 。 間接指標(biāo)：間接指標(biāo)：干燥器的溫度干燥器的溫度 根據(jù)生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品質(zhì)量（水分含量）與干燥溫度有根據(jù)生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品質(zhì)量（水分含量）與干燥溫度有密切相關(guān)，因而選密切相關(guān)，因而選干燥器的溫度為被控參數(shù)干燥器的溫度為被控參數(shù)（間接參（間接參數(shù)）。數(shù)）。n乳化液流量乳化液流量f1n旁路冷風(fēng)量旁路冷風(fēng)量f2n加熱蒸汽量加熱蒸汽量f3n選其中任一變量作選其中任一變量作為操縱變量，均可構(gòu)為操縱變量，均可構(gòu)成溫度控制系統(tǒng)，即成溫度控制系統(tǒng)，即可以得到三個(gè)不同的可以得到三個(gè)不同的控制方案?？刂品桨浮８吒呶晃徊鄄圻^(guò)濾器過(guò)濾器干干燥燥器器產(chǎn)品產(chǎn)品鼓鼓風(fēng)

30、風(fēng)機(jī)機(jī)換熱器換熱器旁路旁路風(fēng)管風(fēng)管風(fēng)管風(fēng)管蒸汽蒸汽f1f2f3三、控制參數(shù)選擇，控制方案的確定三、控制參數(shù)選擇，控制方案的確定n影響干燥器溫度的主要影響干燥器溫度的主要可控可控因素因素有：因素因素有：影響量作用的位置不同：影響量作用的位置不同：f3蒸氣流量蒸氣流量f2旁路冷風(fēng)流量旁路冷風(fēng)流量f1乳液流量乳液流量 熱交換器熱交換器T=100, T=100送風(fēng)管道送風(fēng)管道 =3干燥器干燥器 Go乳液流量變化乳液流量變化f1的作的作用通道最短；旁路冷風(fēng)流用通道最短；旁路冷風(fēng)流量變化量變化f2的作用通道增加了的作用通道增加了3秒的滯后；加熱蒸汽流量秒的滯后；加熱蒸汽流量變化變化f3的作用通道又增加了的作用通道又增加了兩個(gè)兩個(gè)100秒的雙容滯后。秒的雙容滯后。干干燥燥器器f1f2f3q控制方案：控制方案：方案方案1：取乳化液流取乳化液流量為操縱變量（調(diào)節(jié)閥量為操縱變量（調(diào)節(jié)閥1） v控制通道最短控制通道最短f3f2