比值控制系統(tǒng)

1、比值控制比值控制問題的提出：在工業(yè)生產(chǎn)過程中，要求問題的提出：在工業(yè)生產(chǎn)過程中，要求兩種或多種物料流量成一定比例關(guān)系，兩種或多種物料流量成一定比例關(guān)系，要求嚴(yán)格控制比例。要求嚴(yán)格控制比例。基本概念：基本概念：比值控制系統(tǒng)（流量比值控制系統(tǒng)）：實比值控制系統(tǒng)（流量比值控制系統(tǒng)）：實現(xiàn)兩個或兩個以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系現(xiàn)兩個或兩個以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)。的控制系統(tǒng)。主物料或主動量：在保持比例關(guān)系的兩種主物料或主動量：在保持比例關(guān)系的兩種物料中處于主導(dǎo)地位的物料，稱為主物料；物料中處于主導(dǎo)地位的物料，稱為主物料；表征主物料的參數(shù)，稱為主動量（主流表征主物料的參數(shù)，稱為主動量（主流量），用

2、量），用F1表示。表示?；靖拍罨靖拍顝奈锪匣驈膭恿浚喊凑罩魑锪线M行配比，從物料或從動量：按照主物料進行配比，在控制過程中在控制過程中跟隨主物料變化而變化的物跟隨主物料變化而變化的物料料，稱為從物料；表征從物料特性的參數(shù)，稱為從物料；表征從物料特性的參數(shù)，稱為從動量（副流量），用稱為從動量（副流量），用F2表示。表示。有些場合，用不可控物料為主物料，用改有些場合，用不可控物料為主物料，用改變可控物料即從物料來實現(xiàn)比值關(guān)系。變可控物料即從物料來實現(xiàn)比值關(guān)系。K= F2/ F1比值控制系統(tǒng)的類型比值控制系統(tǒng)的類型開環(huán)比值控制系統(tǒng)開環(huán)比值控制系統(tǒng)單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)雙閉環(huán)比值控制系

3、統(tǒng)雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)變比值比值控制系統(tǒng)變比值比值控制系統(tǒng)串級和比值混合系統(tǒng)串級和比值混合系統(tǒng)開環(huán)比值控制系統(tǒng)開環(huán)比值控制系統(tǒng)隨著隨著F1的變化，的變化，F(xiàn)2跟跟著變化，滿足著變化，滿足F2=KF1的要求（閥的要求（閥門開度與門開度與F1之間成一之間成一定的比例關(guān)系。定的比例關(guān)系。FCF1F2控制器控制器控制閥控制閥對象對象測量變送測量變送F1F2-開環(huán)比值控制缺點開環(huán)比值控制缺點當(dāng)當(dāng)F2因管線兩端壓力波動而發(fā)生變化時，因管線兩端壓力波動而發(fā)生變化時，系統(tǒng)不起控制作用，即：系統(tǒng)不起控制作用，即：F2本身無抗干本身無抗干擾能力。擾能力。適用于副流量較平穩(wěn)且比值精度要求不適用于副流量較平穩(wěn)且比值精度

4、要求不高的場合。高的場合。單閉環(huán)比值控制單閉環(huán)比值控制增加一個副流量閉環(huán)控制系統(tǒng)增加一個副流量閉環(huán)控制系統(tǒng)KF1F2FC單閉環(huán)比值控制單閉環(huán)比值控制K)(sGV)(0sG)(2sGm)(2sGC)(1sGm1F2F變化。按一定比值跟隨的給定，作為經(jīng)比值器1221FFFKF單閉環(huán)比值控制原理單閉環(huán)比值控制原理比值。的基礎(chǔ)上保持設(shè)定值的數(shù)值同時變化，在新的流量、）當(dāng)（而變化。跟隨使的給定值，受到擾動時，改變了）當(dāng)（的給定值上。調(diào)回到現(xiàn)定值控制，將受到擾動，通過閉環(huán)實不變而）當(dāng)（2112211221321FFFFFFFFFF單閉環(huán)比值控制特點單閉環(huán)比值控制特點不但能實現(xiàn)副流量跟隨主流量的變化而變不但

5、能實現(xiàn)副流量跟隨主流量的變化而變化，而且可以克服副流量本身干擾對比值化，而且可以克服副流量本身干擾對比值的影響，主副流量的比值較為精確。的影響，主副流量的比值較為精確?？偽锪狭坎还潭?，對于負(fù)荷變化幅度大，總物料量不固定，對于負(fù)荷變化幅度大，物料又直接去化學(xué)反應(yīng)器的場合是不適合物料又直接去化學(xué)反應(yīng)器的場合是不適合的。的。單閉環(huán)比值控制特點單閉環(huán)比值控制特點當(dāng)主流量出現(xiàn)大幅度波動時，副流量給當(dāng)主流量出現(xiàn)大幅度波動時，副流量給定值大幅度波動，定值大幅度波動，在調(diào)節(jié)的一段時間里在調(diào)節(jié)的一段時間里，比值會偏離工藝要求的流量比，不適用比值會偏離工藝要求的流量比，不適用于要求嚴(yán)格動態(tài)比的場合。于要求嚴(yán)格動態(tài)

6、比的場合。適用于主物料在工藝上不允許進行控制適用于主物料在工藝上不允許進行控制的場合。的場合。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)增設(shè)了主流量控制回路增設(shè)了主流量控制回路KF1F2F2CF1C雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng))(1sGC)(1sGV)(01sG)(1sGmK)(2sGC)(2sGV)(02sG)(2sGm)(sR1F2F雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)工作原理雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)工作原理主動量控制回路克服主動量擾動，實現(xiàn)主動量控制回路克服主動量擾動，實現(xiàn)定定值控制值控制；從動量控制回路克服從動量擾動，；從動量控制回路克服從動量擾動，實現(xiàn)實現(xiàn)隨動控制隨動控制；當(dāng)擾動消除后，主、從動；當(dāng)擾動消

7、除后，主、從動量都回到原設(shè)定值上，其比值不變。量都回到原設(shè)定值上，其比值不變。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)優(yōu)點雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)優(yōu)點流量比值精確，物料總量基本不變。流量比值精確，物料總量基本不變。只要緩慢改變主流量控制器給定值，可以只要緩慢改變主流量控制器給定值，可以提降主流量，副流量會自動跟蹤變化，兩提降主流量，副流量會自動跟蹤變化，兩種比值不變。種比值不變。適用于主流量干擾頻繁及工藝上不允許負(fù)適用于主流量干擾頻繁及工藝上不允許負(fù)荷有較大波動或工藝上經(jīng)常需要提降符合荷有較大波動或工藝上經(jīng)常需要提降符合的場合。的場合。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)缺點雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)缺點當(dāng)主動量采用定值控制后，由于調(diào)節(jié)作用，當(dāng)主

8、動量采用定值控制后，由于調(diào)節(jié)作用，變化幅值會減小，變化頻率會加快，從而變化幅值會減小，變化頻率會加快，從而使從動量控制器的給定值處于不斷變化中，使從動量控制器的給定值處于不斷變化中，當(dāng)它的變化頻率與從動量控制回路的工作當(dāng)它的變化頻率與從動量控制回路的工作頻率接近時，可能引起頻率接近時，可能引起“共振共振”。工業(yè)應(yīng)用：自來水消毒的比值控制工業(yè)應(yīng)用：自來水消毒的比值控制1qTF2CF2KTF12q氯氣凈化水供用戶變比值控制系統(tǒng)變比值控制系統(tǒng)變比值控制系統(tǒng)：變比值控制系統(tǒng)：按照工藝指標(biāo)自按照工藝指標(biāo)自行修正比值系數(shù)行修正比值系數(shù)的變化值。的變化值。F1F2FfCXCR以某種質(zhì)量指標(biāo)以某種質(zhì)量指標(biāo)X（

9、第三參數(shù)）（第三參數(shù)）為主為主變量，以兩個流量變量，以兩個流量比為副變量的串級比為副變量的串級控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)。X主控制器主控制器控制閥控制閥流量對象流量對象測量變送測量變送2F1F2-比值控制器比值控制器主對象主對象測量變送測量變送1除法器除法器測量變送測量變送-Xw由第三參數(shù)修正比值，屬于變比值控制。由第三參數(shù)修正比值，屬于變比值控制。工作原理工作原理穩(wěn)態(tài)時，主、副量恒定，分別經(jīng)變送器送穩(wěn)態(tài)時，主、副量恒定，分別經(jīng)變送器送除法器，其輸出（比值）作為比值控制器除法器，其輸出（比值）作為比值控制器的測量反饋信號。此時，主參數(shù)恒定，所的測量反饋信號。此時，主參數(shù)恒定，所以主控制器輸出信號穩(wěn)定，

10、且與比值測量以主控制器輸出信號穩(wěn)定，且與比值測量值相等，比值控制器輸出穩(wěn)定，控制閥處值相等，比值控制器輸出穩(wěn)定，控制閥處于某一開度，產(chǎn)品質(zhì)量合格。于某一開度，產(chǎn)品質(zhì)量合格。當(dāng)當(dāng)F1、F2出現(xiàn)擾動，通過比值控制回路，出現(xiàn)擾動，通過比值控制回路，保持比值一定，從而不影響或大大減小擾保持比值一定，從而不影響或大大減小擾動對產(chǎn)品質(zhì)量的影響（相當(dāng)于串級控制系動對產(chǎn)品質(zhì)量的影響（相當(dāng)于串級控制系統(tǒng)的副回路調(diào)節(jié)）。統(tǒng)的副回路調(diào)節(jié)）。對于某些物料流量，當(dāng)出現(xiàn)擾動如溫度、對于某些物料流量，當(dāng)出現(xiàn)擾動如溫度、壓力、成分等變化時，雖然它們的流量比壓力、成分等變化時，雖然它們的流量比值不變，但由于真實流量（在新的溫度

11、、值不變，但由于真實流量（在新的溫度、壓力或成分下）與原來流量不同，將影響壓力或成分下）與原來流量不同，將影響產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，輸出產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，輸出X偏離設(shè)定值，此時偏離設(shè)定值，此時主控器起作用，輸出變化，修正比值控制主控器起作用，輸出變化，修正比值控制器給定值，即修正了比值，使系統(tǒng)在新的器給定值，即修正了比值，使系統(tǒng)在新的比值上重新穩(wěn)定。比值上重新穩(wěn)定。氧化爐溫度對氨氣氧化爐溫度對氨氣/空氣串級比值控制系統(tǒng)空氣串級比值控制系統(tǒng)氧氧化化爐爐預(yù)預(yù)熱熱器器混混合合TCFfC空氣空氣氨氣氨氣穩(wěn)定氧化爐的關(guān)鍵穩(wěn)定氧化爐的關(guān)鍵條件是氧化爐溫度條件是氧化爐溫度氨氧化生成氨氧化生成一氧化氮，一氧化氮，同時放出

12、大同時放出大量的熱量。量的熱量。當(dāng)氨氣在混當(dāng)氨氣在混合器中含量合器中含量增加增加1%，氧，氧化爐溫度將化爐溫度將上升上升64.9度。度。第三參數(shù)是第三參數(shù)是氧化爐溫度氧化爐溫度主要干擾主要干擾成分變化是在比值不變情況下改變混合器內(nèi)氨含成分變化是在比值不變情況下改變混合器內(nèi)氨含量的直接干擾；量的直接干擾；進入氧化爐的氨氣、空氣初始溫度；進入氧化爐的氨氣、空氣初始溫度；進入混合器的氨氣、空氣的溫度、壓力變化；進入混合器的氨氣、空氣的溫度、壓力變化；負(fù)荷的變化（比值不變，負(fù)荷變化，溫度變化）；負(fù)荷的變化（比值不變，負(fù)荷變化，溫度變化）；觸媒的活性變化、大氣溫度、壓力變化。觸媒的活性變化、大氣溫度、壓

13、力變化。 因此，需要根據(jù)溫度的變化，適當(dāng)修正氨氣和因此，需要根據(jù)溫度的變化，適當(dāng)修正氨氣和空氣的流量比值，保證氧化爐溫度恒定?？諝獾牧髁勘戎?，保證氧化爐溫度恒定。系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理當(dāng)出現(xiàn)氨氣空氣比值變化干擾時，通過比值控當(dāng)出現(xiàn)氨氣空氣比值變化干擾時，通過比值控制系統(tǒng)及時克服保持氧化爐溫度不變。制系統(tǒng)及時克服保持氧化爐溫度不變。當(dāng)其它干擾引起爐溫變化時，主控制器輸出變當(dāng)其它干擾引起爐溫變化時，主控制器輸出變化，相當(dāng)于比值控制器給定值變化，改變比值化，相當(dāng)于比值控制器給定值變化，改變比值大小，從而改變溫度。大小，從而改變溫度。溫度升高溫度升高測量值升高測量值升高主控制器輸出減小主控制器輸出減

14、小比值控制器輸出減小比值控制器輸出減小控制閥開度減小控制閥開度減小氨氣流量減小氨氣流量減小溫度下降溫度下降w假設(shè)控制器均為反作用形式，控制閥為氣開式假設(shè)控制器均為反作用形式，控制閥為氣開式串級和比值控制混合系統(tǒng)串級和比值控制混合系統(tǒng)F1CLCF1CkF1F2LTw要求主流量隨要求主流量隨另一參數(shù)的需另一參數(shù)的需要而改變，要而改變，屬屬于定比值控制。于定比值控制。w主、副流量控制主、副流量控制回路對液位控制回路對液位控制器的動態(tài)響應(yīng)一器的動態(tài)響應(yīng)一致，保證動態(tài)比致，保證動態(tài)比值恒定。值恒定。w兩物料進入反應(yīng)器流程兩物料進入反應(yīng)器流程w兩物料組成雙閉環(huán)比值控制，而反應(yīng)器液面需要恒定w除了比值恒定，

15、還要除了比值恒定，還要求反應(yīng)器中液位恒定求反應(yīng)器中液位恒定串級和比值控制混合系統(tǒng)框圖串級和比值控制混合系統(tǒng)框圖)(1sGC)(1sGV)(01sG)(1sGmK)(2sGC)(2sGV)(02sG)(2sGm)(sL1F2F)(0sG)(sGC)(sR)(sGm工作原理工作原理以液面為主參數(shù)，主流量為副參數(shù)的串級控以液面為主參數(shù)，主流量為副參數(shù)的串級控制系統(tǒng)。制系統(tǒng)。當(dāng)液面由于某種干擾而變化時，通過液位控當(dāng)液面由于某種干擾而變化時，通過液位控制器的輸出改變主流量的給定值，使主流量制器的輸出改變主流量的給定值，使主流量跟著變化，同時副流量的給定值也變化，保跟著變化，同時副流量的給定值也變化，保持

16、比值不變（動態(tài)比值不變），這樣由總負(fù)持比值不變（動態(tài)比值不變），這樣由總負(fù)荷變化來克服外界擾動對液位的影響。荷變化來克服外界擾動對液位的影響。比值系數(shù)的計算比值系數(shù)的計算為信號零點。、為信號上限；、主動流量的測量信號從動流量的測量信號比值系數(shù)主動流量從動流量流量比2001max2max110max110120max220212IIIIIIIIIIIIKFFK平方測量關(guān)系。包括：線性測量關(guān)系和（關(guān)系，測量流量信號。根據(jù)有效信號與流量的)f0max00max0FFFFIIII線性測量關(guān)系線性測量關(guān)系max2max100maxmaxmax0max00(0FFKKIIIFFIFFIIIIF成線性關(guān)系，

17、可得：號，流量信號均與測量信帶開方的差壓流量計時或輪流量計、橢圓流量計當(dāng)使用轉(zhuǎn)子流量計、渦）（，最小流量為零）設(shè)平方測量關(guān)系平方測量關(guān)系2max2max1200max2max20max00max00)()(0）（可以推出：）（最小流量為零）設(shè)FFKKIIIFFIFFFFIIIIF結(jié)論結(jié)論 。有關(guān)，與負(fù)荷大小無關(guān)，與變送器的量程比值系數(shù)與流量比有關(guān)是兩個不同的概念。與比值系數(shù)流量比. 2. 1KK比值控制方案的實施比值控制方案的實施依據(jù)采用什么方式實現(xiàn)主、副流量的比值依據(jù)采用什么方式實現(xiàn)主、副流量的比值運算進行分類：運算進行分類： 1.相乘方案相乘方案 2.相除方案相除方案相乘方案相乘方案對對F

18、1的測量值乘的測量值乘以一個系數(shù)作為以一個系數(shù)作為F2的給定值的給定值F1F2FC相除方案相除方案F1F2FC用比值器組成的方案用比值器組成的方案控制器控制器控制閥控制閥流量對象流量對象測量變送器測量變送器1測量變送器測量變送器2F2F1I入入I出出比值器比值器K數(shù)的運算個輸入信號乘上一個常比值器的作用是實現(xiàn)一入出入出入出入出入出入出，信號的比率設(shè)定器：對于）（，信號的比率設(shè)定器：對于比值器的運算公式：IIKIKIIIKIKIIIIIKIIIKI/10mA0)4-/(4-4)4-(20mA4-)-(0000用乘法器組成的方案用乘法器組成的方案控制器控制器控制閥控制閥流量對象流量對象測量變送器測

19、量變送器1測量變送器測量變送器2F2F1I1I0乘法器乘法器K1I416)4-()4-(20mA4-)-()-(-0111010max1000101100max000010max110110max1101IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII信號的比率設(shè)定器：對于下限相同，則：同一信號制下，信號上效信號的關(guān)系：輸出有效信號與輸入有KIIKIIIIKII1010mA041616444-0000111儀表，同理：對于成要求的比值。滿足此式，系統(tǒng)就能完只要之間的關(guān)系：與乘法器的用除法器組成的方案用除法器組成的方案用除法器組成的單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)用除法器組成的單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)比值控制器比值控

20、制器控制閥控制閥流量對象流量對象測量變送器測量變送器1測量變送器測量變送器2除法器除法器F2F1I1I2I0IR41644)(4mA20mA20mA4/120000max00112020020100max2max1max001max101120max220200max0000IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII，即：假設(shè)信號為：為比值系數(shù)式中：除法器輸出測量值給定值當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時，K41641644120rKIIII比值控制系統(tǒng)中非線性的影響比值控制系統(tǒng)中非線性的影響測量環(huán)節(jié)的非線性影響測量環(huán)節(jié)的非線性影響除法器的非線性影響除法器的非線性影響測量環(huán)節(jié)的非線性影響測量環(huán)節(jié)的非線

21、性影響當(dāng)流量測量采用節(jié)流裝置時，流量與壓差當(dāng)流量測量采用節(jié)流裝置時，流量與壓差之間的非線性會對比值控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響之間的非線性會對比值控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響00max2max00maxmax000max00max0)-()()-(I00-kpkIIIFFIIIpppFppppIIIIF時，壓差一般情況下：最小流量系為：變送器對差壓的測量關(guān)為節(jié)流裝置的比例系數(shù)式中：。動，放大系數(shù)發(fā)生變化可見：隨著工作點的移的靜態(tài)工作點。為式中數(shù)為：測量裝置的靜態(tài)放大系：變送裝置，則上式變?yōu)槿绻捎肍FFFFFFFIIIFFIIIppFF02max02max2max00max2max00maxmax,32FIK416)

22、(4)4-20()(I20mA4)-()()-(I0結(jié)論結(jié)論采用差壓法測量流量時，隨著負(fù)荷的增采用差壓法測量流量時，隨著負(fù)荷的增加，靜態(tài)放大系數(shù)增大。加，靜態(tài)放大系數(shù)增大。由于靜態(tài)放大系數(shù)的變化，將導(dǎo)致控制由于靜態(tài)放大系數(shù)的變化，將導(dǎo)致控制質(zhì)量下降，甚至不穩(wěn)定。質(zhì)量下降，甚至不穩(wěn)定。解決辦法解決辦法選用不同流量特性的控制閥，用非線性選用不同流量特性的控制閥，用非線性補償非線性。補償非線性。選用帶有選用帶有開方開方功能的差壓變送器，使變功能的差壓變送器，使變送器的輸出信號與流量成線性關(guān)系。送器的輸出信號與流量成線性關(guān)系。流量測量的非線性對比值系數(shù)計算的影響流量測量的非線性對比值系數(shù)計算的影響假若

23、兩個流量均采用節(jié)流式儀表，若兩假若兩個流量均采用節(jié)流式儀表，若兩管道中的孔板及差壓計的量程選擇不合管道中的孔板及差壓計的量程選擇不合適，會出現(xiàn)一個近似線性，一個非線性，適，會出現(xiàn)一個近似線性，一個非線性，用一個比值系數(shù)確保各點都成比例是不用一個比值系數(shù)確保各點都成比例是不可能的?？赡艿?。要求：對于用節(jié)流法測量流量的比值系要求：對于用節(jié)流法測量流量的比值系統(tǒng)，兩流量要么具有相似的非線性，要統(tǒng)，兩流量要么具有相似的非線性，要么經(jīng)開方都成為線性。么經(jīng)開方都成為線性。除法器的非線性除法器的非線性比值控制器比值控制器控制閥控制閥流量對象流量對象測量變送器測量變送器1測量變送器測量變送器2除法器除法器F2

24、F1I1I2I0IR121/,IIKI輸出是除法器的輸入是的減小而增大。數(shù)是隨著負(fù)荷可見：除法器的放大系的大小。的測量信號，表征負(fù)荷是除法器的放大系數(shù)為：11121FIIdIKd償，提高控制質(zhì)量。非線性進行補成比值控制系統(tǒng)，能對采用除法器組隨負(fù)荷增大而增大），（放大系數(shù)如果過程本身為非線性系統(tǒng)不易穩(wěn)定。在小負(fù)荷時，除法器非線性的引入，控制器由于如果過程為線性，比值. 2. 1除法器非線性的解決方案除法器非線性的解決方案方法一：采用具有相反特性曲線的對數(shù)方法一：采用具有相反特性曲線的對數(shù)流量特性的控制閥，能實現(xiàn)部分補償。流量特性的控制閥，能實現(xiàn)部分補償。因為對數(shù)流量特性控制閥的放大系數(shù)是因為對數(shù)

25、流量特性控制閥的放大系數(shù)是隨著負(fù)荷的增加而增加。隨著負(fù)荷的增加而增加。方法二：當(dāng)主、副流量均為差壓法測量時，方法二：當(dāng)主、副流量均為差壓法測量時，主流量加開方器，而副流量不加開方器，主流量加開方器，而副流量不加開方器，利用副流量測量變送的非線性去補償除法利用副流量測量變送的非線性去補償除法器的非線性器的非線性。但此時，主、副流量測量信。但此時，主、副流量測量信號一個是線性、一個是非線性，造成比值號一個是線性、一個是非線性，造成比值系數(shù)隨主流量變化，因此必須采取措施。系數(shù)隨主流量變化，因此必須采取措施。w補償是利用二者隨流量負(fù)荷的增補償是利用二者隨流量負(fù)荷的增加一個放大倍數(shù)增加，另一個放加一個放

26、大倍數(shù)增加，另一個放大倍數(shù)下降的原理進行補償?shù)?。大倍?shù)下降的原理進行補償?shù)?。解決方案解決方案比值控制器比值控制器控制閥控制閥流量對象流量對象測量變送測量變送1測量變送測量變送2除法器除法器F2F1I1I2I0開方器開方器K由于主、副流量測量信號一個是線性、一個是非線性，由于主、副流量測量信號一個是線性、一個是非線性，造成各工作點比值系數(shù)變化，因此，必須保證給定值也造成各工作點比值系數(shù)變化，因此，必須保證給定值也隨隨F1的變化而變化，確保給定與反饋的差值一定。的變化而變化，確保給定與反饋的差值一定。比值控制系統(tǒng)的信號匹配問題比值控制系統(tǒng)的信號匹配問題儀表的信號匹配：合理調(diào)整有關(guān)儀表的儀表的信號匹

27、配：合理調(diào)整有關(guān)儀表的量程或設(shè)置必要的系數(shù)。量程或設(shè)置必要的系數(shù)。比值系數(shù)的計算是比值控制系統(tǒng)信號匹比值系數(shù)的計算是比值控制系統(tǒng)信號匹配的主要內(nèi)容。配的主要內(nèi)容。要，它影響到靈敏度。限的確定很重有關(guān)，因此儀表量程上上限有關(guān)，還與儀表的量程流量比的的大小除了與工藝規(guī)定比值系數(shù)KK度都很高。，系統(tǒng)靈敏度和精流量都可在全量程變化的情況下，主、副說明：在流量比值不變，時，當(dāng)）（非線性關(guān)系：線性關(guān)系：相乘方案：22max2max122maxmax122maxmax122maxmax11FFKFKFKFFKKFFKK選擇量程上限與工藝規(guī)定的選擇量程上限與工藝規(guī)定的K成比例成比例,使比使比值系數(shù)接近值系數(shù)接

28、近1，例如：，例如：，確保精度和靈敏度。和差壓計的選擇要合適系統(tǒng)設(shè)計時，節(jié)流裝置因此：在進行比值控制，于是：即：時對應(yīng)則希望：時對應(yīng)若則合適的量程選擇為：工藝要求112h/50m20mAh,/100m20mA, 2/1/2maxmax12maxmax132max23max1112FFKKFFFIFIFFK應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例水蒸氣水蒸氣F2CK2F2CK3F1C空氣空氣天然氣天然氣甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)基本參數(shù)基本參數(shù)未經(jīng)開方運算。采用差壓法測量流量，天然氣：空氣：水蒸汽：生產(chǎn)中的最大負(fù)荷：天然氣：水蒸汽：空氣h/m31100h/m31100h/m311004 . 1313nmax3amax3s

29、maxFFF較高的精度和靈敏度。具有，儀表信號匹配合適，均接近和）空氣對水蒸氣：）天然氣對水蒸氣：求比值系數(shù)：。計算結(jié)果見教材量程上限和孔板，設(shè)計或選擇差壓變送器1073. 1(889. 0(105212amaxsmax2222nmaxsmax211KKFFKKFFKKP相乘方案相乘方案1max2max22max1max212max1max1(110KFFFFKKFFKKK則：）或：范圍內(nèi)，因此必須滿足在比值控制系統(tǒng)的其它問題比值控制系統(tǒng)的其它問題流量測量中壓力溫度的校正流量測量中壓力溫度的校正校正后的流量。求得此時的流量值即為，再壓差，計算出度和壓力，測出當(dāng)時的件下節(jié)流裝置上游的溫做法：測出

30、實際工作條的壓力，：工作條件下被測介質(zhì)的溫度，：工作條件下被測介質(zhì)的壓力，：設(shè)計條件下被測介質(zhì)的溫度，：設(shè)計條件下被測介質(zhì)nnnnnnpPKTPKTpTpTppapap11111習(xí)題習(xí)題3.8FC控制閥控制閥流量對象流量對象測量變送測量變送1測量變送測量變送2F2F1I1I2I0乘法器乘法器-(1)畫出比值系統(tǒng)方框圖畫出比值系統(tǒng)方框圖（2）要求）要求F1:F2=2:1,求求I041616416)4)(4()4()4(444416)4)(4(000111111011KIIKIIIKIKIIIKIII所以：由定義：乘法器輸出12.96(mA)41681. 02000360021(02222max1

31、max2KIFFKK所以：）（）（）量測量：對于不帶開方器差壓流習(xí)題習(xí)題3.9比較幾種比值控制系統(tǒng)的特點，確定選比較幾種比值控制系統(tǒng)的特點，確定選用雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。用雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)：雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)：適用于主流量干適用于主流量干擾頻繁及工藝上不允許負(fù)荷有較大波動擾頻繁及工藝上不允許負(fù)荷有較大波動或工藝上經(jīng)常需要提降負(fù)荷的場合。或工藝上經(jīng)常需要提降負(fù)荷的場合。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)框圖雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)框圖)(1sGC)(1sGV)(01sG)(1sGmK)(2sGC)(2sGV)(02sG)(2sGm)(sRAFBF雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)流程圖雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)流程圖KFAFBF2CF1CI01I 計算比值系數(shù)計算比值系數(shù)采用相乘方案采用相乘方案(420mA信號）信號）需要重新設(shè)置。為了能用乘法器實現(xiàn)，測量：對于帶開方器差壓流量, 135. 111605 .156229062542.52max1maxKFFKK)(1sGC