分程與閥位控制系統(tǒng)課件

1、分程控制與閥位控制 戴連奎浙江大學(xué)控制學(xué)院 2017/04/13第1頁，共16頁。氨冷卻器工藝介質(zhì)出口溫度超馳控制方案討論控制方塊圖控制器正反作用選擇比較正常工況下，TC31與LC25的輸出大小解釋RFB的物理意義與TC31、LC25的內(nèi)部結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)抗積分飽和？第2頁，共16頁。內(nèi) 容分程控制的概念與方法分程控制的應(yīng)用舉例 間歇反應(yīng)器與儲罐氣封控制閥位控制方案與應(yīng)用舉例 第3頁，共16頁。間歇放熱反應(yīng)器的控制問題工藝背景：在反應(yīng)開始時(shí)需要用蒸汽加熱，以達(dá)到一定的反應(yīng)速度；而當(dāng)反應(yīng)正常進(jìn)行時(shí)，需要用冷卻水進(jìn)行冷卻，以防止反應(yīng)溫度超高。對象控制特性分析控制目標(biāo)：希望實(shí)現(xiàn)反應(yīng)溫度全過程的自動

2、控制第4頁，共16頁。分程控制的基本設(shè)計(jì)思想 在分程控制系統(tǒng)中，僅有一個(gè)被控變量CV，但通常有兩個(gè)操作變量MVs。分程控制的基本設(shè)計(jì)思想是，將兩個(gè)MVs （或兩個(gè)控制閥）合并成一個(gè)MV，再按單回路方式進(jìn)行控制；“分程”是指將控制器輸出信號按范圍劃分成幾段，其中每一段只調(diào)節(jié)一個(gè)控制閥的開度（另一控制閥的開度保持不變）。第5頁，共16頁。間歇放熱反應(yīng)器分程控制方案第6頁，共16頁。常規(guī)線性控制閥的特性正常情況下，當(dāng)電氣轉(zhuǎn)換器輸出p全范圍變化（0.02 0.10 MPa）時(shí)，控制閥從全關(guān)至全開或從全開至全關(guān)。第7頁，共16頁。分程控制的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上例中當(dāng)輸出p從0.02 變化至 0.06 MPa時(shí)，V

3、A就可全范圍變化（此時(shí)，VB開度不變）；而當(dāng)輸出p從0.06 變化至 0.10 MPa時(shí)，VB就可全范圍變化（此時(shí)，VA開度不變）通過手工調(diào)節(jié)閥門定位器，使控制閥全范圍所需的控制信號變窄。第8頁，共16頁。雙控制閥的分程組合 第9頁，共16頁。間歇放熱反應(yīng)器分程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析問題討論選擇兩控制閥的氣開/氣關(guān)形式；兩控制閥如何分程協(xié)調(diào)工作？畫出該控制系統(tǒng)的方塊圖第10頁，共16頁。間歇放熱反應(yīng)器分程控制系統(tǒng)方塊圖確定TC34的正反作用；當(dāng)反應(yīng)器溫度為常溫時(shí)，試確定兩控制閥的初始狀態(tài)？分析該控制系統(tǒng)如何具體工作？第11頁，共16頁。油品罐頂封氮分程控制方案問題討論兩控制閥如何分程協(xié)調(diào)工作？畫出該

4、控制系統(tǒng)的方塊圖，并確定壓力控制器的正反作用；如何避免進(jìn)氣閥與排空閥的頻繁切換，以節(jié)省氮?dú)庥昧?？?2頁，共16頁。導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)控制問題：(1) 工藝過程(2) 調(diào)節(jié)閥氣開氣關(guān)選擇(3) 熱與壓力平衡分析(4) 如何節(jié)能？第13頁，共16頁。導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)閥位控制問題討論(1) VPC18的正反作用(2) VPC18的PID參數(shù)整定與抗積分飽和(3) 該系統(tǒng)如何具體工作？第14頁，共16頁。多回路PID控制方案總結(jié)為改善被控變量CV的動態(tài)性能(1) 串級控制(2) 前饋反饋控制(3) 變比值控制為滿足工藝過程提出的特殊需要(1) （液位與流量）均勻控制(2) （兩流量之間的）比值控制(3) （兩被控變量之間的）超馳控制或選擇控制 (4) （兩控制閥之間的）分程控制 (5) （主回路的）閥位控制第15頁，共16頁?？刂葡到y(tǒng)綜合設(shè)計(jì)舉例 該放熱反應(yīng)為 A+BC。試改進(jìn)現(xiàn)有的單回路控制方案。具體的控制目標(biāo)包括：(1) FB /FA =