（中職）化工儀表及自動(dòng)化第五章教學(xué)課件

1、正版可修改PPT課件（中職）化工儀表及自動(dòng)化第五章教學(xué)課件教 學(xué) 內(nèi) 容第一節(jié) 自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié) 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)第三節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)介紹第四節(jié) 典型控制系統(tǒng)方案介紹2第一節(jié) 自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)本節(jié)主要知識(shí)點(diǎn)：人工調(diào)節(jié)與自動(dòng)控制自動(dòng)控制系統(tǒng)的任務(wù)及基本組成自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程及品質(zhì)指標(biāo)影響控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程的主要因素本節(jié)知識(shí)問(wèn)答：自動(dòng)控制系統(tǒng)的任務(wù)是什么？它由哪些基本環(huán)節(jié)組成？什么叫被控對(duì)象、被控變量、測(cè)量值、設(shè)定值、偏差、擾動(dòng)作用和控制作用？3一、人工調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制眼手腦水位測(cè)量與變送執(zhí)行器控制器設(shè)定操作人員所做的工作如下：第一，用眼睛觀察玻璃管 液 位 計(jì)的指示值；第二，將指示值與工藝中需要

2、保持的液位值在大腦中比較并算出兩者的差值；第三，當(dāng)指示值偏高（低）時(shí)，用手去開大（關(guān)?。╅y門。測(cè)量?jī)x表相當(dāng)于人的眼睛，控制器相當(dāng)于人的大腦，控制閥相當(dāng)于人的手腳。一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)就是對(duì)人工調(diào)節(jié)過(guò)程的模擬。4例1：液位控制系統(tǒng)實(shí)例5例2：流量控制系統(tǒng)實(shí)例6例3：溫度控制系統(tǒng)實(shí)例7控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象變送器被控變量擾動(dòng)作用控制作用測(cè)量值設(shè)定值偏差+- 自動(dòng)控制系統(tǒng)是由變送器、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控對(duì)象四個(gè)環(huán)節(jié)組成的閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)。其基本功能是使被控變量與設(shè)定值一致。1.組成二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及分類81、被控對(duì)象 是指需要實(shí)現(xiàn)控制的工藝設(shè)備、機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？刂破鲌?zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象變送器擾動(dòng)

3、作用控制作用測(cè)量值設(shè)定值偏差+-被控變量被控對(duì)象2.名詞解釋92、被控變量 是表征生產(chǎn)設(shè)備（過(guò)程）運(yùn)行情況是否正常而需要加以控制的物理量?？刂破鲌?zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象變送器擾動(dòng)作用控制作用測(cè)量值設(shè)定值偏差+-被控變量被控變量103、設(shè)定值 被控變量的預(yù)定（或希望）值。設(shè)定值控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象變送器擾動(dòng)作用控制作用測(cè)量值偏差+-被控變量設(shè)定值114、控制作用 被自動(dòng)化裝置操縱，用以使被控變量保持設(shè)定值的物料量和能量。設(shè)定值控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象變送器擾動(dòng)作用控制作用測(cè)量值偏差+-被控變量控制作用125、擾動(dòng)作用 除控制作用外，作用于對(duì)象并引起被控變量變化的一切因素。設(shè)定值控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象變送

4、器擾動(dòng)作用控制作用測(cè)量值偏差+-被控變量擾動(dòng)作用136、測(cè)量值 與被控變量對(duì)應(yīng)的，變送器的輸出值。通常為420mA范圍內(nèi)的直流電流或其它數(shù)字通訊協(xié)議。 設(shè)定值控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象變送器擾動(dòng)作用控制作用測(cè)量值偏差+-被控變量測(cè)量值147、偏差測(cè)量值與設(shè)定值之差。它有大小、方向和變化速率三個(gè)基本要素。 設(shè)定值控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象變送器擾動(dòng)作用控制作用測(cè)量值偏差+-被控變量偏差=測(cè)量值-設(shè)定值偏差153.自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類 按設(shè)定值的不同可將自動(dòng)控制系統(tǒng)分為三大類。（）定值控制系統(tǒng)定值控制系統(tǒng)就是設(shè)定值不變的控制系統(tǒng)。工藝生產(chǎn)中要求控制系統(tǒng)的被控變量保持在一個(gè)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)上不變，這個(gè)技術(shù)指標(biāo)就是

5、設(shè)定值。（）隨動(dòng)控制系統(tǒng) （也稱為自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）這類系統(tǒng)的特點(diǎn)是設(shè)定值不斷變化，并要求系統(tǒng)的輸出也跟著變化。（）程序控制系統(tǒng) （順序控制系統(tǒng)）這類系統(tǒng)的設(shè)定值也是變的，但它是一個(gè)已知的時(shí)間函數(shù)，即生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)需按一定的時(shí)間程序變化。設(shè)定值不斷變化，并要求系統(tǒng)的輸出也跟著變化16三、 過(guò)渡過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)本節(jié)知識(shí)問(wèn)答：什么是控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程？它有哪幾種基本形式？怎樣衡量控制質(zhì)量的好壞？衡量控制質(zhì)量的品質(zhì)指標(biāo)有哪些？ 1、控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程 對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，擾動(dòng)作用是經(jīng)常存在的。假如一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)原來(lái)處于某一相對(duì)平衡狀態(tài)，由于擾動(dòng)的作用，平衡被破壞，被控變量也就產(chǎn)生波動(dòng)，經(jīng)過(guò)控制器的控制作

6、用，使系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)。從擾動(dòng)作用，發(fā)生時(shí)起到控制器的控制作用使系統(tǒng)達(dá)到新的平衡時(shí)為止，這段時(shí)間內(nèi)被控變量的變化過(guò)程，稱為控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程。亦即系統(tǒng)從一個(gè)平衡狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)平衡狀態(tài)的過(guò)程。 在階躍擾動(dòng)（或給定）的作用下，控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程有如下五種基本形式。17被控變量時(shí)間（1）發(fā)散振蕩過(guò)程設(shè)定值18被控變量時(shí)間（2）等幅蕩過(guò)程設(shè)定值19被控變量時(shí)間（3）衰減振蕩過(guò)程設(shè)定值20被控變量時(shí)間（4）非周期發(fā)散 （5）非周期衰減設(shè)定值非周期發(fā)散非周期衰減21被控變量時(shí)間階躍給定作用下系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程設(shè)定值22被控變量時(shí)間階躍擾動(dòng)作用下系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程232. 控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)控

7、制質(zhì)量的優(yōu)劣，并沒(méi)有一個(gè)絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)。主要根據(jù)生產(chǎn)工藝的具體要求而定。通常都希望在受到擾動(dòng)作用以后，被控變量偏離設(shè)定值的程度要小一些，波動(dòng)要少一些，達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)所花費(fèi)的時(shí)間要短一些。也就是從自動(dòng)控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和快速性三個(gè)方面來(lái)平價(jià)它的控制質(zhì)量。對(duì)于最普遍希望的衰減振蕩過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)有最大偏差、衰減比、余差、過(guò)度時(shí)間和振蕩周期等幾項(xiàng)。 24 評(píng)價(jià)自動(dòng)控制系統(tǒng)控制質(zhì)量好壞的指標(biāo)主要有：衰減比、最大偏差A(yù)（或超調(diào)量）、過(guò)渡過(guò)程時(shí)間T、余差C和振蕩周期TS（或振蕩頻率）。被控變量時(shí)間設(shè)定值TTSABB=BBC1.衰減比：第一個(gè)波峰的幅值B與同方向的第二個(gè)波峰的幅值B之比。通常要求整

8、定在4：110：1范圍內(nèi)。2.最大偏差A(yù)：第一個(gè)波峰的幅值B與設(shè)定值SP之差。A=|B-SP|4.過(guò)渡時(shí)間TS：第一個(gè)波峰出現(xiàn)到同方向的第二個(gè)波峰出現(xiàn)時(shí)所需要的時(shí)間。5.余差C：過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，被控變量與設(shè)定值之差。3.過(guò)渡時(shí)間T：從擾動(dòng)作用開始，被控變量從原來(lái)的穩(wěn)態(tài)值變化到新的穩(wěn)態(tài)值所需要的時(shí)間。25四、影響控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的主要因素 知識(shí)問(wèn)答：什么叫被控對(duì)象的特性？用哪些參數(shù)描述?什么叫調(diào)節(jié)閥的特性？主要有哪幾種? 一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制系統(tǒng)由個(gè)環(huán)節(jié)組成，可以概括為由被控對(duì)象和自動(dòng)化裝置兩個(gè)部分組成。影響控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的主要因素來(lái)自這兩個(gè)部分。下面分別介紹。26 什么叫被控對(duì)象的特性呢？就是

9、指對(duì)象受到擾動(dòng)作用后，被控變量是如何變化的。換句話說(shuō)，就是對(duì)象的輸入發(fā)生變化時(shí)，其輸出是如何變化的，變化的快慢如何，以及最終變化了多少等等。被控變量控制作用擾動(dòng)作用被控對(duì)象擾動(dòng)通道控制通道（一）被控對(duì)象特性對(duì)控制質(zhì)量的影響271. 對(duì)象的負(fù)荷和自衡 當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)流入或流出對(duì)象的物料或能量，叫對(duì)象的負(fù)荷。負(fù)荷穩(wěn)定對(duì)系統(tǒng)有利。 什么叫對(duì)象的自衡呢？就是生產(chǎn)過(guò)程平衡狀態(tài)被破壞后，在沒(méi)有外界的控制作用下，被控變量自行趨向一個(gè)穩(wěn)定值的現(xiàn)象（性質(zhì)）。Q入時(shí)間輸出Q出有自衡特性的對(duì)象28Q出Q入時(shí)間輸出無(wú)自衡特性的對(duì)象292. 對(duì)象的放大系數(shù) 對(duì)于有自衡能力的對(duì)象，輸入量一定時(shí)，輸出

10、量最終也是一定的，且不同的輸入量對(duì)應(yīng)著不同的輸出量。把自衡對(duì)象的前后兩個(gè)狀態(tài)的輸出變化量與輸入變化量之比，稱為對(duì)象的放大系數(shù)。K=（Y2-Y1）/（X2-X1） K大，控制起來(lái)比較靈敏，但穩(wěn)定性差；K小，則不大靈敏，但較穩(wěn)定。xtyty2-y1x2-x1XY303. 對(duì)象的容量和容量系數(shù) 對(duì)象的容量就是指對(duì)象能夠存放物料量或能量的能力。 對(duì)象的容量系數(shù)就是被控變量變化一個(gè)單位時(shí)，需要向?qū)ο蠹尤牖蛉〕龅奈锪狭炕蚰芰?。S=（Q2-Q1）/（Y2-Y1）式中： S容量系數(shù)。 Q容量。 Y被控變量。 S越大，所引起的被控變量變化就比較慢而小，對(duì)象的靈敏度就較低；相反，對(duì)象的靈敏度就高。314. 對(duì)象的

11、滯后時(shí)間 對(duì)象的被控變量（輸出變量）落后于控制作用或擾動(dòng)作用（輸入變量）的現(xiàn)象，叫做滯后。滯后一般分兩種：即純滯后和容量滯后。 當(dāng)對(duì)象的輸入作用變化后，輸出變量不是立即變化，而是要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才開始變化的現(xiàn)象叫純滯后。用符號(hào)0表示。 時(shí)間時(shí)間輸入輸出0 0 =s/v32 當(dāng)對(duì)象的輸入作用變化后，輸出變量開始變化的速度非常慢，然后才慢慢加快，最后又變慢，即成“S型“這種現(xiàn)象叫容量滯后。用符號(hào)c表示。 容量滯后一般是由于物料量或能量在傳遞過(guò)程中有一定有阻力而引起的。冷凝水蒸汽冷流體熱流體溫度計(jì)夾套間壁裝料容器時(shí)間時(shí)間輸入輸出c335.對(duì)象的時(shí)間常數(shù) 當(dāng)對(duì)象的輸入作用變化后，輸出量以最快速度達(dá)到新

12、的穩(wěn)態(tài)值所需要的時(shí)間，稱對(duì)象的時(shí)間常數(shù)。用符號(hào)T表示。H時(shí)間液位時(shí)間液位時(shí)間溫度時(shí)間溫度H蒸汽蒸汽TTTT不同對(duì)象的反應(yīng)曲線34 通常用滯后時(shí)間=0+c與時(shí)間常數(shù)T的比值來(lái)表示對(duì)象滯后的嚴(yán)重程度。當(dāng)/T0.3為一般滯后對(duì)象；當(dāng)0.3/T1為大滯后對(duì)象。 被控對(duì)象的控制通道的滯后時(shí)間直接影響控制質(zhì)量。滯后嚴(yán)重到一定程度，常規(guī)的PID控制系統(tǒng)就無(wú)能為力了。 356.控制通道靜態(tài)特性對(duì)被控變量的影響 從理論推導(dǎo)和實(shí)踐證明，在選擇構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)，被控對(duì)象控制通道的靜態(tài)特性放大倍數(shù)K0希望大些。K0大表明操縱變量對(duì)被控變量有足夠大的靈敏度，使控制作用更為有效。被控對(duì)象的放大倍數(shù)K0，可以通過(guò)整定控制器的

13、放大倍數(shù)KC來(lái)補(bǔ)償。被控對(duì)象、控制閥和控制器的方塊圖是串聯(lián)的，見(jiàn)下圖。根據(jù)方框圖規(guī)則，串聯(lián)環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)是相乘關(guān)系。控制閥的放大倍數(shù)一般是不可調(diào)整的，控制器放大倍數(shù) KC有可調(diào)范圍。如果被控對(duì)象的放大倍K0過(guò)小，需要改變控制器的放大倍數(shù)KC的數(shù)值太大，超出了其可調(diào)范圍，控制器便失去了補(bǔ)償能力。故被控對(duì)象的K0要適當(dāng)大些，使控制器的放大倍數(shù) KC有可調(diào)的余地。 控制器Kc控制閥Kv被控對(duì)象K0367.擾動(dòng)通道靜態(tài)特性對(duì)被控變量的影響 至于被控對(duì)象擾動(dòng)通道的放大倍數(shù)Kf應(yīng)愈小愈好。這表示擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響不大，過(guò)渡過(guò)程的超調(diào)量不大，故確定控制系統(tǒng)時(shí)，要考慮被控對(duì)象擾動(dòng)通道的靜態(tài)特性。8.控制通道

14、動(dòng)態(tài)特性對(duì)被控變量的影響 控制器的較正作用，是通過(guò)控制通道加于被控對(duì)象去影響被控變量的。因而要求被控對(duì)象控制通道的時(shí)間常數(shù)TC適當(dāng)小，使之反應(yīng)靈敏，控制及時(shí)，獲得良好的控制質(zhì)量。但時(shí)間常數(shù)TC也不能過(guò)小，否則容易引起振蕩；同時(shí)也不能過(guò)大，而使操縱變量校正作用遲緩，超調(diào)量大，回復(fù)時(shí)間加長(zhǎng)。 37 8.控制通道動(dòng)態(tài)特性對(duì)被控變量的影響 控制通道的物料輸送和能量傳遞都要一定時(shí)間。這樣造成的純滯后0 就會(huì)影響控制質(zhì)量。見(jiàn)下圖，為純滯后對(duì)控制質(zhì)量影響的示意圖。 ty0CBAD純滯后對(duì)控制質(zhì)量的影響E38 8.控制通道動(dòng)態(tài)特性對(duì)被控變量的影響 控制通道無(wú)純滯后時(shí)，當(dāng)控制器在t0時(shí)間接受正信號(hào)而產(chǎn)生校正作用

15、A，從t0 以后被控變量沿曲線D變化；當(dāng)控制通道有純滯后0時(shí)，控制器雖在t0時(shí)間后發(fā)出了校正作用，由于純滯后存在，施加給被控變量的校正作用推遲0時(shí)間，即在0時(shí)間后校正作用沿曲線B發(fā)生變化，被控變量沿曲線E變化。比較E、D曲線，可見(jiàn)純滯后使超調(diào)量增加；反之，當(dāng)控制器接受負(fù)偏差時(shí)所產(chǎn)生的校正作用，由于存在純滯后，使被控變量繼續(xù)下降，可能造成過(guò)渡過(guò)程的振蕩加劇，以致回復(fù)時(shí)間拉長(zhǎng)。所以，在選擇操縱變量構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)，要設(shè)法使控制通道時(shí)間常數(shù)適當(dāng)小些，純滯后盡量小。 399.對(duì)象特性和負(fù)荷變化方面的問(wèn)題 自動(dòng)控制器的工程參數(shù)值主要取決于廣義對(duì)象特性，所以當(dāng)對(duì)象特性和負(fù)荷發(fā)生變化后，原先整定的工程參數(shù)就不

16、相適應(yīng)，是引起過(guò)渡過(guò)程曲線品質(zhì)下降的主要原因。嚴(yán)重時(shí)甚至使自動(dòng)控制系統(tǒng)失調(diào)。 化工生產(chǎn)中常見(jiàn)的對(duì)象是各類換熱器、精餾塔、流體輸送設(shè)備和化學(xué)反應(yīng)器等。換熱器使用日久后管壁產(chǎn)生結(jié)垢，從而增大熱阻降低傳熱系數(shù)；化學(xué)反應(yīng)器所用催化劑在使用過(guò)程中也會(huì)不斷老化或意外中毒等，使對(duì)象的時(shí)間常數(shù)和滯后增大，這些都是常見(jiàn)的內(nèi)在因素。此外，對(duì)象操作條件的改變；原料組分的波動(dòng)以及負(fù)荷的變化等外界因素也可能使對(duì)象特性發(fā)生變化。隨著對(duì)象特性的變化 ，只要將控制器的控制參數(shù)相應(yīng)調(diào)整即可恢復(fù)控制系統(tǒng)原有的品質(zhì)指標(biāo)。40直通單座閥直通雙座閥蝶閥角型閥V型閥三通閥氣動(dòng)簿膜控制閥電氣閥門定位器關(guān)于控制閥氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶閥門定位器

17、的氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)(二) 控制閥的特性對(duì)控制質(zhì)量的影響411.控制閥的流量特性 它表示控制閥的開度與流過(guò)它的流量之間的關(guān)系。具體地說(shuō)，流量特性就是調(diào)節(jié)閥的相對(duì)開度與流過(guò)閥的相對(duì)流量之間的函數(shù)關(guān)系。QQmaxLLmaxfQ/Qmax_相對(duì)流量，調(diào)節(jié)閥某一開度下的流量Q與全開時(shí)的流量Qmax之比。L/Lmax_相對(duì)開度，調(diào)節(jié)閥某一開度下的閥芯位移L與全開時(shí)的位移Lmax之比。421.控制閥的流量特性 它表示控制閥的開度與流過(guò)它的流量之間的關(guān)系。具體地說(shuō)，流量特性就是調(diào)節(jié)閥的相對(duì)開度與流過(guò)閥的相對(duì)流量之間的函數(shù)關(guān)系。相對(duì)開度（%）相對(duì)流量（%）1直線2對(duì)數(shù)3快開4拋物線1234理想流量特性43 在實(shí)

18、際生產(chǎn)中，控制閥前后壓差總是變化，這時(shí)的流量特性稱為工作流量特性。因?yàn)榭刂崎y總是與工藝設(shè)備、管道等串聯(lián)或并聯(lián)使用，控制閥前后壓差因阻力損失變化而變化，致使理想流量特性畸變成工作流量特性。S=0.1S=0.5S=1直線流量特性畸變過(guò)程PGPminP工作流量特性44S=0.1S=0.5S=1對(duì)數(shù)型流量特性畸變過(guò)程PGPminP工作流量特性45 當(dāng)控制閥全開，閥兩端壓差為1kgf/cm2 ,流體重度為1gf/cm3時(shí)，每小時(shí)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量值，以m3/h或t/h計(jì)。2.控制閥的流通能力 流通能力C值取決于控制閥的接管截面積A和阻力系數(shù)。阻力系數(shù)主要是由閥體的結(jié)構(gòu)所決定。因此，對(duì)于相同口徑不同結(jié)構(gòu)的控

19、制閥，它們的流通能力也不一樣。對(duì)同一個(gè)控制閥，流體的流動(dòng)方向不同（實(shí)際上即阻力系數(shù)變化），也會(huì)引起C值的不同。生產(chǎn)廠所提供的流通能力C為正常流向時(shí)的數(shù)值。一般在反向使用時(shí)，不僅流量特性畸變，而且流通能力也會(huì)變化。463.控制閥的流量特性對(duì)控制質(zhì)量的影響 控制閥的特性也和對(duì)象一樣，一般用放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)KV和滯后時(shí)間V來(lái)表示。它們對(duì)控制質(zhì)量的影響也和對(duì)象類似，不過(guò)對(duì)控制閥來(lái)說(shuō)，特性是可以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)加以選擇的，因而在一定限度內(nèi)可避免放大系數(shù)和滯后的不良影響。控制器參數(shù)被控變量KvK0K總=KvK0不變調(diào)節(jié)閥被控對(duì)象特性補(bǔ)償原理示意圖473. 控制閥的流量特性對(duì)控制質(zhì)量的影響 控制閥的特性也和對(duì)

20、象一樣，一般用放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)KV和滯后時(shí)間V來(lái)表示。它們對(duì)控制質(zhì)量的影響也和對(duì)象類似，不過(guò)對(duì)控制閥來(lái)說(shuō)，特性是可以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)加以選擇的，因而在一定限度內(nèi)可避免放大系數(shù)和滯后的不良影響。特性補(bǔ)償原理示意圖閥門特性對(duì)象特性廣義對(duì)象特性483. 控制閥的流量特性對(duì)控制質(zhì)量的影響 從工藝配管情況考慮在實(shí)際使用中，控制閥總是與管道、設(shè)備等連接在一起的。如前分析，控制閥在串聯(lián)管道時(shí)的工作流量特性與值的大小有關(guān)，即與工藝配管情況有關(guān)。因此，在選擇其特性時(shí)，必須考慮工藝配管情況。具體做法是先根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇所需要的工作流量特性，在按照下表考慮工藝配管情況確定相應(yīng)的理想流量特性。工藝配管情況與流量特性配

21、管情況 S=0.6 1S=0.30.5 閥的工作特性 直線 等百分比 直線 等百分比 閥的理想特性 直線 等百分比 等百分比 等百分比 494. 控制閥在使用維護(hù)方面的問(wèn)題說(shuō)明 經(jīng)正確選型和安裝后的控制閥，在使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題也不少。如有腐蝕性的介質(zhì)或汽蝕作用會(huì)使閥芯閥座侵蝕變形，特性變壞，這樣便會(huì)造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。其它如控制閥桿滯澀，氣壓信號(hào)管路漏氣、閥門堵塞、閥芯脫落等現(xiàn)象也是常見(jiàn)的故障。此外，被調(diào)介質(zhì)管路使用日久后管壁結(jié)垢，流體阻力增大，從而降在控制閥上的壓降太小，而使控制系統(tǒng)失靈，這時(shí)只能通過(guò)大修時(shí)清掃管路才能消除。50 測(cè)量元件和變送器的特性與控制對(duì)象一樣，也是用放大系數(shù)Km、時(shí)間

22、常數(shù)Tm和滯后時(shí)間m來(lái)表示。它們對(duì)控制質(zhì)量的影響也和對(duì)象一樣。若是它們測(cè)量的被控參數(shù)不準(zhǔn)或不及時(shí)，控制系統(tǒng)就會(huì)按照一個(gè)不正確的信號(hào)動(dòng)作，不但給操作人員造成錯(cuò)覺(jué)，誤認(rèn)為工況正常，甚至嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成事故。 絕大多數(shù)變送器的輸入與輸出信號(hào)間成線性關(guān)系，其時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間都很小，只有放大系數(shù)Km是可以調(diào)節(jié)的。(三) 測(cè)量元件、變送器的特性對(duì)控制質(zhì)量的影響51測(cè)量元件、變送器在使用中的問(wèn)題說(shuō)明 測(cè)量元件使用日久后損壞失靈，使示值突然達(dá)到最大或最小；工作介質(zhì)中的結(jié)晶或粉塵堵塞孔板和引壓管，引壓管中不是單相介質(zhì)，如液中帶氣、氣中帶液，而未及時(shí)排放等等。都能造成測(cè)量信號(hào)失靈，這些現(xiàn)象都是容易判斷和處理的。但

23、有些故障只有在開車后一段時(shí)間才表現(xiàn)出來(lái)，如測(cè)量元件使用一段時(shí)間后被粘性物料或結(jié)晶物包住，使被測(cè)信號(hào)滯后或失靈。遇此情況有的可以處理，有的要等到設(shè)備檢修時(shí)才能處理。52(四) 控制器的控制規(guī)律對(duì)質(zhì)量的影響本節(jié)知識(shí)問(wèn)答：什么叫控制器的特性（控制規(guī)律）？什么是比例、積分和微分控制規(guī)律?、Ti和Td的改變對(duì)過(guò)渡過(guò)程有什么影響？53tytytytyty小于臨界值，發(fā)散振蕩 =臨界值，等幅振蕩 太小，振蕩加劇，穩(wěn)定性差 適當(dāng) 太大，穩(wěn)定性好，非周期衰減，最大偏差及余差大。1.比例度對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響54tytytytyTi太小振蕩加劇，削弱穩(wěn)定性Ti適當(dāng)4：110：1衰減Ti太大積分作用不明顯，余差消除很慢

24、。Ti純比例作用，產(chǎn)生余差2. 積分時(shí)間對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響553. 微分時(shí)間對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響Td太大，易引起系統(tǒng)振蕩Td太小，則微分作用不明顯，不但動(dòng)偏差大，而且波動(dòng)周期長(zhǎng)Td0純比例作用，產(chǎn)生余差Td適當(dāng)，動(dòng)偏差小，余差也較小，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差4：110：1衰減564.各種控制規(guī)律比較575從運(yùn)行曲線看、TI和TD對(duì)控制品質(zhì)的影響（1）凡是過(guò)大（或TI過(guò)長(zhǎng)）都會(huì)使過(guò)渡過(guò)程時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，被調(diào)變量變化緩慢，不能較快地達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這兩者的區(qū)別是過(guò)大時(shí)，曲線飄動(dòng)較大變化不規(guī)則； TI過(guò)長(zhǎng)時(shí)曲線帶有振蕩分量并緩慢接近設(shè)定值。ty太大tyTI 太大58（2）凡是過(guò)小（TI過(guò)小或TD過(guò)大）都會(huì)引起振蕩，其區(qū)

25、別是TI過(guò)短時(shí)振蕩周期最長(zhǎng)， 太小時(shí)振蕩周期次之，而TD過(guò)大時(shí)振蕩周期最短。ty太小tyTI 太小tyTD 太大59tpv持續(xù)振蕩超調(diào)量小tpv無(wú)振蕩收斂慢tpv收斂快超調(diào)量大tpv長(zhǎng)周期振蕩收斂慢最佳PID大Ti 小小Ti 小大Ti 大小Ti 大比例度積分時(shí)間Ti 小大大小60（3）PI控制系統(tǒng)中與TI的影響：當(dāng)不變時(shí)，TI由小改變時(shí)對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響yftt=40%TI=TI=16分TI=5分TI=1分61當(dāng)TI不變時(shí)，由大小改變時(shí)對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響yfttTI=3分25090155062（4）PID三作用系統(tǒng)中，和TI不變，TD作用的影響：yftt = 30TI=3分TD=0分TD=1分TD

26、=3分63五、過(guò)渡過(guò)程質(zhì)量的改善 1.控制器參數(shù)的整定要獲得一個(gè)好的控制質(zhì)量，首先取決于控制方案本身是否合理，操作人員可以做的只是如何將控制器的參數(shù)操作在合適的值，這就要通過(guò)控制器的參數(shù)整定來(lái)解決。所謂控制器參數(shù)的整定，就是求取最好的過(guò)渡過(guò)程中控制器的比例度、積分時(shí)間 i、微分時(shí)間 d的具體數(shù)值的工作。本節(jié)知識(shí)問(wèn)答：控制器參數(shù)整定的一般規(guī)則有哪些？工程整定控制器參數(shù)的方法有哪幾種？642控制器參數(shù)整定原則控制器的參數(shù)整定，一般遵循以下原則：(1) 要具有一定的穩(wěn)定裕度，以便在對(duì)象特性有所改變時(shí)，控制器的參數(shù)仍能適應(yīng)。對(duì)于定值控制系統(tǒng)常取衰減比N為1/4；對(duì)于隨動(dòng)系統(tǒng)常取衰減比N為1/10。(2

27、) 在滿足穩(wěn)定裕度的前提下，使其它品質(zhì)指標(biāo)盡可能好些。(3) 選擇、TI、TD通常遵循如下規(guī)則：65、 應(yīng)大于臨界值一倍以上、TI應(yīng)取振蕩周期的（0.51）倍、取TD=（0.250.5）TI2、K0大時(shí)， 應(yīng)大些、引入積分后， 應(yīng)比單純比例時(shí)增大10%20%、引入微分后， 應(yīng)比單純比例時(shí)減小10%20%3、 衰減比N振蕩傾向、TI衰減比N振蕩傾向、TD 衰減比N （但太大時(shí)，衰減比N）1663控制器參數(shù)整定的工程整定（1）臨界比例度法：在純比例作用下，找出達(dá)到等幅振蕩的臨界比例度K及臨界周期TK，然后按“臨界比例度法參數(shù)整定表”所示內(nèi)容確定控制參數(shù)?？刂埔?guī)律控制器參數(shù) %TITDP2KPI2.

28、2 K0.85 TKPID1.7 K0.50 TK0.125 TK臨界比例度法參數(shù)整定表67（2）衰減曲線：在純比例作用下，找出達(dá)到規(guī)定衰減比N下的比例度S及周期TS或上升時(shí)間TR，然后按“衰減曲線法參數(shù)整定表”所示內(nèi)容確定控制器參數(shù)。控制規(guī)律控制器參數(shù)（N=4：1） %TITDPSPI1.2 S0.5 TSPID0.8 S0.3 TS0.1 TS衰減曲線法參數(shù)整定表68控制規(guī)律控制器參數(shù)（N=10：1） %TITDPSPI1.2 S2 TRPID0.8 S1.2 TR0.4 TR衰減曲線法參數(shù)整定表69（3）經(jīng)驗(yàn)法：經(jīng)驗(yàn)法即根據(jù)、TI和TD對(duì)過(guò)渡過(guò)程的定性關(guān)系進(jìn)行湊試，從控制品質(zhì)曲線逐步找到

29、最佳整定參數(shù)，各種控制系統(tǒng)控制器參數(shù)的大致范圍見(jiàn)“經(jīng)驗(yàn)法參數(shù)整定表”。經(jīng)驗(yàn)線法參數(shù)整定表被控變量特點(diǎn) %TITD流量對(duì)象時(shí)間常數(shù)小， 應(yīng)較大，TI較小，一般不用微分。401000.11溫度對(duì)象容量多，過(guò)渡滯后大，需用微分。20603100.58壓力對(duì)象過(guò)渡滯后一般不大，不大用微分。30700.43液位在容許有余差時(shí)，不必用積分，一般不用微分。208070第二節(jié) 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) 本節(jié)主要知識(shí)點(diǎn)：簡(jiǎn)單自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的投運(yùn)及故障分析 本節(jié)知識(shí)問(wèn)答：什么叫簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)?其特點(diǎn)是什么？流量、溫度、壓力、液位控制系統(tǒng)有何特點(diǎn)？71一、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)1. 組成 凡是用一個(gè)測(cè)量元

30、件或變送器、一個(gè)控制器和一個(gè)控制閥，對(duì)一個(gè)被控變量進(jìn)行控制的系統(tǒng)，都叫做簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)?？刂破髡{(diào)節(jié)閥被控對(duì)象變送器xzepqyf1fn簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方塊圖722. 特點(diǎn)只有一個(gè)被控變量y和一個(gè)設(shè)定值x，亦即是單參數(shù)的定值控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)采用的控制器是連續(xù)作用的。為適應(yīng)不同對(duì)象的需要，控制器本身的參數(shù)（比例度、積分時(shí)間Ti和微分時(shí)間Td）均可以根據(jù)需要而改變?？刂葡到y(tǒng)是按偏差原理進(jìn)行的，只有當(dāng)設(shè)定值x與被控變量經(jīng)變送器變換成測(cè)量值z(mì)，并出現(xiàn)偏差e時(shí)，控制器才有輸出p，作用在調(diào)節(jié)閥上，系統(tǒng)才開始產(chǎn)生新的控制作用q，克服擾動(dòng)f1，f2對(duì)被控對(duì)象的影響。73二、 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的投運(yùn)工作步驟如下：1. 準(zhǔn)

31、備工作。投運(yùn)前必須熟悉工藝過(guò)程、了解對(duì)象特性、弄通控制方案及各個(gè)環(huán)節(jié)的具體情況。例如，測(cè)量元件和調(diào)節(jié)閥規(guī)格、安裝情況及走向，對(duì)象特性曲線試驗(yàn)等等。2. 檢查管線、電線線路。導(dǎo)線、導(dǎo)管是自動(dòng)控制系統(tǒng)的信號(hào)通道，為保證信息的正確傳遞，必須作好以下幾項(xiàng)工作： 氣源和導(dǎo)壓管線的查錯(cuò)、查漏、查堵。 電源和信號(hào)線的查錯(cuò)（包括標(biāo)號(hào)、極性和外接電阻等）；查短路和絕緣電阻；查端子接觸情況。743. 檢查儀表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 投運(yùn)前儀表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢查，一般采用系統(tǒng)校驗(yàn)。即在調(diào)節(jié)閥的切斷閥關(guān)死的情況下，進(jìn)行控制系統(tǒng)的閉環(huán)試投，詳細(xì)觀察各個(gè)環(huán)節(jié)是否合乎要求（如測(cè)量?jī)x表示值、量程、精度；控制器正、反作用、控制點(diǎn)偏差、

32、PID參數(shù)；調(diào)節(jié)閥正反向行程變差等等）。如發(fā)現(xiàn)某環(huán)節(jié)有不符合技術(shù)要求的，抽出單獨(dú)檢查校驗(yàn)。在系統(tǒng)校驗(yàn)中，測(cè)量信號(hào)根據(jù)需要采用各種信號(hào)源。4. 測(cè)量?jī)x表的投運(yùn)及控制器的手動(dòng)遙控。控制系統(tǒng)閉環(huán)試投后，可將測(cè)量?jī)x表投入運(yùn)行，用控制閥的旁通閥手動(dòng)控制使工藝穩(wěn)定，被控變量穩(wěn)定在設(shè)定值。然后進(jìn)行旁通閥控制閥的手動(dòng)遙控切換。75三、控制系統(tǒng)中常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法 自動(dòng)控制系統(tǒng)投運(yùn)后，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，還會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題。在實(shí)際操作中，應(yīng)具體問(wèn)題具體分析，下面從控制方面舉幾種情況作為分析問(wèn)題的啟發(fā)。.被控對(duì)象特性變化；.測(cè)量系統(tǒng)的問(wèn)題；.控制閥使用中的問(wèn)題；.控制器故障；.工藝操作的問(wèn)題。76本節(jié)主要內(nèi)容： 串級(jí)控制

33、系統(tǒng)的任務(wù)及基本組成 均勻控制系統(tǒng)的思想 比值控制系統(tǒng)的方案 多沖量控制系統(tǒng)的方案本節(jié)知識(shí)問(wèn)答：1. 什么是串級(jí)控制系統(tǒng)？串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？2. 均勻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？有那些方案？3. 比值控制系統(tǒng)有哪幾種方案？分別適用于什么場(chǎng)合？第三節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)介紹77一、 串級(jí)控制系統(tǒng)例：把加熱爐出口溫度作 為 爐膛 溫 度 控 制 器 的爐膛溫度控制設(shè)定值，與爐膛 溫 度 比 較 后 的 偏 差， 作 為 爐膛溫度控制器的輸入。爐膛溫度控制器據(jù)此發(fā)出控制信號(hào)，去操作比例閥門，改變控制變量（燃料流量），以控制出口介質(zhì)溫度的穩(wěn)定。781. 組成 用兩個(gè)控制器串聯(lián)，控制一個(gè)被調(diào)變量的控制系統(tǒng)，

34、叫做串級(jí)控制系統(tǒng)。其組成如下圖所示。整個(gè)系統(tǒng)包括主、副兩個(gè)調(diào)節(jié)回路。主調(diào)節(jié)回路的輸出作為副控制器的給定，副控制器的輸出送往調(diào)節(jié)閥。主控制器副控制器調(diào)節(jié)閥對(duì)象1對(duì)象2變送器1變送器2擾動(dòng)2擾動(dòng)1設(shè)定值串級(jí)控制系統(tǒng)方框圖792. 特點(diǎn) 從總體上扯看，串級(jí)控制系統(tǒng)仍然是定值控制系統(tǒng)，但比單回路控制增加了一個(gè)隨動(dòng)的副回路，因而具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：(1) 可迅速地克服進(jìn)入副回路的擾動(dòng)。由于副回路的快速作用，對(duì)于進(jìn)入副回路的擾動(dòng)具有很強(qiáng)的克服能力，對(duì)主參數(shù)來(lái)說(shuō)起到了粗調(diào)作用。副控制器的放大倍數(shù)越高（比例度越?。朔_動(dòng)的能力就越強(qiáng)，串級(jí)控制的優(yōu)越性就越顯著。(2) 提高了控制系統(tǒng)的工作頻率。由于副回路的存

35、在，減小了對(duì)象的滯后，因此，主控制器的放大倍數(shù)可以比同等條件下的單回路系統(tǒng)整定得更大一些（即主控制器的比例度可以小一些），所以系統(tǒng)的工作頻率將會(huì)有所提高。80(3) 可兼顧兩個(gè)變量。由于副回路的存在，可以有意將主控制器的比例度選得寬些，于是它的輸出變化小，該輸出又是副控制器的給定，故副變量的變化也將比較平穩(wěn)，這就兼顧了主、副兩個(gè)變量都維持在一定范圍，以滿足某種工藝的要求，這就是后面要談的均勻控制。(4) 可消除調(diào)節(jié)閥等非線性的影響。由于調(diào)節(jié)閥和一部分對(duì)象被包括在副回路之內(nèi)，而副回路本身又是接近于1：1的比例環(huán)節(jié)，所以它們的非線性都將被副回路所克服。(5) 具有一定的自適應(yīng)能力。串級(jí)控制，就其主

36、回路來(lái)看，它是一個(gè)定值控制系統(tǒng)，但其副回路卻是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)，主控制器根據(jù)工藝及負(fù)荷要求，不斷糾正副控制器的設(shè)定值，從這個(gè)意義來(lái)看，它具有一事實(shí)上的自適應(yīng)能力。813. 應(yīng)用串級(jí)控制系統(tǒng)，使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：(1) 主、副變量的選擇 主變量應(yīng)選擇最能反應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量、最能反映調(diào)節(jié)要求（準(zhǔn)確、快速）而且便于測(cè)量的變量。這個(gè)問(wèn)題和單回路系統(tǒng)一樣，只是因?yàn)橛辛烁被芈?、主變量可以反?yīng)慢一些。 副變量的選擇則是串級(jí)控制特有的問(wèn)題。主要應(yīng)考慮以下三點(diǎn)：工藝上的合理性。從方框圖看，操作變量Q先影響Y2，再由Y2去影響Y1。因此，副變量的選擇必須具有這樣的串聯(lián)對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果Q對(duì)Y2和Y1是并聯(lián)關(guān)系，顯然

37、是行不通的。82使主要擾動(dòng)包括在副回路之內(nèi)。因?yàn)檠杆倏朔M(jìn)入副回路的擾動(dòng)，是串級(jí)控制的最大優(yōu)點(diǎn)。要使對(duì)象能適當(dāng)?shù)胤指?，在滯后和時(shí)間常數(shù)上要適當(dāng)匹配。一般T主/T副=310，若副回路時(shí)間常數(shù)太小，即T主/T副10。不僅使副回路包含的擾動(dòng)因素太少，副回路克服擾動(dòng)能力太低，同時(shí)還會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到破壞。 若副回路時(shí)間常數(shù)大，與主回路接近，即T主/T副3。這樣雖然使副回路包含的擾動(dòng)因素多了，但由于副回路滯后加大，時(shí)間常數(shù)增加，反應(yīng)不靈敏，因而失去了串級(jí)控制的越性。更應(yīng)指出的是，主、副對(duì)象時(shí)間常數(shù)接近，動(dòng)態(tài)聯(lián)系十分密切，易形成主、副回路的共振效應(yīng)，其危害十分嚴(yán)重。83(2) 主、副控制器正、反作用的選

38、擇 應(yīng)先選擇副控制器的正、反作用。副控制器正、反作用要根據(jù)閥門的氣開、氣關(guān)情況來(lái)選擇。 主控制器是通過(guò)副回路起作用的，所以其正、反作用應(yīng)按副回路的正確作用來(lái)選擇，而與調(diào)節(jié)閥情況無(wú)關(guān)。(3) 主、副控制規(guī)律的選擇 由于主控制器是定值控制，要達(dá)到最終質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，主變量要求無(wú)余差，所以通常使用P、I、D控制規(guī)律。 副控制器是隨動(dòng)控制，允許在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，要求調(diào)節(jié)快，所以用比例控制規(guī)律就行了。844、投運(yùn) 串級(jí)控制系統(tǒng)的投運(yùn)和簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)一樣，要求投運(yùn)過(guò)程保證做到無(wú)擾動(dòng)切換。其投運(yùn)方法有兩種：先副后主和先主后副。一般多采用前者，由于采用的儀表不同，投運(yùn)的具體方法也不同，但大致方法是一樣的。 先把各開關(guān)

39、或旋鈕置于正確位置 （正反作用的確定與簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)一樣）。主、副控制器均置于 “手動(dòng)”，主控制器 “內(nèi)外”設(shè)定開關(guān)置于 “內(nèi)”，副 控制器則置于 “外”。控制可置于預(yù)定位置。 用副控制器的手操旋鈕或手輪手動(dòng)遙控，在主變量接近設(shè)定值，副變量也較平穩(wěn)時(shí)，用手操控制器的輸出，來(lái)控制副控制器的外設(shè)定值，使其等于副變量的值。當(dāng)偏差為零時(shí)，即可把副控制器的切換開關(guān)切向 “自動(dòng)”，完成副控制器的手動(dòng)向自動(dòng)的無(wú)擾動(dòng)切換。 當(dāng)副回路穩(wěn)定，副變量等于它的設(shè)定值，控制主控制器的內(nèi)設(shè)定旋鈕或手輪，當(dāng)手操作的值與主變量相等時(shí)，也就是表上的設(shè)定值與測(cè)量值相等時(shí)，即可將主控制器切向 “自動(dòng)”。至此，完成了串級(jí)控制。串級(jí)控制

40、是為更好地保證主變量的控制質(zhì)量而設(shè)計(jì)的?？於辛Φ母被芈肥?“粗調(diào)”，作為主導(dǎo)的主回路是進(jìn)行最后的 “細(xì)調(diào)”，兩者結(jié)合就產(chǎn)生了很好的控制效果。這就是最常用和最重要的復(fù)雜控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)的投運(yùn)操作。85二、均勻控制系統(tǒng). 均勻控制系統(tǒng)的概念“均勻”的含義是指系統(tǒng)的功能而不是指系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如圖所示，是連續(xù)精餾的多塔分離過(guò)程。甲塔的出料為乙塔的進(jìn)料。甲塔的液位上升，則液位控制就要開大出料閥門 ，這將引起乙塔進(jìn)料的增大，于是乙塔的流量控制系統(tǒng)又要關(guān)小閥門 。可見(jiàn)，兩塔的供求關(guān)系是矛盾的。86 為了使生 產(chǎn) 能 正 常 進(jìn) 行，就 必 須 解 決 它 們 物 料 的 供 求 矛盾，操作上要前后兼顧，

41、使液位和流量均勻變化，為此組成的系統(tǒng)叫均勻控制系統(tǒng)。在具體實(shí)施時(shí)，要根據(jù)工藝生產(chǎn)的實(shí)際需要，哪一個(gè)參數(shù)要求高就多照顧一些，而不存在絕對(duì)平均的意思。均勻控制是指一種控制目的。從其控制質(zhì)量要求來(lái)看，有如下特點(diǎn)。 兩個(gè)參數(shù)在控制過(guò)程中都應(yīng)當(dāng)是變化的，不是恒定的。 兩個(gè)參數(shù)在控制過(guò)程中的變化應(yīng)當(dāng)是緩慢的。 兩個(gè)參數(shù)的變化應(yīng)在各自允許的范圍之內(nèi)。所以，均勻控制與一般的定值控制不同，不能用對(duì)定值控制的要求來(lái)衡量它87. 均勻控制系統(tǒng)方案（）單回路均勻控制系統(tǒng)（2）串級(jí)均勻控制系統(tǒng)88三、比值控制系統(tǒng)1. 比值控制系統(tǒng)的概念凡使兩個(gè)以上參數(shù)保持規(guī)定比值關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。通常是指流量之間的比值

42、控制，被控對(duì)象就是兩個(gè)流量管道。一般以生產(chǎn)中主要物料的流量為主動(dòng)信號(hào)，以另一物料的流量為從動(dòng)信號(hào)；或者以不可控物料流量為主動(dòng)信號(hào)，以可控物料流量為從動(dòng)信號(hào)。89. 比值控制系統(tǒng)方案（）開環(huán)比值控制這種方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只用一臺(tái)比例作用控制器就可以實(shí)現(xiàn)。但 無(wú)抗擾動(dòng)能力，因此，只適用于 很穩(wěn)定的場(chǎng)合。90（）單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)這種方案實(shí)施方便，兩物料量的比值較為精確，但主動(dòng)流量不可 控，使 總 物料量不 固定，對(duì)某些直接參與化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程含有不利的影響。91丁烯洗滌塔的單閉環(huán)比值控制。該裝置的任務(wù)是用水洗去丁烯餾分中的乙腈，為保證質(zhì)量并節(jié)約用水，設(shè)置了比值控制。含有微量乙腈的丁烯餾分流量為生

43、產(chǎn)負(fù)荷，是主動(dòng)流量，洗滌用水是從動(dòng)流量。它上面設(shè)閉環(huán)控制，所以水量控制平穩(wěn)，又隨丁烯餾分的變化而變化，保持比值關(guān)系。例：92（）變比值控制系統(tǒng)變比值控制系統(tǒng)又叫串級(jí)比值控制系統(tǒng)，一般比值控制為副回路，而比值由另一個(gè)控制器來(lái)設(shè)定，所以形成串級(jí)的形式。如圖所示，比值的變化由溫度控制器依據(jù)催化劑溫度的變化而向副控制器輸出設(shè)定值，使原來(lái)的比值隨新的要 求 變 化。 這 種 變 比 值 控 制 系 統(tǒng) 精 度 較 高， 應(yīng) 用廣泛。93四、多沖量控制系統(tǒng)多沖量是多參數(shù)的意思。這只是一種習(xí)慣叫法，不是物理學(xué)中定義的 “沖量”。為了說(shuō)明多沖量控制的概念及特點(diǎn)，下面分析蒸汽鍋爐汽包水位的控制系統(tǒng)。1.單沖量控

44、制系統(tǒng)一旦負(fù)荷急劇變化，虛假液體出現(xiàn)，控制器就會(huì)誤以為液位升高而關(guān)小供水閥門，結(jié)果，使急需供水的汽包反而減少供水，影響了生產(chǎn)甚至造成危險(xiǎn)。942.雙沖量控制系統(tǒng)。當(dāng)負(fù)荷突然變化時(shí)，蒸汽的流量信號(hào)通過(guò)加液器，使它的作用與水位信號(hào)作用相反，假水位出現(xiàn)時(shí)，液位信號(hào) 要關(guān)小給水閥，而蒸汽信號(hào)要開大水閥，從而克服了 “虛假液位”的影響。953. 三沖量控制系統(tǒng)在雙沖量控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)冷水流量的沖量，使它與液位信號(hào)作用一致，這樣形成了三沖量控制系統(tǒng)，就比較完善了。96第四節(jié) 典型控制系統(tǒng)方案介紹本節(jié)主要內(nèi)容：流體傳輸設(shè)備的控制傳熱設(shè)備的控制精餾設(shè)備的控制反應(yīng)器的控制本節(jié)知識(shí)問(wèn)答：1. 熟悉工藝流

45、程圖中常用的圖形及符號(hào)。2.各種控制方案的異同？3.各種控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)？97工藝控制流程圖中各種圖形和文字符號(hào)的說(shuō)明各種檢測(cè)點(diǎn)通用表示法熱電偶熱電阻節(jié)流裝置取壓點(diǎn)測(cè)溫點(diǎn)檢測(cè)點(diǎn)補(bǔ)充98安裝形式就地安裝機(jī)組盤與就地集中安裝控制室安裝變送器流程中的儀表管線補(bǔ)充99氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)電 磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)電 動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直通閥三通閥角 閥蝶 閥閥補(bǔ)充100工藝控制流程圖中各種圖形和文字符號(hào)的說(shuō)明字母第一位字母后繼字母被測(cè)變量修飾詞功能A分析、噴嘴火焰報(bào)警BC電導(dǎo)率控制（調(diào)節(jié)）D差EF流量GH手動(dòng)I電流指示補(bǔ)充101字母第一位字母后繼字母被測(cè)變量修飾詞功能JKL物位指示燈MNOP壓力或真空試驗(yàn)點(diǎn)QR放射性記錄或打印補(bǔ)充102字母第一位字母后繼字母被測(cè)變量修飾詞功能ST溫度傳送UV閥WXYZ補(bǔ)充1031、泵的控制方案 離心泵的流量控制的目的是要將泵的排除流量，恒定在某一給定的數(shù)值上。控制方案大體有三種。FCL方案一、控制泵的出口閥的開度一、流體傳輸設(shè)備的控制這種方案簡(jiǎn)單，使用廣泛，但通過(guò)改變管路阻