自來(lái)水流量單回路過(guò)程控制系統(tǒng)

自來(lái)水流量單回路過(guò)程控制系統(tǒng)自來(lái)水流量單回路過(guò)程控制系統(tǒng)自來(lái)水流量單回路過(guò)程控制系統(tǒng)資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月自來(lái)水流量單回路過(guò)程控制系統(tǒng)版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁(yè)次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：目錄TOC\o"1-3"\h\u299721設(shè)計(jì)目的與要求 219798設(shè)計(jì)目的 22自來(lái)水生產(chǎn)工藝 312253生產(chǎn)工藝 330295生產(chǎn)工藝流程圖 422853系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 520106控制方案 514146系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5295394被控變量與控制變量選擇 516561被控變量選擇原則 529043控制變量選擇原則 611032本系統(tǒng)被控變量與控制變量的選擇 762995檢測(cè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì) 717964檢測(cè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)原則 719169本系統(tǒng)檢測(cè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì) 814036執(zhí)行器設(shè)計(jì) 826798執(zhí)行器設(shè)計(jì)原則 832379本系統(tǒng)執(zhí)行器設(shè)計(jì) 9170917調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 912287調(diào)節(jié)器正反作用選取 925931調(diào)節(jié)器規(guī)律的選擇 1015385調(diào)節(jié)器參數(shù)整定 1119084心得體會(huì) 12參考文獻(xiàn)13自來(lái)水廠流量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)目的與要求設(shè)計(jì)目的如圖，按照定值系統(tǒng)的控制要求，根據(jù)較快較穩(wěn)的性能要求，采用單閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)和PID控制規(guī)律，對(duì)自來(lái)水廠用泵將水打入水槽（泵1和泵2同時(shí)用），以備下一道工藝生產(chǎn)需要，進(jìn)行設(shè)計(jì)將流量控制在500±3立方米/小時(shí)，以滿(mǎn)足要求。要求完成的主要任務(wù)1、了解對(duì)象及自來(lái)水廠生產(chǎn)工藝2、繪制流量控制系統(tǒng)方案圖3、確定系統(tǒng)所需檢測(cè)元件、執(zhí)行元件、調(diào)節(jié)儀表技術(shù)參數(shù)4、撰寫(xiě)系統(tǒng)調(diào)節(jié)原理及調(diào)節(jié)過(guò)程說(shuō)明書(shū)2自來(lái)水廠生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝眾所周知，由于自然因素和人為因素，原水里含有各種各樣的雜質(zhì)。從給水處理角度考慮，這些雜質(zhì)可分為懸浮物、膠體、溶解物三大類(lèi)。城市水廠凈水處理的目的就是去除原水中這些會(huì)給人類(lèi)健康和工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)危害的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、細(xì)菌及其他有害成分，使凈化后的水能滿(mǎn)足生活飲用及工業(yè)生產(chǎn)的需要。市自來(lái)水總公司水廠采用常規(guī)水處理工藝，它包括混合、反應(yīng)、沉淀、過(guò)濾及消毒幾個(gè)過(guò)程。（1）混凝反應(yīng)處理原水經(jīng)取水泵房提升后，首先經(jīng)過(guò)混凝工藝處理，即：原水+水處理劑→混合→反應(yīng)→礬花水自藥劑與水均勻混合起直到大顆粒絮凝體形成為止，整個(gè)稱(chēng)混凝過(guò)程。常用的水處理劑有聚合氯化鋁、硫酸鋁、三氯化鐵等。汕頭市使用的是堿式氯化鋁。根據(jù)鋁元素的化學(xué)性質(zhì)可知，投入藥劑后水中存在電離出來(lái)的鋁離子，它與水分子存在以下的可逆反應(yīng)：Al3++3H2O←→Al(OH)3+3H+氫氧化鋁具有吸附作用，可把水中不易沉淀的膠粒及微小懸浮物脫穩(wěn)、相互聚結(jié)，再被吸附架橋，從而形成較大的絮粒，以利于從水中分離、沉降下來(lái)?；旌线^(guò)程要求在加藥后迅速完成?；旌系哪康氖峭ㄟ^(guò)水力、機(jī)械的劇烈攪拌，使藥劑迅速均勻地散于水中。經(jīng)混凝反應(yīng)處理過(guò)的水通過(guò)道管流入沉淀池，進(jìn)入凈水第二階段。（2）沉淀處理混凝階段形成的絮狀體依靠重力作用從水中分離出來(lái)的過(guò)程稱(chēng)為沉淀，這個(gè)過(guò)程在沉淀池中進(jìn)行。水流入沉淀區(qū)后，沿水區(qū)整個(gè)截面進(jìn)行分配，進(jìn)入沉淀區(qū)，然后緩慢地流向出口區(qū)。水中的顆粒沉于池底，污泥不斷堆積并濃縮，定期排出池外。（3）過(guò)濾處理過(guò)濾一般是指以石英砂等有空隙的粒狀濾料層通過(guò)黏附作用截留水中懸浮顆粒，從而進(jìn)一步除去水中細(xì)小懸浮雜質(zhì)、有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等，使水澄清的過(guò)程。（4）濾后消毒處理水經(jīng)過(guò)濾后，濁度進(jìn)一步降低，同時(shí)亦使殘留細(xì)菌、病毒等失去渾濁物保護(hù)或依附，為濾后消毒創(chuàng)造良好條件。消毒并非把微生物全部消滅，只要求消滅致病微生物。雖然水經(jīng)混凝、沉淀和過(guò)濾，可以除去大多數(shù)細(xì)菌和病毒，但消毒則起了保證飲用達(dá)到飲用水細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的作用，同時(shí)它使城市水管末梢保持一定余氯量，以控制細(xì)菌繁殖且預(yù)防污染。消毒的加氯量（液氯）在之間。主要是通過(guò)氯與水反應(yīng)生成的次氯酸在細(xì)菌內(nèi)部起氧化作用，破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)而使細(xì)菌死亡。消毒后的水由清水池經(jīng)送水泵房提升達(dá)到一定的水壓，在通過(guò)輸、配水管網(wǎng)送給千家萬(wàn)戶(hù)。生產(chǎn)工藝流程圖首先從泵房將水打到水池，經(jīng)初濾，再加水沉淀劑聚合、過(guò)濾得到清水，加氯氣消毒（小水廠加二氧化氯），將水儲(chǔ)入清水池備用，再經(jīng)高壓泵壓出供水。流程圖如圖2-1所示。進(jìn)水泵-蓄水池-澄清池-過(guò)濾池-加藥池-過(guò)濾池-澄清池-出水泵圖2-1自來(lái)水廠生產(chǎn)工藝流程圖3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制方案整個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)由控制器、調(diào)節(jié)器、測(cè)量變送、被控對(duì)象組成。在本次控制系統(tǒng)中控制器為計(jì)算機(jī)，采用算法為PID控制規(guī)律（見(jiàn)附錄A和附錄B），調(diào)節(jié)器為電磁閥，測(cè)量變送為HB、FT兩個(gè)組成，被控對(duì)象為流量PV。結(jié)構(gòu)組成如下圖3-1所示。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，水泵開(kāi)始抽水，通過(guò)管道將水送到水箱，由HB返回信號(hào)，判斷是加大調(diào)節(jié)閥流量還是減小調(diào)節(jié)閥流量。若需要加大（即水位過(guò)低），則通過(guò)電磁閥控制流量的大小，加大流量，從而保證流量控制在500±3立方米/小時(shí)；若不需要，則通過(guò)電磁閥使流量保持或減小。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過(guò)程控制系統(tǒng)由四大部分組成，分別為控制器、調(diào)節(jié)器、被控對(duì)象、測(cè)量變送。本次設(shè)計(jì)為流量回路控制，即為閉環(huán)控制系統(tǒng)，如下圖3-1。圖3-1流量單回路控制系統(tǒng)框圖4被控變量與控制變量選擇被控變量選擇原則根據(jù)被控參數(shù)的選擇與生產(chǎn)工藝密切相關(guān)，被控參數(shù)的選擇通常有兩種方法。一種是選擇能直接反映生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)量和質(zhì)量，又易于測(cè)量的參數(shù)作為被控參數(shù)，稱(chēng)為直接參數(shù)法。如果生產(chǎn)過(guò)程是按質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行控制，按理應(yīng)以直接反映產(chǎn)品質(zhì)量的變量作為被控參數(shù)，但有時(shí)由于缺乏檢測(cè)直接反映產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)的有效手段，無(wú)法對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行直接檢測(cè)；雖能檢測(cè)，但檢測(cè)信號(hào)很微弱或滯后很大，直接參數(shù)檢測(cè)不能及時(shí)、正確地反映生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況。這時(shí)可以選擇與質(zhì)量指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系、易于測(cè)量的變量作為被控參數(shù)，簡(jiǎn)介反映產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況。在選擇被控參數(shù)時(shí)，還要求所選參數(shù)有足夠的靈敏度。選取被控參數(shù)的基本原則是首先考慮選擇對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)具有決定性作用、可直接測(cè)量的工藝參數(shù)為被控參數(shù)；當(dāng)直接參數(shù)不易測(cè)量，或其測(cè)量之后很大時(shí)，應(yīng)選擇一個(gè)易于測(cè)量，與直接參數(shù)有單值關(guān)系的簡(jiǎn)接參數(shù)作為被控參數(shù)；同時(shí)兼顧工藝上的合理性和所用儀表的性能及經(jīng)濟(jì)性?？刂谱兞窟x擇原則設(shè)計(jì)單回路控制系統(tǒng)時(shí)，選擇控制變量的原則可歸納為以下幾條：1)控制變量應(yīng)是可控的，即工藝上允許調(diào)節(jié)的變量。2)控制變量一般應(yīng)比其他干擾對(duì)被控參數(shù)的影響靈敏。為此，應(yīng)通過(guò)合理選擇控制變量，使控制通道的放大系數(shù)大、時(shí)間常數(shù)小、純滯后時(shí)間越小越好。3)為使干擾對(duì)被控參數(shù)的影響小，應(yīng)使干擾通道的放大系數(shù)盡可能小、時(shí)間常數(shù)盡可能大。擾動(dòng)引入系統(tǒng)(控制通道)的位置要遠(yuǎn)離被控參數(shù)，盡可能靠近調(diào)節(jié)閥(控制器)。4)被控過(guò)程存在多個(gè)時(shí)間常數(shù)，在選擇設(shè)備及控制參數(shù)時(shí)，應(yīng)盡量使時(shí)間常數(shù)錯(cuò)開(kāi)，使其中一個(gè)時(shí)間常數(shù)比其他時(shí)間常數(shù)大很多，同時(shí)注意減小其他時(shí)間常數(shù)。這一原則同樣適用于控制器、調(diào)節(jié)閥和測(cè)量變送器時(shí)間常數(shù)的選擇?？刂破?、調(diào)節(jié)閥和測(cè)量變送器(三者均為系統(tǒng)控制通道中的環(huán)節(jié))的時(shí)間常數(shù)應(yīng)遠(yuǎn)小于被控過(guò)程中最大的時(shí)間常數(shù)(這個(gè)時(shí)間常數(shù)一般難以改變)。5)在選擇控制變量時(shí)，除了從提高控制品質(zhì)的角度考慮外，還要考慮工藝的合理性與生產(chǎn)效率及生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。一般不宜選擇生產(chǎn)負(fù)荷作為控制變量，因?yàn)樯a(chǎn)負(fù)荷直接關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量或者用戶(hù)的需求，不允許控制。另外，從經(jīng)濟(jì)性考慮，應(yīng)盡可能地降低物料與能量的消耗。本系統(tǒng)被控變量與控制變量的選擇由設(shè)計(jì)任務(wù)和以上分析可知，本系統(tǒng)要求維持出口水流量恒定，并且出口流量也是易于檢測(cè)的，所以選擇出口水流量作為該系統(tǒng)的被控變量。在選擇控制變量時(shí)，要從所有允許控制的變量中盡可能地選擇一個(gè)對(duì)被控參數(shù)影響顯著、控制性能好的輸入變量作為控制變量。水的流量是較易于控制的，通過(guò)調(diào)節(jié)閥就可以控制住，所以選擇水的流量作為本系統(tǒng)的控制變量。5檢測(cè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)檢測(cè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)原則過(guò)程控制系統(tǒng)中的檢測(cè)元件指的是用于參數(shù)檢測(cè)的傳感器、變送器。傳感器、變送器完成對(duì)被控參數(shù)以及其他一些參數(shù)、變量的檢測(cè)，并將測(cè)量信號(hào)傳送至控制器。測(cè)量信號(hào)是調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制的基本依據(jù)，被控參數(shù)迅速、準(zhǔn)確地測(cè)量是實(shí)現(xiàn)高性能控制的重要條件。下面介紹傳感器、變送器選擇的一些原則及使用中應(yīng)注意的一些事項(xiàng)。(1)傳感器、變送器測(cè)量范圍與精度等級(jí)的選擇在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)要檢測(cè)的參數(shù)和變量都有明確的測(cè)量精度要求，參數(shù)與變量可能的變化范圍一般都是已知的。因此，在傳感器與變送器的選擇時(shí)，應(yīng)按照生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求，首先確定傳感器與變送器合適的測(cè)量范圍與精度等級(jí)。(2)盡可能選擇時(shí)間常數(shù)小的傳感器、變送器傳感器、變送器都有一定的響應(yīng)時(shí)間，特別是測(cè)溫元件。這些時(shí)間和純滯后必然造成測(cè)量滯后；對(duì)于氣動(dòng)儀表，由于現(xiàn)場(chǎng)傳感器與控制室儀表間的信號(hào)通過(guò)管道傳遞，還存在一定的傳送滯后。因此，控制系統(tǒng)中測(cè)量環(huán)節(jié)的常數(shù)不能太大，最好選用惰性小的快速測(cè)量元件。必要時(shí)，可以在測(cè)量元件之后引入微分環(huán)節(jié)，利用它的超前作用來(lái)補(bǔ)償測(cè)量元件引起的動(dòng)態(tài)誤差。對(duì)于傳送滯后較大的氣動(dòng)信號(hào)，一般氣壓信號(hào)管路不能超過(guò)300m，直徑不能小于6mm，或者用閥門(mén)定位器、氣動(dòng)放大器增大輸出功率，以減小傳送滯后。在可能的情況下，現(xiàn)場(chǎng)與控制室之間的信號(hào)盡量采用電信號(hào)傳遞，必要時(shí)可用氣-電轉(zhuǎn)換器將氣信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以減小傳送滯后。(3)合理選擇檢測(cè)點(diǎn)，減小測(cè)量純滯后要合理地選擇測(cè)量信號(hào)的檢測(cè)點(diǎn)，避免由于傳感器安裝位置不合適引起的純滯后。純滯后使測(cè)量信號(hào)不能及時(shí)反映被控變量的變化，從而使控制品質(zhì)降低，所以在選定測(cè)量傳感器的安裝位置時(shí)，一定要注意盡量減小純滯后。另外，檢測(cè)位置的選擇還要使檢測(cè)參數(shù)能夠真實(shí)反映生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài)，因此，盡量將傳感器安裝在能夠直接代表生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)的位置。(4)測(cè)量信號(hào)的處理1)測(cè)量信號(hào)校正與補(bǔ)償。測(cè)量某些參數(shù)時(shí)，測(cè)量值要受到其他參數(shù)的影響，為了保證測(cè)量精度，需要進(jìn)行校正與補(bǔ)償處理。2)測(cè)量噪聲的抑制。在測(cè)量某些過(guò)程參數(shù)時(shí)，由于其本身特點(diǎn)和環(huán)境干擾的存在，測(cè)量信號(hào)中含有干擾噪聲，如不采用措施，將會(huì)影響系統(tǒng)控制等質(zhì)量。3)測(cè)量信號(hào)的線性化處理。一些檢測(cè)傳感器的非線性，使傳感器的檢測(cè)信號(hào)與被測(cè)參數(shù)間呈非線性關(guān)系。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況確定是否進(jìn)行線性化處理。本系統(tǒng)檢測(cè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)流量傳感器用來(lái)對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的主流量和干擾回路的干擾流量進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)本試驗(yàn)裝置的特點(diǎn)，采用工業(yè)用的LDS-10S型電磁流量傳感器，公稱(chēng)直徑10mm，流量0~.03m3/h,壓力,4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。可與顯示，記錄儀表，積算器或調(diào)節(jié)器配套。避免了渦輪流量計(jì)非線性與死區(qū)大的致命缺點(diǎn)，確保實(shí)驗(yàn)效果能達(dá)到教學(xué)要求。主要優(yōu)點(diǎn)：1）采用整體焊接結(jié)構(gòu)，密封性好；2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，內(nèi)部無(wú)活動(dòng)部件，幾乎無(wú)壓力損失；3）采用低頻矩形波勵(lì)磁，抗干擾性能好，零點(diǎn)穩(wěn)定；4）儀表反映靈敏，輸出信號(hào)與流量呈線性關(guān)系,量程比寬；（2）流量轉(zhuǎn)換器采用LDZ-4型電磁流量傳感器配套使用，輸入信號(hào)：0~輸出信號(hào)：4~20mADC,許負(fù)載電阻為0~750歐姆，基本誤差：輸出信號(hào)量程的%。6執(zhí)行器設(shè)計(jì)執(zhí)行器設(shè)計(jì)原則過(guò)程控制使用最多的是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥組成的執(zhí)行器。從提高系統(tǒng)控制品質(zhì)、增強(qiáng)生產(chǎn)系統(tǒng)及設(shè)備安全性的角度，對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有關(guān)執(zhí)行器選型需要關(guān)注的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。(1)調(diào)節(jié)閥工作區(qū)間的選擇。在過(guò)程控制過(guò)程中，確定控制閥的口徑尺寸是選擇控制閥的重要內(nèi)容之一，在正常工況下要求調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度在15%~85%之間。如果調(diào)節(jié)閥口徑選得過(guò)小，當(dāng)系統(tǒng)受到較大的擾動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)閥工作在全開(kāi)或全關(guān)的飽和狀態(tài)，使系統(tǒng)暫時(shí)處于失控工況，這對(duì)擾動(dòng)偏差的消除不利；同樣，調(diào)節(jié)閥口徑選得過(guò)大，閥門(mén)長(zhǎng)時(shí)間處于小開(kāi)度工作狀態(tài)，閥門(mén)的不平衡力較大，閥門(mén)調(diào)節(jié)靈敏度低，工作特性差，甚至?xí)a(chǎn)生振蕩或調(diào)節(jié)失靈的情況。因此，調(diào)節(jié)閥口徑選擇一定要合適。(2)調(diào)節(jié)閥的流量特性選擇。調(diào)節(jié)閥的流量特性選擇一般分兩步進(jìn)行。首先要根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的工藝參數(shù)和對(duì)控制系統(tǒng)的工藝要求，確定工作流量特性，然后根據(jù)工作流量特性相對(duì)于理想流量特性的畸變關(guān)系，求出對(duì)應(yīng)的理想流量特性，確定閥門(mén)的選型。(3)調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)作用方式選擇。調(diào)節(jié)閥開(kāi)、關(guān)作用方式的選擇主要以不同生產(chǎn)工藝條件下，人員安全、生產(chǎn)安全、系統(tǒng)及設(shè)備安全的需要為首要依據(jù)。本系統(tǒng)執(zhí)行器設(shè)計(jì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥對(duì)控制回路流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。采用德國(guó)PSL202型智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，無(wú)需配伺服放大器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用高性能稀土磁性材料制造的同步電機(jī)，運(yùn)行平穩(wěn)，體積小，力矩大，抗堵轉(zhuǎn)，控制精度高。控制單元與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一體化，可靠性高，操作方便，并可與計(jì)算機(jī)配套使用，組成最佳調(diào)節(jié)回路。有輸入控制信號(hào)4-20mA及單相電源即可控制與轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力流量溫度壓力等參數(shù)的調(diào)節(jié)，具有體積小，重量輕，連線簡(jiǎn)單，泄漏量少的優(yōu)點(diǎn)。采用PS電子式直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)，4-20mA閥位反饋信號(hào)輸出雙導(dǎo)向單座柱塞式閥芯，流量具有等百分比特性，直線特性和快開(kāi)特性，閥門(mén)采用彈簧連接，可預(yù)置閥門(mén)關(guān)斷力，保證閥門(mén)的可靠關(guān)斷，防止泄露。性能穩(wěn)定可靠，控制精度高，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。7調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器正反作用選取調(diào)節(jié)器的輸出決定于被控參數(shù)的測(cè)量值與設(shè)定值之差，被控參數(shù)的測(cè)量值與設(shè)定值變化，對(duì)輸出的作用方向是相反的。當(dāng)設(shè)定值不變時(shí)，隨著測(cè)量值的增加，調(diào)節(jié)器的輸出也增加，則稱(chēng)為“正作用”方式；同樣，當(dāng)測(cè)量值不變，設(shè)定值減小時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出增加，稱(chēng)為“反作用”方式。反之，如果測(cè)量值增加或設(shè)定值減小時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出減小，則稱(chēng)為“反作用”方式。調(diào)節(jié)器正、反作用方式的選擇是在調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)、氣關(guān)方式確定之后進(jìn)行的，其確定原則是使整個(gè)單回路構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)。在傳感器、被控過(guò)程、執(zhí)行器(調(diào)節(jié)閥)的符號(hào)已確定的條件下，為了保證單回路控制系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器的符號(hào)(“正”、“反”作用)選擇應(yīng)滿(mǎn)足單回路各環(huán)節(jié)符號(hào)的乘積必須為“-”。在一般情況下，過(guò)程控制系統(tǒng)中變送器的符號(hào)都認(rèn)為是“+”，簡(jiǎn)化后，即調(diào)節(jié)器符號(hào)為被控過(guò)程的符號(hào)與執(zhí)行器(調(diào)節(jié)閥)符號(hào)乘積的相反值。由此可知，當(dāng)控制閥與被控過(guò)程符號(hào)相同時(shí)，控制器應(yīng)選擇“反作用”方式；反之，則選擇“正作用”方式。調(diào)節(jié)器規(guī)律的選擇比例調(diào)節(jié)是最簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)規(guī)律，它對(duì)控制作用和擾動(dòng)作用的響應(yīng)都很迅速。比例調(diào)節(jié)只有一個(gè)參數(shù)，整定簡(jiǎn)便。比例調(diào)節(jié)的主要缺點(diǎn)是系統(tǒng)存在靜差。對(duì)象調(diào)節(jié)通道小、負(fù)荷變化與外部擾動(dòng)小、工藝要求不高、允許有靜差的系統(tǒng)，可以選用比例調(diào)節(jié)。積分調(diào)節(jié)的特點(diǎn)是沒(méi)有靜差。它的動(dòng)態(tài)偏差最大、調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)，只能用于有自衡特性的簡(jiǎn)單對(duì)象，很少單獨(dú)使用。比例積分調(diào)節(jié)既能消除靜差，又能產(chǎn)生較積分調(diào)節(jié)快得多的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。對(duì)于一些調(diào)節(jié)通道容量滯后較小、負(fù)荷變化不大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，比例積分調(diào)節(jié)可以取得很好的效果。比例積分調(diào)節(jié)是使用最多的調(diào)節(jié)器。微分作用提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使系統(tǒng)比例系數(shù)增大，加快調(diào)節(jié)過(guò)程，減小動(dòng)態(tài)偏差和靜差。在有高頻干擾的場(chǎng)合，由于系統(tǒng)對(duì)高頻干擾特別敏感，不能太大，否則會(huì)影響系統(tǒng)正常工作。在高頻干擾頻繁或存在周期性干擾的場(chǎng)合，不能使用微分調(diào)節(jié)。PID調(diào)節(jié)器是常規(guī)調(diào)節(jié)中性能最好的一種調(diào)節(jié)器，它綜合了各種調(diào)節(jié)規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，既能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又可以消除靜差。對(duì)于符合變化大、容易滯后大、控制品質(zhì)要求高的控制對(duì)象均能適應(yīng)。但對(duì)于對(duì)象滯后很大，負(fù)荷變化劇烈、頻繁的被控過(guò)程，采用PID調(diào)節(jié)還達(dá)不到工藝要求的控制品質(zhì)時(shí)，則應(yīng)選用串級(jí)控制、前饋控制等復(fù)雜控制系統(tǒng)。另外，如果廣義對(duì)象的傳遞函數(shù)可用下式近似時(shí)：(7-1)則可根據(jù)來(lái)選擇調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律：時(shí)，選擇比例(P)或者比例積分(PI)調(diào)節(jié)規(guī)律；時(shí)，選擇比例微分(PD)或比例積分微(PID)調(diào)節(jié)規(guī)律；時(shí)，采用簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)往往難以滿(mǎn)足工藝要求，應(yīng)采用串級(jí)、前饋等復(fù)雜控制系統(tǒng)。調(diào)節(jié)器參數(shù)整定調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定方法有穩(wěn)定邊界法、衰減曲線法、響應(yīng)曲線法和經(jīng)驗(yàn)法。這四種整定方法都是以衰減比為4:1(衰減曲線法也考慮了衰減比為10:1的情況)作為最佳指標(biāo)進(jìn)行參數(shù)整定。對(duì)多數(shù)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這樣的整定結(jié)果能滿(mǎn)足工藝要求。下面對(duì)幾種方法作簡(jiǎn)單比較。響應(yīng)曲線法只適用于允許被控參數(shù)變化范圍較大的生產(chǎn)過(guò)程。反應(yīng)曲線法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)方法比穩(wěn)定邊界法和衰減曲線法的實(shí)驗(yàn)容易掌握，實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間比其他方法短。穩(wěn)定邊界法適用于一般的流量、壓力、液位和溫度控制系統(tǒng)，但不適用于比例度特別小的過(guò)程。對(duì)于單容或雙容對(duì)象，無(wú)論比例度多小，調(diào)節(jié)過(guò)程都是穩(wěn)定的，達(dá)不到穩(wěn)定邊界，不適用此法。衰減曲線法也