化工儀表及自動(dòng)化第章13

化工儀表及自動(dòng)化第八章復(fù)雜控制系統(tǒng)

內(nèi)容提要串級(jí)控制系統(tǒng)概述串級(jí)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)串級(jí)控制系統(tǒng)中副回路的確定主、副控制器控制規(guī)律及正、反作用的選擇控制器參數(shù)的工程整定均勻控制系統(tǒng)均勻控制的目的均勻控制方案1內(nèi)容提要比值控制系統(tǒng)概述比值控制系統(tǒng)的類型前饋控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)及其特點(diǎn)前饋控制系統(tǒng)的主要形式前饋控制系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合選擇性控制系統(tǒng)基本概念選擇性控制系統(tǒng)的類型積分飽和及其防止2內(nèi)容提要分程控制系統(tǒng)概述分程控制的應(yīng)用場(chǎng)合分程控制的幾個(gè)問(wèn)題多沖量控制系統(tǒng)3概述4根據(jù)根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和所擔(dān)負(fù)的任務(wù)復(fù)雜控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)

均勻控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)

前饋控制系統(tǒng)取代控制系統(tǒng)

三沖量控制系統(tǒng)第一節(jié)串級(jí)控制系統(tǒng)一、概述5

當(dāng)對(duì)象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁時(shí)，可考慮采用串級(jí)控制系統(tǒng)。舉例說(shuō)明串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其工作原理圖8-1管式加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)

可延長(zhǎng)爐子壽命，防止?fàn)t管燒壞；可保證后面精餾分離的質(zhì)量。控制好溫度第一節(jié)串級(jí)控制系統(tǒng)

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，特別是當(dāng)加熱爐的燃料壓力或燃料本身的熱值有較大波動(dòng)時(shí)，該簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量往往很差，原料油的出口溫度波動(dòng)較大，難以滿足生產(chǎn)上的要求。

根據(jù)原油出口溫度的變化來(lái)控制燃料閥門的開(kāi)度

6第一節(jié)串級(jí)控制系統(tǒng)7

當(dāng)燃料壓力或燃料本身的熱值變化后，先影響爐膛的溫度，然后通過(guò)傳熱過(guò)程才能逐漸影響原料油的出口溫度，這個(gè)通道容量滯后很大，時(shí)間常數(shù)約15min左右，反應(yīng)緩慢，而溫度控制器TC是根據(jù)原料油的出口溫度與給定值的偏差工作的。所以當(dāng)干擾作用在對(duì)象上后，并不能較快地產(chǎn)生控制作用以克服干擾被控變量的影響。當(dāng)工藝上要求原料油的出口溫度非常嚴(yán)格時(shí)，為了解決容量滯后問(wèn)題，還需對(duì)加熱爐的工藝作進(jìn)一步分析。原因第一節(jié)串級(jí)控制系統(tǒng)8以原料油出口溫度為主要被控變量的爐出口溫度與爐膛溫度的串級(jí)控制系統(tǒng)

圖8-2管式加熱爐出口溫度串級(jí)控制系統(tǒng)圖8-3管式加熱爐出口溫度串級(jí)控制系統(tǒng)的方塊圖第一節(jié)串級(jí)控制系統(tǒng)

在上述控制系統(tǒng)中，有兩個(gè)控制器T1C和T2C，接收來(lái)自對(duì)象不同部位的測(cè)量信號(hào)θ1和θ2。T1C的輸出作為T2C的給定值，而后者的輸出去控制執(zhí)行器以改變操縱變量。從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)看，這兩個(gè)控制器是串接工作的。幾個(gè)串級(jí)控制系統(tǒng)中常用的名詞

主變量工藝控制指標(biāo)，在串級(jí)控制系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用的被控變量。9第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)10主對(duì)象象為主變變量表表征其其特性性的生生產(chǎn)設(shè)設(shè)備。。副對(duì)象象為副變變量表表征其其特性性的工工藝生生產(chǎn)設(shè)設(shè)備。。主控制制器按主變變量的的測(cè)量量值與與給定定值而而工作作，其其輸出出作為為副變變量給給定值值的那那個(gè)控控制器器。副變量量串級(jí)控控制系系統(tǒng)中中為了了穩(wěn)定定主變變量或或因某某種需需要而而引入入的輔輔助變變量。。第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)主回路路由主變變量的的測(cè)量量變送送裝置置，主主、副副控制制器，，執(zhí)行行器和和主、、副對(duì)對(duì)象構(gòu)構(gòu)成的的外回回路。。副回路路由副變變量的的測(cè)量量變送送裝置置，副副控制制器執(zhí)執(zhí)行器器和副副對(duì)象象所構(gòu)構(gòu)成的的內(nèi)回回路。。其給定定值來(lái)來(lái)自主主控制制器的的輸出出，并并按副副變量量的測(cè)測(cè)量值值與給給定值值的偏偏差而而工作作的那那個(gè)控控制器器。副控制制器11第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)12圖8-4串串級(jí)級(jí)控制制系統(tǒng)統(tǒng)典型型方塊塊圖第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)二、串串級(jí)控控制系系統(tǒng)的的工作作過(guò)程程13以管式式加熱熱爐為為例，，來(lái)說(shuō)說(shuō)明串串級(jí)控控制系系統(tǒng)是是如何何有效效地克克服滯滯后提提高控控制質(zhì)質(zhì)量的的。假假定執(zhí)執(zhí)行器器采用用氣開(kāi)開(kāi)形式式，斷斷氣時(shí)時(shí)關(guān)閉閉控制制閥，，以防防止?fàn)t爐管燒燒壞而而釀成成事故故，溫溫度控控制器器T1C和T2C都采用用反作作用方方向。。第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)1.干干擾進(jìn)進(jìn)入副副回路路F2引起θ2變化，，控制制器T2C及時(shí)進(jìn)進(jìn)行控控制，，使其其很快快穩(wěn)定定下來(lái)來(lái)如果干干擾量量小，，經(jīng)過(guò)過(guò)副回回路控控制后后，F(xiàn)2一般影影響不不到溫溫度θ1；如果干干擾量量大，，其大大部分分影響響為副副回路路所克克服，，波及到到被控控變量量溫度度θ1再由主主回路路進(jìn)一一步控控制，，徹底消消除干干擾的的影響響，使使被控控變量量回復(fù)復(fù)到給給定值值。14第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)

由于副回路控制通道短，時(shí)間常數(shù)小，所以當(dāng)干擾進(jìn)入回路時(shí)，可以獲得比單回路控制系統(tǒng)超前的控制作用，有效地克服燃料油壓力或熱值變化對(duì)原料油出口溫度的影響，從而大大提高了控制質(zhì)量。小結(jié)15第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)162.干干擾作作用于于主對(duì)對(duì)象F1變化→→θ1↑→→T1C輸出↓↓→T2C設(shè)定值值↓→→T2C輸出↓↓→→恢恢復(fù)給給定值值所以，，在串串級(jí)控控制系系統(tǒng)中中，如如果干干擾作作用于于主對(duì)對(duì)象，，由于于副回回路的的存在在，可可以及及時(shí)改改變副副變量量的數(shù)數(shù)值，，以達(dá)達(dá)到穩(wěn)穩(wěn)定主主變量量的目目的。。第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)3.干干擾同同時(shí)作作用于于副回回路和和主對(duì)對(duì)象在干擾擾作用用下，，主、、副變變量的的變化化方向向相同同。17第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)18主、副副變量量的變變化方方向相相反，，一個(gè)個(gè)增加加，另另一個(gè)個(gè)減小小。第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)在串級(jí)級(jí)控制制系統(tǒng)統(tǒng)中，，由于于引入入一個(gè)個(gè)閉合合的副副回路路，不不僅能能迅速速克服服作用用于副副回路路的干干擾，，而且且對(duì)作作用于于主對(duì)對(duì)象上上的干干擾也也能加加速克克服過(guò)過(guò)程。。副回路路具有有先調(diào)調(diào)、粗粗調(diào)、、快調(diào)調(diào)的特特點(diǎn)；；主回回路具具有后后調(diào)、、細(xì)調(diào)調(diào)、慢慢調(diào)的的特點(diǎn)點(diǎn)，并并對(duì)于于副回回路沒(méi)沒(méi)有完完全克克服掉掉的干干擾影影響能能徹底底加以以克服服。因此，，在串串級(jí)控控制系系統(tǒng)中中，由由于主主、副副回路路相互互配合合、相相互補(bǔ)補(bǔ)充，，充分分發(fā)揮揮了控控制作作用，，大大大提高高了控控制質(zhì)質(zhì)量。。小結(jié)19第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)三、串串級(jí)控控制系系統(tǒng)的的特點(diǎn)點(diǎn)20（1））在系系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)上上，串串級(jí)控控制系系統(tǒng)有有兩個(gè)個(gè)閉合合回路路：主主回路路和副副回路路；有有兩個(gè)個(gè)控制制器；；主控控制器器和副副控制制器；；有兩兩個(gè)測(cè)測(cè)量變變送器器，分分別測(cè)測(cè)量主主變量量和副副變量量。在在串級(jí)級(jí)控制制系統(tǒng)統(tǒng)中，，主回路路是個(gè)個(gè)定值值控制制系統(tǒng)統(tǒng)，而而副回回路是是個(gè)隨隨動(dòng)控控制系系統(tǒng)。（2））在串串級(jí)控控制系系統(tǒng)中中，有有兩個(gè)個(gè)變量量：主主變量量和副副變量量。主主變量量是反反映產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量或或生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程程運(yùn)行行情況況的主主要工工藝變變量。。第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)適用范范圍：：當(dāng)對(duì)象象的滯滯后和和時(shí)間間常數(shù)數(shù)很大大，干干擾作作用強(qiáng)強(qiáng)而頻頻繁，，負(fù)荷荷變化化大，，簡(jiǎn)單單控制制系統(tǒng)統(tǒng)滿足足不了了控制制質(zhì)量量的要要求時(shí)時(shí)，采采用串串級(jí)控控制系系統(tǒng)是是適宜宜的。。（4））串級(jí)級(jí)控制制系統(tǒng)統(tǒng)由于于增加加了副副回路路，因因此具具有一一定的的自適適應(yīng)能能力，，可用用于負(fù)負(fù)荷和和操作作條件件有較較大變變化的的場(chǎng)合合。（3））在系系統(tǒng)特特性上上，串串級(jí)控控制系系統(tǒng)由由于副副回路路的引引入，，改善善了對(duì)對(duì)象的的特性性，使使控制制過(guò)程程加快快，具具有超超前控控制作作用，，從而而有效效地克克服滯滯后，，提高高了控控制質(zhì)質(zhì)量。。21第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)四、串串級(jí)控控制系系統(tǒng)中中副回回路的的確定定22根據(jù)生生產(chǎn)工工藝的的具體體情況況，選選擇一一個(gè)合合適的的副變變量，，從而而構(gòu)成成一個(gè)個(gè)以副副變量量為被被控變變量的的副回回路。。副回路路的確確定確定的的原則則1.主主、副副變量量間應(yīng)應(yīng)有一一定的的內(nèi)在在聯(lián)系系第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)選擇與與主變變量有有一定定關(guān)系系的某某一中中間變變量作作為副副變量量；選擇的的副變變量就就是操操縱變變量本本身，，這樣樣能及及時(shí)克克服它它的波波動(dòng)，，減少少對(duì)主主變量量的影影響。。選擇副副變量量的兩兩類情情況23第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)24舉例圖8-5精精餾餾塔塔塔釜溫溫度串串級(jí)控控制系系統(tǒng)1—精精餾塔塔；2—再再沸器器通過(guò)這這套串串級(jí)控控制系系統(tǒng)，，能夠夠在塔塔釜溫溫度穩(wěn)穩(wěn)定不不變時(shí)時(shí)，蒸蒸汽流流量能能保持持恒定定值，，而當(dāng)當(dāng)溫度度在外外來(lái)干干擾作作用下下偏離離給定定值時(shí)時(shí)，又又要求求蒸汽汽流量量能作作相應(yīng)應(yīng)的變變化，，以使使能量量的需需要與與供給給之間間得到到平衡衡，從從而保保持釜釜溫在在要求求的數(shù)數(shù)值上上。第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)在上例例中，，選擇擇的副副變量量就是是操縱縱變量量（加加熱蒸蒸汽量量）本本身。。這樣樣，當(dāng)當(dāng)干擾擾來(lái)自自蒸汽汽壓力力或流流量的的波動(dòng)動(dòng)時(shí)，，副回回路能能及時(shí)時(shí)加以以克服服，以以大大大減少少這種種干擾擾對(duì)主主變量量的影影響，，使塔塔釜溫溫度的的控制制質(zhì)量量得以以提高高。25第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)262.要要使系系統(tǒng)的的主要要干擾擾被包包圍在在副回回路內(nèi)內(nèi)圖8-6加加熱熱爐出出口溫溫度與與燃料料油壓壓力串串級(jí)控控制系系統(tǒng)在本系系統(tǒng)中中，由由于選選擇了了燃料料油壓壓力作作為副副變量量，副副對(duì)象象的控控制通通道很很短，，時(shí)間間常數(shù)數(shù)很小小，因因此控控制作作用非非常及及時(shí)，，比起起圖8-2所示示的控控制方方案，，能更更及時(shí)時(shí)有效效地克克服由由于燃燃料油油壓力力波動(dòng)動(dòng)對(duì)原原料油油出口口溫度度的影影響，，從而而大大大提高高了控控制質(zhì)質(zhì)量。。第一一節(jié)節(jié)串串級(jí)級(jí)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)注意意如果果管管式式加加熱熱爐爐的的主主要要干干擾擾來(lái)來(lái)自自燃燃料料油油組組分分（（或或熱熱值值））波波動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)，，就就不不宜宜采采用用圖圖8-6所所示示的的控控制制方方案案，，因因?yàn)闉檫@這時(shí)時(shí)主主要要干干擾擾并并沒(méi)沒(méi)有有被被包包圍圍在在副副環(huán)環(huán)內(nèi)內(nèi)，，所所以以不不能能充充分分發(fā)發(fā)揮揮副副環(huán)環(huán)抗抗干干擾擾能能力力強(qiáng)強(qiáng)的的這這一一優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。。27第一一節(jié)節(jié)串串級(jí)級(jí)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)283.在在可可能能的的情情況況下下，，應(yīng)應(yīng)使使副副環(huán)環(huán)包包圍圍更更多多的的次次要要干干擾擾如果果在在生生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)過(guò)程程中中，，除除了了主主要要干干擾擾外外，，還還有有較較多多的的次次要要干干擾擾，，或或者者系系統(tǒng)統(tǒng)的的干干擾擾較較多多且且難難于于分分出出主主要要干干擾擾與與次次要要干干擾擾，，在在這這種種情情況況下下，，選選擇擇副副變變量量應(yīng)應(yīng)考考慮慮使使副副環(huán)環(huán)盡盡量量多多包包圍圍一一些些干干擾擾，，這這樣樣可可以以充充分分發(fā)發(fā)揮揮副副環(huán)環(huán)的的快快速速抗抗干干擾擾能能力力，，以以提提高高串串級(jí)級(jí)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)的的控控制制質(zhì)質(zhì)量量。。注意意在考考慮慮到到使使副副環(huán)環(huán)包包圍圍更更多多干干擾擾時(shí)時(shí)，，也也應(yīng)應(yīng)同同時(shí)時(shí)考考慮慮到到副副環(huán)環(huán)的的靈靈敏敏度度。。第一一節(jié)節(jié)串串級(jí)級(jí)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)隨著著副副回回路路包包圍圍干干擾擾的的增增多多，，副副環(huán)環(huán)將將隨隨之之?dāng)U擴(kuò)大大，，副副變變量量離離主主變變量量也也就就越越近近。。這這樣樣一一來(lái)來(lái)，，副副對(duì)對(duì)象象的的控控制制通通道道就就變變長(zhǎng)長(zhǎng)，，滯滯后后也也就就增增大大，，從從而而會(huì)會(huì)削削弱弱副副回回路路的的快快速速、、有有力力控控制制的的特特性性。。

在選擇副變量時(shí)，既要考慮到使副環(huán)包圍較多的干擾，又要考慮到使副變量不要離主變量太近。結(jié)論29第一一節(jié)節(jié)串串級(jí)級(jí)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)304.副副變變量量的的選選擇擇應(yīng)應(yīng)考考慮慮到到主主、、副副對(duì)對(duì)象象時(shí)時(shí)間間常常數(shù)數(shù)的的匹匹配配，，以以防防““共共振振””的的發(fā)發(fā)生生是為為了了保保證證副副回回路路具具有有快快速速的的抗抗干干擾擾性性能能；；是由由于于串串級(jí)級(jí)系系統(tǒng)統(tǒng)中中主主、、副副回回路路之之間間是是密密切切相相關(guān)關(guān)的的，，副副變變量量的的變變化化會(huì)會(huì)影影響響到到主主變變量量，，而而主主變變量量的的變變化化通通過(guò)過(guò)反反饋饋回回路路又又會(huì)會(huì)影影響響到到副副變變量量。。在串串級(jí)級(jí)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)中中，，主主、、副副對(duì)對(duì)象象的的時(shí)時(shí)間間常常數(shù)數(shù)不不能能太太接接近近。。第一一節(jié)節(jié)串串級(jí)級(jí)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)小結(jié)結(jié)在選選擇擇副副變變量量時(shí)時(shí)，，應(yīng)應(yīng)注注意意使使主主、、副副對(duì)對(duì)象象的的時(shí)時(shí)間間常常數(shù)數(shù)之之比比為為3～～10，，以以減減少少主主、、副副回回路路的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)聯(lián)聯(lián)系系，，避避免免““共共振振””。。當(dāng)當(dāng)然然，，也也不不能能盲盲目目追追求求減減小小副副對(duì)對(duì)象象的的時(shí)時(shí)間間常常數(shù)數(shù)，，否否則則可可能能使使副副回回路路包包圍圍的的干干擾擾太太少少，，使使系系統(tǒng)統(tǒng)抗抗干干擾擾能能力力反反而而減減弱弱了了。。31第一一節(jié)節(jié)串串級(jí)級(jí)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)5.當(dāng)當(dāng)對(duì)對(duì)象象具具有有較較大大的的純純滯滯后后而而影影響響控控制制質(zhì)質(zhì)量量時(shí)時(shí)，，在在選選擇擇副副變變量量時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)使使副副環(huán)環(huán)盡盡量量少少包包含含純純滯滯后后或或不不包包含含純純滯滯后后對(duì)于于含含有有大大純純滯滯后后的的對(duì)對(duì)象象，，可可采采用用串串級(jí)級(jí)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)，，并并通通過(guò)過(guò)合合理理選選擇擇副副變變量量將將純純滯滯后后部部分分放放到到主主對(duì)對(duì)象象中中去去，，以以提提高高副副回回路路的的快快速速抗抗干干擾擾功功能能，，及及時(shí)時(shí)克克服服干干擾擾的的影影響響，，將將其其抑抑制制在在最最小小限限度度內(nèi)內(nèi)，，從從而而可可以以使使主主變變量量的的控控制制質(zhì)質(zhì)量量得得到到提提高高。。32第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)33舉例某化纖廠廠膠液壓壓力的控控制問(wèn)題題圖8-7壓力力與壓力力串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)1—計(jì)量量泵；2—板式式熱交換換器；3—過(guò)濾濾器在計(jì)量泵泵和冷卻卻器之間間，靠近近計(jì)量泵泵的適當(dāng)當(dāng)位置，，選擇壓壓力測(cè)量量點(diǎn)，并并作為副副變量組組成一個(gè)個(gè)壓力與與壓力的的串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)，以提提高控制制質(zhì)量。。圖中主控控制器P1C的輸出作作為副控控制器P2C的給定值值，由副副控制器器的輸出出來(lái)改變變計(jì)量泵泵的轉(zhuǎn)速速，從而而控制紡紡絲膠液液的壓力力。該法有很很大局限限性。第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)五、主、、副控制制器控制制規(guī)律及及正、反反作用的的選擇341.控制制規(guī)律的的選擇控制規(guī)律律是根據(jù)據(jù)控制的的要求來(lái)來(lái)進(jìn)行選選擇的。。目的為了高精精度地穩(wěn)穩(wěn)定主變變量。主主控制器器通常都都選用比比例積分分控制規(guī)規(guī)律，以以實(shí)現(xiàn)主主變量的的無(wú)差控控制。副變量的的給定值值是隨主主控制器器的輸出出變化而而變化的的。副控控制器一一般采用用比例控控制規(guī)律律。第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)352.控制制器正、、反作用用的選擇擇（1）串串級(jí)控制制系統(tǒng)中中的副控控制器作作用方向向的選擇擇，根據(jù)據(jù)工藝安安全等要要求，選選定執(zhí)行行器的氣氣開(kāi)、氣氣關(guān)形式式后，按按照使副副控制回回路成為為一個(gè)負(fù)負(fù)反饋系系統(tǒng)的原原則來(lái)確確定。例如圖8-2所所示的管管式加熱熱爐溫度度-溫度度串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)中的副副回路。。氣源中斷斷，停止止供給燃燃料油時(shí)時(shí)，執(zhí)行行器選氣氣開(kāi)閥，，“正正”方向向。燃料量加加大時(shí)，，爐膛溫溫度θ2（副變量量）增加加，副對(duì)對(duì)象““正”方方向。為使副回回路構(gòu)成成一個(gè)負(fù)負(fù)反饋系系統(tǒng)，副副控制器器T2C選擇“反反”方方向。第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)如圖8-5所示示的精餾餾塔塔釜釜溫度與與蒸汽流流量的串串級(jí)控制制系統(tǒng)。?；诠に囁嚿系目伎紤]，選選擇執(zhí)行行器為氣氣關(guān)閥。。為使副回回路是一一個(gè)負(fù)反反饋控制制系統(tǒng)，，副控制制器FC的作用方方向應(yīng)選選擇為““正”作作用。（2）串串級(jí)控制制系統(tǒng)中中主控制制器作用用方向的的選擇：：當(dāng)主、副副變量增增加（減減?。r(shí)時(shí)，如果果由工藝藝分析得得出，為為使主、、副變量量減?。ǎㄔ黾樱?，要求求控制閥閥的動(dòng)作作方向是是一致的的時(shí)候，，主控制制器應(yīng)選選“反””作用；；反之，，則應(yīng)選選“正””作用。。36第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)37例如圖8-2所所示的管管式加熱熱爐串級(jí)級(jí)控制系系統(tǒng)。主變量θ1或副變量量θ2增加時(shí)，，都要求求關(guān)小控控制閥，，減少供供給的燃燃料量，，才能使使θ1或θ2降下來(lái)，，所以此此時(shí)主控控制器T1C應(yīng)確定為為反作用用方向。。如圖8-5所示示的精餾餾塔塔釜釜溫度與與蒸汽流流量的串串級(jí)控制制系統(tǒng)。。蒸汽流量量（副變變量）或或塔釜溫溫度（主主變量））增加時(shí)時(shí)，都需需要關(guān)小小控制閥閥，它們們對(duì)控制制閥的動(dòng)動(dòng)作方向向要求是是一致的的，所以以主控制制器TC也應(yīng)為反反作用方方向。第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)38圖8-8冷卻卻器溫度度串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)冷卻器溫溫度串級(jí)級(jí)控制系系統(tǒng)是以以被冷卻卻物料出出口溫度度為主變變量，冷冷劑流量量為副變變量的串串級(jí)控制制系統(tǒng)。。分析冷卻卻器的特特性可以以知道，，當(dāng)主變變量即被被冷卻物物料出口口溫度增增加時(shí)，，需要開(kāi)開(kāi)大控制制閥，而而當(dāng)副變變量即冷冷劑流量量增加時(shí)時(shí)，需要要關(guān)小控控制閥，，它們對(duì)對(duì)控制閥閥動(dòng)作方方向的要要求是不不一致的的，因此此主控制制器TC的作用方方向應(yīng)選選用正作作用。第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)39（3）當(dāng)當(dāng)由于工工藝過(guò)程程的需要要，控制制閥由氣氣開(kāi)改為為氣關(guān)，，或由氣氣關(guān)改為為氣開(kāi)時(shí)時(shí)，只要要改變副副控制器器的正反反作用而而不需改改變主控控制器的的正反作作用。在有些生生產(chǎn)過(guò)程程中，要要求控制制系統(tǒng)既既可以進(jìn)進(jìn)行串級(jí)級(jí)控制，，又可以以實(shí)現(xiàn)主主控制器器單獨(dú)工工作。即若系統(tǒng)統(tǒng)由串級(jí)級(jí)切換為為主控時(shí)時(shí)，是用用主控制制器的輸輸出代替替原先副副控制器器的輸出出去控制制執(zhí)行器器，而若若系統(tǒng)由由主控切切換為串串級(jí)時(shí)，，是用副副控制器器的輸出出代替主主控制器器的輸出出去控制制執(zhí)行器器。第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)系統(tǒng)串級(jí)級(jí)與主控控切換的的條件：：當(dāng)主變量量變化時(shí)時(shí)，串級(jí)級(jí)時(shí)副控控制器的的輸出與與主控時(shí)時(shí)主控制制器的輸輸出信號(hào)號(hào)方向完完全一致致。無(wú)論哪一一種切換換，都必必須保證證當(dāng)主變變量變化化時(shí)，去去控制閥閥的信號(hào)號(hào)完全一一致。40第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)六、控制制器參數(shù)數(shù)的工程程整定41串級(jí)控制制系統(tǒng)主主、副控控制器的的參數(shù)整整定的兩兩種方法法。1.兩步步整定法法按照串級(jí)級(jí)控制系系統(tǒng)主、、副回路路的情況況，先整整定副控控制器，，后整定定主控制制器的方方法。第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)（1）在在工況穩(wěn)穩(wěn)定，主主、副控控制器都都在純比比例作用用運(yùn)行的的條件下下，將主主控制器器的比例例度先固固定在100％％的刻度度上，逐逐漸減小小副控制制器的比比例度，，求取副副回路在在滿足某某種衰減減比（如如4∶1）過(guò)渡渡過(guò)程下下的副控控制器比比例度和和操作周周期，分分別用δ2s和T2s表示。（2）在在副控制制器比例例度等于于δ2s的條件下下，逐步步減小主主控制器器的比例例度，直直至得到到同樣衰衰減比下下的過(guò)渡渡過(guò)程，，記下此此時(shí)主控控制器的的比例度度δ1s和操作周周期T1s。整定過(guò)程程42第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)43（3）根根據(jù)上面面得到的的δ1s、T1s、δ2s、T2s，按表7-2（（或表7-3））的規(guī)定定關(guān)系計(jì)計(jì)算主、、副控制制器的比比例度、、積分時(shí)時(shí)間和微微分時(shí)間間。（4）按按“先副副后主””、“先先比例次次積分后后微分””的整定定規(guī)律，，將計(jì)算算出的控控制器參參數(shù)加到到控制器器上。（5）觀觀察控制制過(guò)程，，適當(dāng)調(diào)調(diào)整，直直到獲得得滿意的的過(guò)渡過(guò)過(guò)程。第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)共振問(wèn)題題如果主、、副對(duì)象象時(shí)間常常數(shù)相差差不大，，動(dòng)態(tài)聯(lián)聯(lián)系密切切，可能能會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)“共振”現(xiàn)象。。可適當(dāng)減減小副控控制器比比例度或或積分時(shí)時(shí)間，以以達(dá)到減減小副回回路操作作周期的的目的。。同理，，可以加加大主控控制器的的比例度度或積分分時(shí)間，，以期增增大主回回路操作作周期，，使主、、副回路路的操作作周期之之比加大大，避免免“共振振”。如果主、、副對(duì)象象特性太太接近，，就不能能完全靠靠控制器器參數(shù)的的改變來(lái)來(lái)避免““共振””了。44第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)2.一步步整定法法根據(jù)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)將副控控制器一一次放好好，不再再變動(dòng)，，然后按按一般單單回路控控制系統(tǒng)統(tǒng)的整定定方法直直接整定定主控制制器參數(shù)數(shù)。實(shí)踐證明明這種整定定方法，，對(duì)于對(duì)對(duì)主變量量要求較較高，而而對(duì)副變變量沒(méi)有有什么要要求或要要求不嚴(yán)嚴(yán)，允許許它在一一定范圍圍內(nèi)變化化的串級(jí)級(jí)控制系系統(tǒng)，是是很有效效的。45第一節(jié)串串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)46副變量類型副控制器比例度δ2／％副控制器比例放大倍數(shù)KP2溫度壓力流量液位20～6030～7040～8020～805.0～1.73.0～1.42.5～1.255.0～1.25表8-1采采用一一步整整定法法時(shí)副副控制制器參參數(shù)選選擇范范圍第一節(jié)節(jié)串串級(jí)控控制系系統(tǒng)47一步整整定法法的整整定步步驟：：（1））在生生產(chǎn)正正常，，系統(tǒng)統(tǒng)為純純比例例運(yùn)行行的條條件下下，按按照表表8-1所所列的的數(shù)據(jù)據(jù)，將將副控控制器器比例例度調(diào)調(diào)到某某一適適當(dāng)?shù)牡臄?shù)值值。（2））利用用簡(jiǎn)單單控制制系統(tǒng)統(tǒng)中任任一種種參數(shù)數(shù)整定定方法法整定定主控控制器器的參參數(shù)。。（3））如果果出現(xiàn)現(xiàn)“共共振””現(xiàn)象象，可可加大大主控控制器器或減減小副副控制制器的的參數(shù)數(shù)整定定值，，一般般即能能消除除。第二節(jié)節(jié)均均勻控控制系系統(tǒng)一、均均勻控控制的的目的的48圖8-9前前后后精餾餾塔的的供求求關(guān)系系甲塔:為了了穩(wěn)定定操作作需保保持塔塔釜液液位穩(wěn)穩(wěn)定，，必然然頻繁繁地改改變塔塔底的的排出出量。。乙塔：：從穩(wěn)穩(wěn)定操操作要要求出出發(fā)，，希望望進(jìn)料料量盡盡量不不變或或少變變。甲、乙乙兩塔塔間的的供求求關(guān)系系出現(xiàn)現(xiàn)了矛矛盾。。為了解解決前前后工工序供供求矛矛盾，，達(dá)到到前后后兼顧顧協(xié)調(diào)調(diào)操作作，使使液位位和流流量均均勻變變化，，組成成的系系統(tǒng)稱稱為均均勻控控制系系統(tǒng)。。第二節(jié)節(jié)均均勻控控制系系統(tǒng)49均勻控控制的的要求求（1））兩個(gè)個(gè)變量量在控控制過(guò)過(guò)程中中都應(yīng)應(yīng)該是是緩慢慢變化化的。。（2））前后后互相相聯(lián)系系又互互相矛矛盾的的兩個(gè)個(gè)變量量應(yīng)保保持在在所允允許的的范圍圍內(nèi)波波動(dòng)。。圖8-10前前一設(shè)設(shè)備的的液位位和后后一設(shè)設(shè)備的的進(jìn)料料量之之關(guān)系系1—液液位變變化曲曲線；；2——流量量變化化曲線線第二節(jié)節(jié)均均勻控控制系系統(tǒng)二、均均勻控控制方方案501.簡(jiǎn)簡(jiǎn)單均均勻控控制圖8-11簡(jiǎn)簡(jiǎn)單均均勻控控制目的為了協(xié)協(xié)調(diào)液液位與與排出出流量量之間間的關(guān)關(guān)系，，允許許它們們都在在各自自許可可的范范圍內(nèi)內(nèi)作緩緩慢的的變化化。滿足均均勻控控制要要求的的方法法通過(guò)控控制器器的參參數(shù)整整定來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。第二節(jié)節(jié)均均勻控控制系系統(tǒng)512.串串級(jí)均均勻控控制圖8-12串串級(jí)均均勻控控制可在簡(jiǎn)簡(jiǎn)單均均勻控控制方方案基基礎(chǔ)上上增加加一個(gè)個(gè)流量量副回回路，，即構(gòu)構(gòu)成串串級(jí)均均勻控控制。。參數(shù)整整定的的方法法由小到到大地地進(jìn)行行調(diào)整整。串級(jí)均均勻控控制系系統(tǒng)的的主、、副控控制器器一般般都采采用純純比例例作用用的。。只在在要求求較高高時(shí)，，為了了防止止偏差差過(guò)大大而超超過(guò)允允許范范圍，，才引引入適適當(dāng)?shù)牡姆e分分作用用。第二節(jié)節(jié)均均勻控控制系系統(tǒng)特點(diǎn)由于增增加了了副回回路，，可以以及時(shí)時(shí)克服服由于于塔內(nèi)內(nèi)或排排出端端壓力力改變變所引引起的的流量量變化化。串級(jí)均均勻控控制系系統(tǒng)協(xié)協(xié)調(diào)兩兩個(gè)變變量間間的關(guān)關(guān)系是是通過(guò)過(guò)控制制器參參數(shù)整整定來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的。。在串級(jí)級(jí)均勻勻控制制系統(tǒng)統(tǒng)中，，參數(shù)數(shù)整定定的目目的不不是使使變量量盡快快地回回到給給定值值，而而是要要求變變量在在允許許的范范圍內(nèi)內(nèi)作緩緩慢的的變化化。52第三節(jié)比比值控制系系統(tǒng)一、概況53實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或或兩個(gè)以上上參數(shù)符合合一定比例例關(guān)系的控控制系統(tǒng)，，稱為比值值控制系統(tǒng)統(tǒng)。通常為為流量比值值控制系統(tǒng)統(tǒng)。幾個(gè)概念主物料、主主動(dòng)量（Q1、主流量））從物料、從從動(dòng)量（Q2、副流量））副流量Q2與主流量Q1的比值關(guān)系系為（8-1））第三節(jié)比比值控制系系統(tǒng)二、比值控控制系統(tǒng)的的類型541.開(kāi)環(huán)比比值控制系系統(tǒng)圖8-13開(kāi)環(huán)比比值控制圖8-14開(kāi)環(huán)比比值控制方方塊圖第三節(jié)比比值控制系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，，只需一臺(tái)臺(tái)純比例控控制器，其其比例度可可以根據(jù)比比值要求來(lái)來(lái)設(shè)定。主、副流量量均開(kāi)環(huán)；；這種比值控控制方案對(duì)對(duì)副流量Q2本身無(wú)抗干干擾能力。。所以這種種系統(tǒng)只能能適用于副副流量較平平穩(wěn)且比值值要求不高高的場(chǎng)合。。55第三節(jié)比比值控制系系統(tǒng)562.單閉環(huán)環(huán)比值控制制系統(tǒng)單閉環(huán)比值值控制系統(tǒng)統(tǒng)是為了克服服開(kāi)環(huán)比值值控制方案案的不足，，在開(kāi)環(huán)比比值控制系系統(tǒng)的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，通過(guò)過(guò)增加一個(gè)個(gè)副流量的的閉環(huán)控制制系統(tǒng)而組組成的。圖8-15單閉環(huán)環(huán)比值控制制圖8-16單閉環(huán)環(huán)比值控制制系統(tǒng)方塊塊圖第三節(jié)比比值控制系系統(tǒng)它能實(shí)現(xiàn)副副流量隨主主流量的變變化而變化化，還可以以克服副流流量本身干干擾對(duì)比值值的影響。。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，，實(shí)施方便便，尤其適適用于主物物料在工藝藝上不允許許進(jìn)行控制制的場(chǎng)合。。雖然能保持持兩物料量量比值一定定，但由于于主流量是是不受控制制的，當(dāng)主主流量變化化時(shí)，總的的物料量就就會(huì)跟著變變化。57第三節(jié)比比值控制系系統(tǒng)583.雙閉環(huán)環(huán)比值控制制系統(tǒng)它是在單閉閉環(huán)比值控控制的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，增加加了主流量量控制回路路而構(gòu)成的的。圖8-17雙閉環(huán)環(huán)比值控制制圖8-18雙閉環(huán)環(huán)比值控制制系統(tǒng)方塊塊圖第三節(jié)比比值控制系系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了比較較精確的流流量比值，，也確保了了兩物料總總量基本不不變。提降負(fù)荷比比較方便，，只要緩慢慢地改變主主流量控制制器的給定定值，就可可以提降主主流量，同同時(shí)副流量量也就自動(dòng)動(dòng)跟蹤提降降，并保持持兩者比值值不變。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜雜，使用的的儀表較多多，投資較較大，系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)整較麻麻煩。主要適用于于主流量干干擾頻繁、、工藝上不不允許負(fù)荷荷有較大波波動(dòng)或工藝藝上經(jīng)常需需要提降負(fù)負(fù)荷的場(chǎng)合合。59第三節(jié)比比值控制系系統(tǒng)604.變比值值控制系統(tǒng)統(tǒng)圖8-19變比值值控制系統(tǒng)統(tǒng)要求兩種物物料的比值值能靈活地地隨第三變變量的需要要而加以調(diào)調(diào)整，這樣樣就出現(xiàn)一一種變比值值控制系統(tǒng)統(tǒng)。圖8-20變比值值控制系統(tǒng)統(tǒng)方塊圖第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)一、前饋控控制系統(tǒng)及及其特點(diǎn)61反饋與前饋饋圖8-21換熱器器的反饋控控制圖8-22換熱器器的前饋控控制圖8-24反饋控控制與前饋饋控制方塊塊圖第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)621.前饋控控制是基于于不變性原原理工作的的，比反饋饋控制及時(shí)時(shí)、有效圖8-23前饋控控制系統(tǒng)的的補(bǔ)償過(guò)程程前饋控制是是根據(jù)干擾擾的變化產(chǎn)產(chǎn)生控制作作用的。反饋控制與與前饋控制制的檢測(cè)信信號(hào)與控制制信號(hào)有不不同的特點(diǎn)點(diǎn)：第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)反饋控制的的依據(jù)是被被控變量與與給定值的的偏差，檢檢測(cè)的信號(hào)號(hào)是被控變變量，控制制作用發(fā)生生時(shí)間是在在偏差出現(xiàn)現(xiàn)以后。前饋控制的的依據(jù)是干干擾的變化化，檢測(cè)的的信號(hào)是干干擾量的大大小，控制制作用的發(fā)發(fā)生時(shí)間是是在干擾作作用的瞬間間而不需等等到偏差出出現(xiàn)之后。。63第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)2.前饋控控制是屬于于“開(kāi)環(huán)””控制系統(tǒng)統(tǒng)反饋控制系系統(tǒng)是一個(gè)個(gè)閉環(huán)控制制系統(tǒng)，而而前饋控制制是一個(gè)““開(kāi)環(huán)”控控制系統(tǒng)。。反饋控制由由于是閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)，控控制結(jié)果能能夠通過(guò)反反饋獲得檢檢驗(yàn)，而前前饋控制其其控制效果果并不通過(guò)過(guò)反饋來(lái)加加以檢驗(yàn)。。要想綜合合一個(gè)合適適的前饋控控制作用，，必須對(duì)被被控對(duì)象的的特性作深深入的研究究和徹底的的了解。64第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)653.前饋控控制使用的的是視對(duì)象象特性而定定的“專用用”控制器器一般的反饋饋控制系統(tǒng)統(tǒng)均采用通通用類型的的PID控制器，而而前饋控制制要采用專專用前饋控控制器。前前饋控制器器的控制規(guī)規(guī)律取決于于干擾通道道的特性與與控制通道道的特性。。對(duì)于不同同的對(duì)象特特性，就應(yīng)應(yīng)該設(shè)計(jì)具具有不同控控制規(guī)律的的控制器。。4.一種前前饋?zhàn)饔弥恢荒芸朔灰环N干擾反饋控制只只用一個(gè)控控制回路就就可克服多多個(gè)干擾。。第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)二、前饋控控制的主要要形式1.單純的的前饋控制制形式根據(jù)對(duì)干擾擾補(bǔ)償?shù)奶靥攸c(diǎn)，可分分為靜態(tài)前前饋控制和和動(dòng)態(tài)前饋饋控制。66第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)67（1）靜態(tài)態(tài)前饋控制制系統(tǒng)在圖8-22中，前前饋控制器器的輸出信信號(hào)是按干干擾大小隨隨時(shí)間變化化的，它是是干擾量和和時(shí)間的函函數(shù)。而當(dāng)當(dāng)干擾通道道和控制通通道動(dòng)態(tài)特特性相同時(shí)時(shí)，便可以以不考慮時(shí)時(shí)間函數(shù)，，只按靜態(tài)態(tài)關(guān)系確定定前饋控制制作用。如果主要干干擾是進(jìn)料料流量的波波動(dòng)ΔQ1，那么前饋饋控制器的的輸出Δmf為第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)舉例蒸汽加熱的的換熱器圖8-25靜態(tài)前前饋控制實(shí)實(shí)施方案熱交換器是是應(yīng)用前饋饋控制較多多的場(chǎng)合，，換熱器有有滯后大、、時(shí)間常數(shù)數(shù)大、反應(yīng)應(yīng)慢的特性性，前饋控控制就是針針對(duì)這種對(duì)對(duì)象特性設(shè)設(shè)計(jì)的，故故能很好發(fā)發(fā)揮作用。。68第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)69根據(jù)熱平衡衡原理來(lái)分分析（8-2））進(jìn)料增加為為Q1+ΔQ1時(shí)（8-3））式（8-3）減式（（8-2））（8-4））則（8-5））第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)70（2）動(dòng)態(tài)態(tài)前饋控制制系統(tǒng)要考慮對(duì)象象的動(dòng)態(tài)特特性，從而而確定前饋饋控制器的的規(guī)律，才才能獲得動(dòng)動(dòng)態(tài)前饋補(bǔ)補(bǔ)償。圖8-26動(dòng)態(tài)前前饋控制實(shí)實(shí)施方案可在靜態(tài)前前饋控制的的基礎(chǔ)上，，加上延遲遲環(huán)節(jié)或微微分環(huán)節(jié)，，以達(dá)到干干擾作用的的近似補(bǔ)償償。按此原理設(shè)設(shè)計(jì)的一種種前饋控制制器，有三個(gè)可以調(diào)調(diào)整的參數(shù)數(shù)K、T1、T2。K為放大倍數(shù)數(shù)，是為了了靜態(tài)補(bǔ)償償用的。T1、T2是時(shí)間常數(shù)數(shù)，都有可可調(diào)范圍，，分別表示示延遲作用用和微分作作用的強(qiáng)弱弱。第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)712.前饋-反饋控制制將它們組合合起來(lái)，取取長(zhǎng)補(bǔ)短，，使前饋控控制用來(lái)克克服主要干干擾，反饋饋控制用來(lái)來(lái)克服其他他的多種干干擾，兩者者協(xié)同工作作，能提高高控制質(zhì)量量。圖8-27換熱器器的前饋-反饋控制制圖8-28前饋-反饋控制制系統(tǒng)方塊塊圖第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)前饋-反饋饋控制系統(tǒng)統(tǒng)與串級(jí)控控制系統(tǒng)的的不同點(diǎn)串級(jí)控制系系統(tǒng)是由內(nèi)內(nèi)、外（或或主、副））兩個(gè)反饋饋回路所組組成；而前饋-反反饋控制系系統(tǒng)是由一一個(gè)反饋回回路和另一一個(gè)開(kāi)環(huán)的的補(bǔ)償回路路疊加而成成。72第四節(jié)前前饋控制系系統(tǒng)三、前饋控控制的應(yīng)用用場(chǎng)合73（1）干擾擾幅值大而而頻繁，對(duì)對(duì)被控變量量影響劇烈烈，僅采用用反饋控制制達(dá)不到要要求的對(duì)象象。（2）主要要干擾是可可測(cè)而不可可控的變量量。（3）當(dāng)對(duì)對(duì)象的控制制通道滯后后大，反饋饋控制不及及時(shí)，控制制質(zhì)量差，，可采用前前饋或前饋饋-反饋控控制系統(tǒng)，，以提高控控制質(zhì)量。。第五節(jié)選選擇性控制制系統(tǒng)一、基本概概念74在這些大型型工藝生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程中，，除了要求求控制系統(tǒng)統(tǒng)在生產(chǎn)處處于正常運(yùn)運(yùn)行情況下下，能夠克克服外界干干擾，維持持生產(chǎn)的平平穩(wěn)運(yùn)行外外，當(dāng)生產(chǎn)產(chǎn)操作達(dá)到到安全極限限時(shí)，控制制系統(tǒng)應(yīng)有有一種應(yīng)變變能力，能能采取相應(yīng)應(yīng)的保護(hù)措措施，促使使生產(chǎn)操作作離開(kāi)安全全極限，返返回到正常常情況。第五節(jié)選選擇性控制制系統(tǒng)75生產(chǎn)保護(hù)性性措施有兩兩類：一類類是硬保護(hù)護(hù)措施；一類是軟保保護(hù)措施。。生產(chǎn)的軟保保護(hù)措施通過(guò)一個(gè)特特定設(shè)計(jì)的的自動(dòng)選擇擇性控制系系統(tǒng)，當(dāng)生生產(chǎn)短期內(nèi)內(nèi)處于不正正常情況時(shí)時(shí)，既不使使設(shè)備停車車又起到對(duì)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行行自動(dòng)保護(hù)護(hù)的目的。。第五節(jié)選選擇性控制制系統(tǒng)76要構(gòu)成選擇擇性控制，，生產(chǎn)操作作必須要具具有一定選選擇性的邏邏輯關(guān)系。。選擇性控制制的實(shí)現(xiàn)則則需要靠具具有選擇功功能的自動(dòng)動(dòng)選擇器（（高值選擇擇器或低值值選擇器））或有關(guān)的的切換裝置置（切換器器、帶電接接點(diǎn)的控制制器或測(cè)量量?jī)x表）來(lái)來(lái)完成。第五節(jié)選選擇性控制制系統(tǒng)二、選擇性性控制系統(tǒng)統(tǒng)的類型771.開(kāi)關(guān)型型選擇性控控制系統(tǒng)一般有A、B兩個(gè)可供選選擇的變量量。其中一一個(gè)變量A假定是工藝藝操作的主主要技術(shù)指指標(biāo)，它直直接關(guān)系到到產(chǎn)品的質(zhì)質(zhì)量或生產(chǎn)產(chǎn)效率；另另一個(gè)變量量B，工藝上對(duì)對(duì)它有一個(gè)個(gè)限值要求求。開(kāi)關(guān)型選擇擇性控制系系統(tǒng)一般都都用做系統(tǒng)的限值值保護(hù)。第五節(jié)選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)78圖8-29丙丙烯冷卻器器的兩種控制制方案圖8-29（（a）所示的的方案實(shí)際上上是通過(guò)改變變換熱面積的的方法來(lái)達(dá)到到控制溫度的的目的。第五節(jié)選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)79當(dāng)裂解氣溫度度過(guò)高或負(fù)荷荷量過(guò)大時(shí)，，控制閥將要要大幅度地被被打開(kāi)。當(dāng)冷冷卻器中的列列管全部為液液態(tài)丙烯所淹淹沒(méi)，而裂解解氣出口溫度度仍然降不到到希望的溫度度時(shí)，就不能能再一味地使使控制閥開(kāi)度度繼續(xù)增加了了。注意方案（b）是在方案（（a）的基礎(chǔ)上增增加了一個(gè)帶上限節(jié)點(diǎn)的的液位變送器器（或報(bào)警器））和一個(gè)連接接于溫度控制制器TC與執(zhí)行器之間間的電磁三通閥。第五節(jié)選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)80圖8-30開(kāi)開(kāi)關(guān)型選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)方塊圖圖中的方塊““開(kāi)關(guān)”實(shí)際際上是一只電電磁三通閥，，可以根據(jù)液液位的不同情情況分別讓執(zhí)執(zhí)行器接通溫溫度控制器或或接通大氣。。第五節(jié)選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)81圖8-31開(kāi)開(kāi)關(guān)型選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)信號(hào)器的信號(hào)號(hào)關(guān)系是：當(dāng)液位低于75％時(shí)，輸輸出p2＝０；當(dāng)液位達(dá)到75％時(shí)，p2＝0.1MPa。切換器的信號(hào)號(hào)關(guān)系是：當(dāng)p2＝０時(shí)，py＝px；當(dāng)p2＝0.1MPa時(shí)，py＝０。第五節(jié)選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)822.連續(xù)型選選擇性控制系系統(tǒng)特點(diǎn)當(dāng)取代作用發(fā)發(fā)生后，控制制閥不是立即即全開(kāi)或全關(guān)關(guān)，而是在閥閥門原來(lái)的開(kāi)開(kāi)度基礎(chǔ)上繼繼續(xù)進(jìn)行連續(xù)續(xù)控制。一般具有兩臺(tái)控制器，它們的輸出出通過(guò)一臺(tái)選選擇器（高選選器或低選器器）后，送往往執(zhí)行器。這兩臺(tái)控制器器，一臺(tái)在正常情況下工作，另一一臺(tái)在非正常情況下工作。第五節(jié)選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)83舉例大型合成氨工工廠的蒸汽鍋鍋爐圖8-32輔輔助鍋爐壓壓力取代控制制系統(tǒng)圖8-33蒸蒸汽壓力與與燃料氣壓力力選擇性控制制系統(tǒng)方塊圖圖第五節(jié)選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)84當(dāng)系統(tǒng)處于燃燃料氣壓力控控制時(shí)，蒸汽汽壓力的控制制質(zhì)量將會(huì)明明顯下降，但但這是為了防防止事故發(fā)生生所采取的必必要的應(yīng)急措措施，這時(shí)的的蒸汽壓力控控制系統(tǒng)實(shí)際際上停止了工工作，被屬于于非正?？刂浦频娜剂蠚鈮簤毫刂葡到y(tǒng)統(tǒng)所取代。注意第五節(jié)選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)853.混合型選選擇性控制系系統(tǒng)在這種混合型型選擇性控制制系統(tǒng)中，既既包含有開(kāi)關(guān)關(guān)型選擇的內(nèi)內(nèi)容，又包含含有連續(xù)型選選擇的內(nèi)容。。當(dāng)燃料氣壓力力不足時(shí)，燃燃料氣管線的的壓力就有可可能低于燃燒燒室壓力，這這樣就會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)危險(xiǎn)的回火火現(xiàn)象，危及及燃料氣罐使使之發(fā)生燃燒燒和爆炸。燃料氣管線壓力過(guò)低的危害

第五節(jié)選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)圖8-34混混合型選擇擇性控制方案案增加了一個(gè)帶帶下限節(jié)點(diǎn)的的壓力控制器器P3C和一一臺(tái)電磁三通通閥。一旦燃料氣壓壓力下降到極極限值時(shí)，下下限節(jié)點(diǎn)接通通，電磁閥通通電，切斷了了低選器LS送往執(zhí)行器的的信號(hào)，使控控制閥膜頭與與大氣相通，，膜頭內(nèi)壓力力迅速下降到到零，于是控控制閥將關(guān)閉閉，回火事故故將不致發(fā)生生。當(dāng)燃料氣氣壓力上升達(dá)達(dá)到正常時(shí)，，下限節(jié)點(diǎn)斷斷開(kāi)，電磁閥閥中失電，低低選器的輸出出又被送往執(zhí)執(zhí)行器。86第五節(jié)選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)三、積分飽和和及其防止1.積分飽和和的產(chǎn)生及其其危害性一個(gè)具有積分分作用的控制制器，處于開(kāi)開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)態(tài)時(shí)，如果偏偏差輸入信號(hào)號(hào)一直存在，，那么，由于于積分作用的的結(jié)果，將使使控制器的輸輸出不斷增加加或減小，一一直達(dá)到輸出出的極限值為為止，該現(xiàn)象象稱為“積分分飽和”。87第五節(jié)選擇擇性控制系統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)生積分飽和和的條件其一是控制器器具有積分作作用；其二是控制器器處于開(kāi)環(huán)工工作狀態(tài)，其其輸出沒(méi)有被送往執(zhí)行行器；其三是控制器器的輸入偏差差信號(hào)長(zhǎng)期存存在。當(dāng)控制器處于于積分飽和狀狀態(tài)時(shí)，它的的輸出將達(dá)到到最大或最小小的極限值，，該極限值已已超出執(zhí)行器器的有效輸入入信號(hào)范圍。。88第五節(jié)選