學(xué)習(xí)情境十二單回路檢測控制系統(tǒng)設(shè)計與投運

學(xué)習(xí)情境十二單回路檢測控制系統(tǒng)設(shè)計與投運第一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五任務(wù)引領(lǐng)：過程控制系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)形式可分為單回路系統(tǒng)和多回路系統(tǒng)（串級）。在系統(tǒng)分析、設(shè)計和整定中，單回路系統(tǒng)設(shè)計方法是最基本的方法，適用于其他各類復(fù)雜控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計、整定和投運。通過本任務(wù)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，掌握單回路控制系統(tǒng)的設(shè)計方法與設(shè)計步驟。任務(wù)一單回路控制系統(tǒng)綜合設(shè)計

第二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五請列出檢驗系統(tǒng)控制質(zhì)量的標準有哪些？描述控制系統(tǒng)設(shè)計的基本思路和具體要求；描述控制系統(tǒng)設(shè)計的具體步驟；思考問題第三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五知識點1：單回路控制系統(tǒng)設(shè)計的共性問題

在工業(yè)過程自動化中，過程控制是不可缺少的重要組成部分。為了克服外界擾動，穩(wěn)定生產(chǎn)等，需在生產(chǎn)過程中對溫度、壓力、流量、液位、成分、PH、粘度、濕度等過程參數(shù)實行自動控制。要達到以上目的，過程控制系統(tǒng)首先必須是穩(wěn)定的，這是系統(tǒng)被控制的前提，此外，系統(tǒng)還必須具有適當?shù)姆€(wěn)定裕量；其次系統(tǒng)應(yīng)是一個衰減振蕩過程,過渡過程時間要短，余差要小等。工程上這些要求往往是互相矛盾的，因此設(shè)計過程控制系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)實際情況，分清主次，以保證滿足最重要的控制質(zhì)量指標。一、一般要求第四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五二、控制方案

1．總體設(shè)計與系統(tǒng)布局的關(guān)系隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展，各生產(chǎn)工藝設(shè)備相互間緊密地聯(lián)系著，各設(shè)備的生產(chǎn)操作也是相互聯(lián)系、相互影響的，所以首先必須明確局部生產(chǎn)過程自動化和全局過程自動化間的關(guān)系。

在進行總體設(shè)計和系統(tǒng)布局時，應(yīng)該全面地考慮生產(chǎn)設(shè)備之間的相互聯(lián)系，綜合各個生產(chǎn)操作之間的相互影響，合理設(shè)計各個控制系統(tǒng)。

2．過程特性過程控制系統(tǒng)的品質(zhì)是由組成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各個環(huán)節(jié)的特性所決定的。

其中過程檢測控制儀表的特性在設(shè)計制造時就已人為確定，調(diào)節(jié)器的特性可隨意調(diào)整，以滿足不同被控過程和控制的要求。必須深入了解生產(chǎn)工藝情況，結(jié)合控制要求，根據(jù)過程特性、擾動情況以及限制條件等運用控制理論和控制技術(shù)才能設(shè)計一個工藝上合理的正確控制方案。第五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五三、基本方法

系統(tǒng)控制方案的設(shè)計和調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定是過程控制系統(tǒng)設(shè)計的兩個重要內(nèi)容。工程設(shè)計者應(yīng)根據(jù)被控過程的特性和對過程控制系統(tǒng)的各項技術(shù)分析，從全局出發(fā)選擇合理的控制方案，通常采用反饋控制和復(fù)合控制，然后確定系統(tǒng)各部分的控制參數(shù)大小，最后進行調(diào)節(jié)器參數(shù)整定。在系統(tǒng)設(shè)計中，通常包括綜合法和試探法，在開始進行設(shè)計階段，首先應(yīng)熟悉技術(shù)要求及性能指標，了解被控過程和過程檢測控制儀表的動態(tài)性能，應(yīng)用綜合方法建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。一旦設(shè)計問題可用數(shù)學(xué)模型表示，就可進行仿真，并應(yīng)用最佳控制理論得出系統(tǒng)性能指標的上限。最后，對設(shè)計出來的系統(tǒng)在各種信號和擾動作用下進行響應(yīng)測試，若系統(tǒng)性能指標不能令人滿意，則必須進行再設(shè)計，直到獲得滿意的性能指標為止。第六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五四、設(shè)計步驟

（1）建立對象的數(shù)學(xué)模型被控過程的數(shù)學(xué)模型是控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，在過程控制系統(tǒng)設(shè)計中，首先要解決如何用恰當?shù)臄?shù)學(xué)關(guān)系式,即所謂數(shù)學(xué)模型來描述被控過程的特性。只有掌握了過程的數(shù)學(xué)模型,才能深入分析過程的特性和精確設(shè)計控制器。（2）選擇控制方案根據(jù)設(shè)計任務(wù)和技術(shù)指標要求，經(jīng)過調(diào)查研究，考慮經(jīng)濟效益和技術(shù)實施的可行性，選擇合理的控制方案。（3）建立系統(tǒng)框圖根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)在機理，畫出系統(tǒng)框圖。（4）進行系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)特性分析計算過程控制系統(tǒng)方案確定后，根據(jù)系統(tǒng)的質(zhì)量指標，應(yīng)用控制理論進行系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)特性分析計算，判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性、過渡特性等。（5）實驗和仿真實驗和仿真是檢驗系統(tǒng)設(shè)計正確與否的重要手段。有些在系統(tǒng)設(shè)計過程中難以考慮的因素，可以在實驗中考慮，同時通過實驗可以檢驗系統(tǒng)設(shè)計的正確性，以及系統(tǒng)的性能。（6）系統(tǒng)投運根據(jù)設(shè)計所選定的控制器的相關(guān)參數(shù)，使整個系統(tǒng)投入運行，觀察其運行狀況。第七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五五、主要內(nèi)容

過程控制系統(tǒng)設(shè)計包括方案設(shè)計、工程設(shè)計、工程安裝和儀表調(diào)校、調(diào)節(jié)器參數(shù)整定等四個主要內(nèi)容。控制方案設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計的核心。若控制方案設(shè)計不正確，則無論選用何種先進的過程控制儀表，其安裝如何細心，都不可能使系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮作用，甚至系統(tǒng)不能運行。

工程設(shè)計是在控制方案正確設(shè)計的基礎(chǔ)上進行的。它包括儀表選型、控制室和儀表盤設(shè)計、儀表供電供氣系統(tǒng)設(shè)計、信號及聯(lián)鎖保護系統(tǒng)設(shè)計等。

過程控制系統(tǒng)的正確安裝是保證系統(tǒng)正常運行的前提。系統(tǒng)安裝完，還要對每臺儀表進行單校和每個控制回路進行聯(lián)校。

在控制方案設(shè)計正確的前提下，調(diào)節(jié)器參數(shù)整定是系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)的重要保證，是過程控制系統(tǒng)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一。第八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五六、若干問題

在進行過程控制系統(tǒng)設(shè)計時，要針對工程實際情況和要求，對下列問題作合理考慮與正確處理。

1．測量信號校正在檢測某些過程參數(shù)時，其測量值往往要受到其他一些參數(shù)的影響，為了保證其測量精度，必須考慮測量信號的校正問題。

2．測量信號噪聲（擾動）的抑制在測量某些參數(shù)時，由于其物理或化學(xué)特性，常常具有隨機波動特性。若測量、變送器的阻尼較小時，其噪聲會疊加于測量信號之上，影響系統(tǒng)的控制質(zhì)量，所以應(yīng)考慮對其加以抑制。

3．對測量信號進行線性處理在檢測某些過程參數(shù)時，測量信號與被測參數(shù)之間成非線性關(guān)系。是否要進行線性化處理，具體問題要作具體分析。

4．系統(tǒng)安全保護對策系統(tǒng)運行的環(huán)境條件是過程控制系統(tǒng)設(shè)計時必須考慮和解決的重要問題。在某些工業(yè)現(xiàn)場的危險環(huán)境條件下，為了提高系統(tǒng)的運行周期，保證系統(tǒng)的正常工作，除了加強日常的維護措施外，進行系統(tǒng)設(shè)計時還必須采取相應(yīng)的安全保護對策。

第九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五◆

請說出控制系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容。

◆

請舉出日常生活中控制系統(tǒng)的應(yīng)用實例。請你做一做第十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五知識點2：單回路控制系統(tǒng)方案設(shè)計

選取被控參數(shù)的一般原則為：

1．選擇對產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量、安全生產(chǎn)、經(jīng)濟運行和環(huán)境保護具有決定性作用的、可直接測量的工藝參數(shù)為被控參數(shù)。

2．當不能用直接參數(shù)作為被控參數(shù)時，應(yīng)該選擇一個與直接參數(shù)有單值函數(shù)關(guān)系的間接參數(shù)作為被控參數(shù)。

3．被控參數(shù)必須具有足夠高的靈敏度。

4．被控參數(shù)的選取，必須考慮工藝過程的合理性和所用儀表的性能。一、被控參數(shù)的選擇第十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五1．過程靜態(tài)特性的分析二、控制參數(shù)的選擇過程控制系統(tǒng)框圖

圖中W（s）為調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)；W0（s）為控制通道的傳遞函數(shù)；Wf（s）為擾動通道的傳遞函數(shù)。并設(shè)（6-1）第十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五1．過程靜態(tài)特性的分析被控量Y（s）對擾動F（s）的閉環(huán)傳遞函數(shù)為（6-2）由于系統(tǒng)是穩(wěn)定的，故在階躍擾動作用下，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)值可應(yīng)用終值定理求得（6-3）

擾動通道靜態(tài)放大系數(shù)Kf愈大，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差也愈大。若靜態(tài)放大系數(shù)很小，這時即使擾動量大，其影響也較小?？刂仆ǖ赖撵o態(tài)放大系數(shù)K0愈大，表示控制作用愈靈敏，克服擾動的能力愈強。但是，最佳控制過程K0與調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)Kc的乘積應(yīng)為一常數(shù)，而Kc是可調(diào)節(jié)的，所以K0的大小可通過調(diào)節(jié)KC來進行補償。因此，在系統(tǒng)設(shè)計（即確定控制參數(shù)）時，要使控制通道的放大系數(shù)K0大于擾動通道的放大系數(shù)Kf。第十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五2．過程動態(tài)特性的分析（6-6）單回路控制系統(tǒng)的特征方程為由式（6-6）可見，由于擾動通道為一個一階慣性環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)特征方程式中增加了一個極點－1/Tf

，即在右圖所示根平面上增加了一個－1/Tf

的附加極點a。隨著時間常數(shù)的增大，極點將向jω軸靠近，而且過渡過程將乘上一個1/Tf

的數(shù)值，使整個過渡過程的幅值減小Tf倍，從而使其超調(diào)量隨著Tf的增大而減小，提高了系統(tǒng)的控制質(zhì)量。（1）過程擾動通道動態(tài)特性的影響復(fù)平面

1）時間常數(shù)Tf的影響

第十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五（6-9）當擾動通道有時延時，在擾動作用下系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為可見其閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母（即特征方程）與式（6-8）相同。所以說擾動通道的時延不影響系統(tǒng)的控制質(zhì)量，僅使系統(tǒng)響應(yīng)曲線y（t）推遲了一個時延。（1）過程擾動通道動態(tài)特性的影響系統(tǒng)框圖

2）時延τf的影響

時延τf的影響如圖所示。

在給定信號X（s）作用下，系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為閉環(huán)系統(tǒng)特征方程為（6-7）（6-8）第十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五（1）過程擾動通道動態(tài)特性的影響液位控制

3）擾動作用點位置擾動引入系統(tǒng)的位置不同，則對被控參數(shù)的影響也不同。如圖所示。圖中3個水箱串聯(lián)工作，為了實現(xiàn)3號水箱水位不變，故設(shè)計圖a控制系統(tǒng)。擾動f1、f2、f3由三處分別引入系統(tǒng)，根據(jù)流程圖畫出其框圖，見圖b。設(shè)三只水箱均為一階慣性環(huán)節(jié)，由前所述，它對擾動起著濾波作用，所以當擾動引入系統(tǒng)的位置離被控參數(shù)愈近時，則對其影響愈大；相反，當擾動離被控參數(shù)愈遠（即離調(diào)節(jié)閥愈近）時，則對其影響愈小。第十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五（2）過程控制通道動態(tài)特性的影響在過程控制系統(tǒng)中，克服擾動對被控參數(shù)的影響均要通過控制通道進行。

1）可控性指標在設(shè)計過程控制系統(tǒng)時，對同一個被控參數(shù)，工藝上往往有幾個可供選擇的變量作為控制參數(shù)。由于選擇的變量不同，構(gòu)成的過程特性也不同，因而控制難易程度也不同。選擇控制參數(shù)的目的是要得到一個好的控制通道。

2）控制通道的影響

由表可見，控制通道中時間常數(shù)大、階數(shù)高、有純時延環(huán)節(jié)都將使過程的可控性指標大為降低。因此可得出如下結(jié)論：在選擇控制參數(shù)時，選擇時間常數(shù)較小、反應(yīng)靈敏、純時延小的通道作為控制通道。不同過程特性的Kmax、ωC和KmaxωC值

第十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五（2）過程控制通道動態(tài)特性的影響在過程控制系統(tǒng)中，克服擾動對被控參數(shù)的影響均要通過控制通道進行。

3）過程時間常數(shù)的匹配在實際生產(chǎn)過程中，被控過程可能是由多個一階環(huán)節(jié)串聯(lián)而成的，設(shè)廣義過程的傳遞函數(shù)為不同時間常數(shù)對控制質(zhì)量的影晌

第十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五3．根據(jù)過程特性選擇控制參數(shù)的一般原則

1）選擇過程控制通道的放大系數(shù)K0要適當大一些；時間常數(shù)T0要適當小一些；純時延τ0愈小愈好，在有純時延τ0的情況下，τ0與T0之比應(yīng)小一些（小于1），若其比值過大，則不利于控制。

2）選擇過程擾動通道的放大系數(shù)Kf要盡可能??；時間常數(shù)Tf要大；擾動引入系統(tǒng)的位置要遠離控制過程（即靠近調(diào)節(jié)閥）；容量時延愈大，則有利于控制。

3）廣義過程（包括調(diào)節(jié)閥和測量變送器）由幾個一階環(huán)節(jié)組成，在選擇控制參數(shù)時，應(yīng)盡量設(shè)法把幾個時間常數(shù)錯開，使其中一個時間常數(shù)比其他時間常數(shù)大得多，同時注意減小第二、第三個時間常數(shù)。

4）注意工藝操作的合理性、經(jīng)濟性。第十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五

測量變送環(huán)節(jié)對被控參數(shù)作正確測量，并將它轉(zhuǎn)換成標準統(tǒng)一信號（0.02～0.1MPa或0～10mADC，或4～20mADC）輸出到調(diào)節(jié)器或指示記錄儀。三、測量變送問題Tm引起的動態(tài)誤差a）y為階躍信號b）y為線性信號c）y為周期信號第二十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五三、測量變送問題1．信號濾波在有些工業(yè)生產(chǎn)過程中，例如用差壓式流量變送器測量流量，有些容器的液位會有劇烈波動，引起測量變送器的輸出波動不息；又如用彈性壓力表測量脈動壓力時，會使儀表指針跳動不停等，這些都是隨機干擾，或稱噪聲，對此必須進行濾波。2．信號處理

測量信號的處理包括線性化和開平方等。3．純時延問題

在過程控制中，測量溫度、成分等被控參數(shù)時，由于測量元件安裝位置不當及測量儀表本身不可避免地產(chǎn)生純時延，為消除對系統(tǒng)性能指標的可能影響，可專門設(shè)計某種補償環(huán)節(jié)，以改善其控制品質(zhì)。第二十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五三、測量變送問題4．測量時延問題

測量時延主要是由測量元件本身的特性引起的。在工程上，把微分單元置于調(diào)節(jié)器之后，就具有變動給定值時加強其動態(tài)響應(yīng)的作用，較快地達到跟蹤的目的。5．信號傳送時延問題

這主要是指氣動單元組合儀表中，氣壓信號在管路中的傳送時延。氣動傳輸曾道的特性參數(shù)第二十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五四、執(zhí)行器的選擇調(diào)節(jié)閥是過程控制系統(tǒng)的一個重要組成部分，其特性好壞對控制質(zhì)量的影響是很大的。由于其結(jié)構(gòu)較簡單又較粗糙，所以往往不被人們所重視。實踐證明，在過程控制系統(tǒng)設(shè)計中，若調(diào)節(jié)閥特性選用不當，閥門動作不靈活，口徑大小不合適，都會嚴重影響控制質(zhì)量。所以，在系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過程的特點、被控介質(zhì)的情況（如高溫、高壓、劇毒、易燃易爆、易結(jié)晶、強腐蝕、高粘度等）、安全運行和推力等，選用氣動執(zhí)行器或電動執(zhí)行器。按生產(chǎn)安全原則，選取氣開或氣關(guān)式。根據(jù)被控過程的特性、負荷變化的情況以及調(diào)節(jié)閥在管道中的安裝方式等，選擇適當?shù)牧髁刻匦?。在過程控制中，使用最多的是氣動執(zhí)行器，其次是電動執(zhí)行器。第二十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五五、控制器控制規(guī)律的選擇1．對象特性對控制規(guī)律的影響

1）廣義對象控制通道時間常數(shù)較大或容量遲延較大時，應(yīng)引入微分動作。如工藝容許有殘差，可選用比例微分控制規(guī)律；如工藝要求無殘差時，則選用比例積分微分控制規(guī)律，如溫度、成分、PH值控制等。

2）當廣義對象控制通道時間常數(shù)較小，負荷變化也不大，而工藝要求無殘差時，可選擇比例積分控制規(guī)律，如管道壓力和流量的控制。

3）廣義對象控制通道時間常數(shù)較小，負荷變化較小，工藝要求不高時，可選擇比例控制規(guī)律，如貯罐壓力、液位的控制。

4）當廣義對象控制通道時間常數(shù)或容量遲延很大，負荷變化亦很大時，簡單控制系統(tǒng)已不能滿足要求，應(yīng)設(shè)計復(fù)雜控制系統(tǒng)。第二十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五2．控制器控制規(guī)律的選擇（1）依據(jù)對象特征參數(shù)選擇

可根據(jù)對象的時延時間和對象自衡時間常數(shù)的比值選擇控制器的控制規(guī)律：

1）<0.2時，選擇比例或比例積分控制器；

2）當0.2<≤0.1時，選擇比例微分或比例積分微分控制器；

3）當>1.0時，采用簡單控制系統(tǒng)往往不能滿足控制要求，應(yīng)選用如串級、前饋、預(yù)估控制等復(fù)雜控制系統(tǒng)。第二十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五2．控制器控制規(guī)律的選擇（2）依據(jù)過程特性選擇根據(jù)過程的特性和控制器的控制特征確定控制規(guī)律。

1）比例控制器適用于過程通道容量較大，純延時時間較小，負荷變化不大，工藝要求不高的場合。一般情況下控制質(zhì)量較高，有余差的場合都可以使用，其適用范圍比較廣。

2）比例積分控制器適用于過程容量較小，負荷變化較大，工藝要求無余差的場合。過程的時延時間較大時不能選擇比例積分控制器，否則容易引起系統(tǒng)振蕩。

3）比例微分控制器適用于過程容量較大，有時延的場合。對于過程擾動頻繁的系統(tǒng)，微分作用可導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩。

4）比例積分微分控制器是一種理想的控制器，適用于不同的過程特性。當要求控制質(zhì)量較高時，可選用比例積分微分控制器。第二十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五六、調(diào)節(jié)器正、反作用的確定1．廣義過程的正、反作用的確定（1）對象的正反作用形式對象正作用：對象的輸入量增加（或減少），其輸出量亦增加（或減少），K0＞0對象反作用：對象的輸入量增加（或減少），其輸出量減少（或增加），K0＜0

（2）執(zhí)行器正負作用形式執(zhí)行器正作用：執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）是氣關(guān)式，KV＜0。執(zhí)行器反作用：執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）是氣開式，KV＞0，

（3）控制器的正、反作用形式控制器正作用：測量值增加（或減少），其輸出量亦增加（或減少），KC＞0?？刂破鞣醋饔茫簻y量值增加（或減少），其輸出量減少（或增加），Kc＜0。

（4）變送器的作用形式變送器的靜態(tài)放大系數(shù)通常為正，即Kmc＞0。第二十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五六、調(diào)節(jié)器正、反作用的確定2．控制器作用形式的確定（1）確定原則過程內(nèi)部各個環(huán)節(jié)的靜態(tài)系數(shù)相乘為負。即KmK0KVKC<0，計算KC正反作用形式。（2）控制器正、反作用形式確定的步驟

①根據(jù)工藝安全確定執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）的氣開、氣關(guān)形式，從而確定KV；②根據(jù)過程特性確定對象的正反形式，確定K0；③根據(jù)確定原則確定控制器的正、反作用形式。第二十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五◆

控制系統(tǒng)的方案設(shè)計包括哪些內(nèi)容，哪些內(nèi)容在前幾個情境中已經(jīng)介紹過？◆

右圖為取暖鍋爐液位的控制方案。（1）確定什么是被控量、控制量、干擾？（2）分析控制過程？◆

過程檢測與控制實訓(xùn)裝置可設(shè)計哪些單回路控制系統(tǒng)，被控量和控制量如何選擇，調(diào)節(jié)器選擇什么樣的控制規(guī)律？◆

請完成過程檢測與控制實訓(xùn)裝置中的一個管道流量單回路控制系統(tǒng)的設(shè)計。思考與訓(xùn)練第二十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五學(xué)習(xí)情境十二單回路檢測控制系統(tǒng)設(shè)計與投運

任務(wù)一

單回路控制系統(tǒng)綜合設(shè)計任務(wù)二單回路控制系統(tǒng)的投運與故障分析處理

下篇控制儀表第三十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五任務(wù)引領(lǐng)：過程控制系統(tǒng)的方案設(shè)計、控制儀表選型和安裝調(diào)試就緒后，或者經(jīng)過停車檢修后，將過程控制系統(tǒng)重新投入到生產(chǎn)過程中運行，稱為系統(tǒng)投運。為使過程控制系統(tǒng)能順利投入運行，投運前必須做好準備工作。在控制系統(tǒng)投運一個時期之后，可能會出現(xiàn)各種各樣的問題，這時需要從工藝和儀表兩方面查找原因。通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)，掌握控制系統(tǒng)的正確投運方法和故障分析方法。任務(wù)二單回路控制系統(tǒng)的投運與故障處理第三十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五系統(tǒng)投運需要注意哪些問題？系統(tǒng)投運過程中常見故障及處理措施？思考問題第三十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五知識點1：單回路控制系統(tǒng)的投運準備工作大體包括：在熟悉生產(chǎn)工藝流程和控制方案的前提下，應(yīng)對檢測變送器、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、供電、供氣、聯(lián)接管線等以及其他裝置進行全面而細致的檢查，它們的連接極性是否正確，儀表量程設(shè)置是否合理，儀表的相應(yīng)開關(guān)是否置于規(guī)定位置上，儀表的精度是否滿足設(shè)計要求等。其次，在組成系統(tǒng)的各臺儀表進行單獨調(diào)校的基礎(chǔ)上，再對系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào)，觀察其工作是否正常。一、控制系統(tǒng)的投運經(jīng)過控制系統(tǒng)的設(shè)計、儀表調(diào)校、安裝后的新建控制系統(tǒng)，以及經(jīng)過改造或檢修的控制系統(tǒng)，都應(yīng)該按照下述步驟做好系統(tǒng)投運的全面準備工作，才能將控制系統(tǒng)投入運行，有希望獲得要求的控制品質(zhì)。1．準備工作第三十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五檢查全部電氣線路，核實是否符合施工圖樣要求。不允許有錯接、漏接和虛接的現(xiàn)象存在，特別注意各種不同地線的連接是否符合規(guī)定，對地電阻是否符合要求。保證所有連接點接觸良好無誤。檢查傳送電力及信號的管線是否符合設(shè)計要求、布局是否合理，檢查空氣、蒸汽及水管等管路有無錯接、漏接、泄漏和堵塞等現(xiàn)象，如有疑問必須經(jīng)過必要的驗證核實。一、控制系統(tǒng)的投運2．線路和管路核查（1）傳感器與變送器：檢查二者是否匹配并符合設(shè)計要求，其安裝位置是否適宜；還要對變送器的零點和量程進行校驗和調(diào)整。3．儀表的調(diào)整和校驗第三十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五一、控制系統(tǒng)的投運（2）控制器：檢查控制器的各開關(guān)位置是否正確、各個調(diào)整旋鈕或按鍵功能是否正常；檢查輸入輸出信號是否在規(guī)定的標準信號范圍內(nèi)；根據(jù)輸入信號的極性，檢查與執(zhí)行器的動作方向是否對應(yīng)；通過手動/自動切換開關(guān)，檢查自動跟蹤信號是否接入，手動操作時控制器輸出是否為跟蹤手操信號，手動/自動切換是否無擾動。（3）執(zhí)行器：檢查其動作方向與閥位指示是否一致；其動作范圍與輸入信號是否一致；閥位反饋信號是否起到負反饋作用。各項都應(yīng)該調(diào)整核實。（4）控制閥：檢查閥桿位移與控制器的輸出是否符合規(guī)定的特性關(guān)系；閥桿移動時有無卡澀、松動或漏氣現(xiàn)象，更不允許有間隙存在。（5）閥門定位器：當閥桿移動時，檢查反饋連桿與反饋凸輪運動方向是否符合規(guī)定；經(jīng)放大后的輸出信號推動閥桿是否靈敏有力，有無阻滯現(xiàn)象。（6）綜合檢查：