單回路控制系統(tǒng)

過程控制

ProcessControl

上篇過程控制系統(tǒng)第3章單回路控制系統(tǒng)本章要點

單回路控制系統(tǒng)的組成

單回路控制系統(tǒng)的設計

測控儀表的選擇

調節(jié)器參數(shù)的整定

設計應用實例本章學習目標

了解單回路控制系統(tǒng)的基本構成及設計方法

理解被控過程特性對控制質量的影響，掌握被控參數(shù)及控制參數(shù)的設計原則

掌握調節(jié)規(guī)律對控制質量的影響及選擇方法

掌握調節(jié)器正反作用方式的選擇方法

熟悉執(zhí)行器的選擇方法及注意事項

理解調節(jié)器參數(shù)的工程整定方法第3章單回路控制系統(tǒng)3.1單回路控制系統(tǒng)概述3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計3.3單回路控制系統(tǒng)的調試3.4常見控制系統(tǒng)分析3.5單回路控制系統(tǒng)設計實例3.1單回路控制系統(tǒng)概述

第3章單回路控制系統(tǒng)3.1單回路控制系統(tǒng)概述3.1.1單回路控制系統(tǒng)的構成3.1.2控制系統(tǒng)的工程表示

單回路控制系統(tǒng)是指只有一個測量變送器、一個調節(jié)器、一個調節(jié)閥連同被控過程，對一個被控參數(shù)進行控制的反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。特點：結構簡單、投資少、易于調整和投運，能夠滿足一般工業(yè)生產過程的控制要求，因此應用十分廣泛（80%以上），尤其適用于被控過程的純時延和慣性小，負荷和擾動變化比較平緩，或者對被控質量要求不太高的場合。單回路控制系統(tǒng)是復雜控制系統(tǒng)的基礎。3.1概述

第3章單回路控制系統(tǒng)3.1單回路控制系統(tǒng)概述

對于過程控制系統(tǒng)設計和應用來說，控制方案的設計和調節(jié)器參數(shù)的整定是其中兩個重要內容。如果控制方案設計不正確，僅憑調節(jié)器參數(shù)的整定是不可能獲得較好的控制質量的；若控制方案很好，但是調節(jié)器參數(shù)整定不合適，也不能使系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.1單回路控制系統(tǒng)概述3.1.1單回路控制系統(tǒng)的構成單回路控制系統(tǒng)示例

液位控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)

壓力控制系統(tǒng)

第3章單回路控制系統(tǒng)3.1單回路控制系統(tǒng)概述3.1.2控制系統(tǒng)的工程表示工藝控制系統(tǒng)流程圖（管道儀表流程圖）：

液位控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)

壓力控制系統(tǒng)

第3章單回路控制系統(tǒng)3.1單回路控制系統(tǒng)概述帶測控點工藝流程圖是自控設計的文字代號、圖形符號在工藝流程圖上描述生產過程控制的原理圖，是控制系統(tǒng)設計、施工中采用的一種圖示形式。國家行業(yè)標準HG20505-92過程檢測和控制系統(tǒng)用文字代號和圖形符號

第3章單回路控制系統(tǒng)3.1單回路控制系統(tǒng)概述一些常用的圖形符號和文字代號1．圖形符號過程檢測和控制系統(tǒng)圖形符號包括測量點、連接線(引線、信號線)和儀表圓圈等。⑴測量點⑵連接線⑶儀表常規(guī)儀表圖形符號是直徑為12mm(或10mm)的細實線圓圈。⑷執(zhí)行器執(zhí)行器的圖形符號是由執(zhí)行機構和調節(jié)機構的圖形符號組合而成的。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.1單回路控制系統(tǒng)概述2．儀表位號在檢測控制系統(tǒng)中，構成回路的每個儀表(或元件)都用儀表位號來標識。儀表位號由字母代號組合和回路編號兩部分組成.首字母表示被控變量，后繼字母表示儀表的功能。回路的編號由工序號和順序號組成，一般用3-5位阿拉伯數(shù)字表示。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.1單回路控制系統(tǒng)概述

表3.1過程檢測和控制流程圖所用字母代號及其含義

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計3.2.1被控參數(shù)的選擇3.2.2控制參數(shù)的選擇3.2.3被控參數(shù)的測量與變送3.2.4執(zhí)行器的選擇3.2.5調節(jié)器控制規(guī)律的選擇3.2.6調節(jié)器正、反作用的確定

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計3.2.1被控參數(shù)的選擇根據工藝要求選擇被控參數(shù)，是系統(tǒng)設計中的重要內容。選取被控參數(shù)的一般原則：⑴選擇對產品的產量和質量、安全生產、經濟運行和環(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)。⑵當不能用直接參數(shù)作為被控參數(shù)時，應選擇一個與直接參數(shù)有單值函數(shù)關系的間接參數(shù)作為被控參數(shù)。⑶被控參數(shù)必須具有足夠高的靈敏度。⑷被控參數(shù)的選取，還必須考慮工藝過程的合理性和國內外儀表生產的現(xiàn)狀。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

3.2.2控制參數(shù)的選擇1.干擾通道特性對控制質量的影響⑴放大倍數(shù)Kf的影響設則單位階躍擾動干擾通道Kf越大，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差越大，被控參數(shù)偏離給定值越大。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

⑵時間常數(shù)Tf的影響為了研究問題的方便，令各環(huán)節(jié)放大倍數(shù)均為1，則系統(tǒng)的特征方程為

干擾通道為一階慣性環(huán)節(jié)與其為放大環(huán)節(jié)相比，增加了一個附加極點-1/Tf。除了會影響過渡過程時間外，還會影響過渡過程的幅值，使其縮小Tf倍。這樣過渡過程的最大動態(tài)偏差也將隨之減小，這對提高系統(tǒng)的品質是有利的。而且，隨著Tf的增大，控制過程的品質也會提高。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

當干擾通道為一階慣性環(huán)節(jié)時，相當于一個低通濾波器，其轉折頻率為1/Tf。Tf越大，轉折頻率越小，該環(huán)節(jié)所起的濾波作用越強。由于干擾作用在影響被控參數(shù)時，受到自身通道的濾波作用，其對被控參數(shù)的影響程度就大為縮小，因而系統(tǒng)的質量會提高，且隨著時間常數(shù)Tf的增大，所起的濾波作用越強，系統(tǒng)的質量越高。一階慣性環(huán)節(jié)的頻率特性分析：

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

干擾通道時間常數(shù)越大，個數(shù)越多，或者說干擾進入系統(tǒng)的位置越遠離被控參數(shù)而靠近調節(jié)閥，干擾對被控參數(shù)的影響就越小，系統(tǒng)的控制質量就越高.干擾進入系統(tǒng)的位置不同，對被控參數(shù)的影響也不同。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計⑶純滯后τf的影響當干擾通道無純滯后時

干擾通道的純滯后τf，使干擾對被控參數(shù)的影響推遲了時間τf，因而控制作用也推遲了時間τf，使整個過渡過程曲線推遲了時間τf。只要控制通道不存在純滯后，就不會影響控制質量。則當干擾通道有純滯后τf時

滯后定理

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

2.控制通道特性對控制質量的影響⑴放大倍數(shù)K0的影響即對于線性系統(tǒng)，在一定穩(wěn)定性前提下，系統(tǒng)的控制質量與控制通道放大倍數(shù)無關。放大倍數(shù)對控制質量的影響要從靜態(tài)和動態(tài)兩個方面進行分析。靜態(tài)分析在一定的穩(wěn)定程度（即一定的衰減比）情況下，系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)是一個常數(shù)。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

從控制角度分析K0越大，則表明控制參數(shù)對被控參數(shù)的影響越大，克服干擾影響更為有效。在相同衰減比情況下，K0Kp=常數(shù)，當K0越大時，Kp則越小，而Kp小則比例度δ大。在調節(jié)器參數(shù)整定時，δ大比較容易調整，反之則不易調整。從控制的有效性及調節(jié)器參數(shù)易調整性來考慮，希望控制通道放大倍數(shù)K0越大越好。但是，如果K0過大，會引起控制通道過于靈敏，使控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

⑵時間常數(shù)T0的影響

T0越大，系統(tǒng)的控制質量越差，太小則穩(wěn)定性下降，系統(tǒng)質量也變差。大小應該適中。調節(jié)器的控制作用，是通過控制通道施加于被控對象去影響被控參數(shù)的?？刂仆ǖ罆r間常數(shù)T0的大小反映了控制作用的強弱，反映了調節(jié)器的校正作用克服擾動對被控參數(shù)影響的快慢。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

⑶純滯后τ0和容量滯后τc的影響

控制通道的純滯后會使系統(tǒng)的動態(tài)偏差增大，超調量增加，最終導致控制質量下降?？刂仆ǖ兰儨螃?產生的原因信號傳輸滯后信號的測量變送滯后執(zhí)行器的動作滯后A、B——調節(jié)器校正作用；D、E——被控參數(shù)變化曲線；C——干擾變化曲線.純滯后的影響示意圖在選擇控制參數(shù)時，應使對象控制通道的純滯后τ0盡可能小。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

當τ0/T0≤0.3時，系統(tǒng)比較容易控制；當τ0/T0＞0.5時，系統(tǒng)則較難控制，需要采取特殊措施，如當τ0難以減小時，可設法增加T0以減小τ0/T0的比值，否則很難收到良好的控制效果。在過程控制中，通常用τ0/T0的大小作為反映過程控制難易程度的一種指標。一般認為控制通道的容量滯后τc同樣會造成控制作用不及時，使控制質量下降。但是τc的影響比純滯后τ0對系統(tǒng)的影響緩和。另外，若引入微分作用，可克服τc對控制質量的影響。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

⑷控制通道時間常數(shù)匹配的影響

時間常數(shù)相差越大，臨界穩(wěn)定增益越大，系統(tǒng)開環(huán)增益就允許增大得越多，因而對系統(tǒng)的控制質量就越有利。所以，選擇控制參數(shù)時，應將時間常數(shù)盡量錯開。在實際生產過程中，廣義被控對象可近似看成由多個一階慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)而成，假設廣義對象的傳遞函數(shù)為則相應的臨界穩(wěn)定增益KK為

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

選擇控制參數(shù)的一般原則：⑴所選的控制參數(shù)必須是可控的。⑵控制通道的放大倍數(shù)K0要適當大一些；時間常數(shù)T0要適當小，但不宜過??；純滯后τ0越小越好，在有純滯后τ0的情況下，τ0/T0一般應小于0.3，若其比值過大，則不利于控制。⑶干擾通道的放大倍數(shù)Kf應盡可能小；時間常數(shù)Tf應盡可能大，容量數(shù)盡可能多；干擾進入系統(tǒng)的位置盡可能遠離被控參數(shù)而靠近調節(jié)閥。⑷廣義被控對象由幾個一階慣性環(huán)節(jié)組成，應盡量設法把幾個時間常數(shù)錯開，使其中一個時間常數(shù)比其他時間常數(shù)大得多，以便盡可能提高系統(tǒng)的可控性。⑸在選擇控制參數(shù)時還需考慮到工藝的合理性、經濟性。一般來說，生產負荷直接關系到產品的產量，不宜經常變動，在不是十分必要的情況下，不宜選擇生產負荷作為控制參數(shù)。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

3.2.3被控參數(shù)的測量與變送1.檢測儀表性能的影響⑴放大倍數(shù)Km的影響測量變送環(huán)節(jié)的特性通?？捎靡浑A慣性時延環(huán)節(jié)來描述

Km與變送器的量程有關，量程小則Km大。作為廣義對象的一部分，

Km本身不影響控制系統(tǒng)的性能指標。然而．當變送器精度等級一定時，量程小，有利于減小顯示誤差。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

⑵時間常數(shù)Tm的影響

若Tm較大，則會使被控參數(shù)的測量值與實際值之間產生較大的動態(tài)誤差，從而對系統(tǒng)的控制質量產生不利的影響。流量、壓力、液位——Tm較??；溫度——Tm較大。測量滯后的補償

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計⑶滯后時間τm的影響

測量變送環(huán)節(jié)是廣義對象的一部分，其純滯后τm對控制質量的影響與控制通道純滯后對控制質量的影響相同，減小它對控制系統(tǒng)有利。τm的產生的原因檢測儀表本身不連續(xù)輸出安裝位置不合適溫度和物性參數(shù)的測量很容易引入純滯后，而且一般都比較大。流量參數(shù)的測量純滯后一般都比較小。純滯后的補償措施補償環(huán)節(jié)的特性為注意：微分作用對于克服純滯后無能為力。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

2.測量信號的處理⑴測量信號的濾波

實際應用中通常需要對含有噪聲的測量信號進行濾波處理。通?？刹捎媚M濾波，如用RC電路。對于計算機控制，可采用數(shù)字濾波。采用高通濾波器可濾除低頻干擾信號；采用低通濾波器可濾除高頻干擾信號；對于跳變脈沖干擾信號，應采用剔除跳變信號的措施等。⑵測量信號的線性化當變送器輸出信號與工藝控制指標之間成非線性關系時，為了使廣義對象具有一定的線性，需要對測量參數(shù)作線性化處理。如：節(jié)流式流量計——；熱電偶——

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

3.安裝使用條件

安裝條件必須符合相應檢測儀表的具體要求。例如：流量測量儀表通常有對前后管道的直管段的要求、節(jié)流裝置流向的要求；測溫元件在被測介質中對插入深度的要求；差壓變送器導壓管內液體高度應該相等的要求等。

實際使用時，儀表的工作參數(shù)應該符合儀表的設計參數(shù)。例如，氣體流量測量時的實際工作溫度和壓力應該與設計值相等，如果偏離較大將產生較大的附加誤差，必要時需要進行校正。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

3.2.4執(zhí)行器的選擇1.調節(jié)閥結構形式的選擇調節(jié)閥有直通單座、直通雙座、角形、高壓、三通、蝶閥和隔膜閥等不同結構形式，各有特點，要根據生產過程的不同需要和控制系統(tǒng)的不同特點來進行選擇。

在選用時，要注意：⑴工藝介質的種類，腐蝕性和粘性。⑵流體介質的溫度、壓力、比重。⑶流經閥的最大、最小流量，正常流量以及正常流量時閥上的壓降。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

2.調節(jié)閥口徑大小的選擇調節(jié)閥口徑大小決定著控制介質流過它的能力，它直接影響工藝生產的正常進行、控制質量以及生產的經濟效益。

調節(jié)閥口徑的具體大小通過計算調節(jié)閥流通能力的大小來決定。調節(jié)閥流通能力必須滿足生產控制的要求并留有一定的余地。調節(jié)閥口徑的選擇應大小適中，并留有一定余地，以適應增加生產的需要。在正常工況下一般要求調節(jié)閥開度處于15~85%之間。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

3.調節(jié)閥氣開、氣關形式的選擇氣開閥——當無壓力信號時閥全關，隨著膜頭輸入壓力信號的增大，閥門逐漸開大。氣關閥——當無壓力信號時閥全開，隨著膜頭輸入壓力信號的增大，閥門逐漸關小。

對于一個具體的控制系統(tǒng)來說，究竟選氣開閥還是氣關閥，要由具體的生產工藝來決定。(a)氣關式(b)氣開式(c)氣開式(d)氣關式

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

調節(jié)閥氣開、氣關形式的選擇原則：

⑴首先要從生產安全出發(fā)。⑵從保證產品質量出發(fā)。⑶從降低原料、成品、動力損耗來考慮。⑷從介質的特點考慮。由于工藝要求不一，對于同一個調節(jié)閥可能有兩種不同的選擇結果。在這種情況下就要分清主要矛盾和次要矛盾，權衡利敝，按主要矛盾來進行選擇。某些生產工藝對調節(jié)閥的開閉形式的選擇沒有嚴格的要求。在這種情況下，可以根據操作習慣和方便、統(tǒng)一的原則來選擇調節(jié)閥的氣開、氣關形式。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

4.調節(jié)閥流量特性的選擇

國產調節(jié)閥流量特性直線特性——常用等百分比（或對數(shù)）特性——常用快開特性——適于雙位和程序控制

調節(jié)閥流量特性——流過調節(jié)閥的流體的相對流量與調節(jié)閥相對開度之間的關系，即1——直線2——等百分比3——快開4——拋物線01001003.3l/L(%)Q/Qmax(%)1234①直線流量特性

調節(jié)閥的相對流量與相對開度成線性關系，即特點：直線流量特性調節(jié)閥在小開度工作時，其相對流量的變化大，靈敏度高，控制作用強，易引起超調，產生振蕩；而在大開度工作時，其相對流量的變化小，靈敏度低，控制作用弱，會造成控制作用不夠及時。因而不宜用于負荷變化大的過程。第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計②對數(shù)（等百分比）流量特性

特點：等百分比流量特性的調節(jié)閥，其放大系數(shù)隨行程增大而增大。在小流量時，流量變化的絕對值小；在大流量時，流量變化的絕對值大。所以它在小流量時工作較平穩(wěn)，在大流量時工作較靈敏，適用于負荷變化較大的過程。調節(jié)閥單位相對行程的變化所引起的相對流量變化與該點的相對流量值成正比，或者說調節(jié)閥桿的行程增加同樣值時，流量特性按等百分比增加，即

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計在行程比較小時流量比較大，隨著行程的增加，流量很快就達到最大，因而稱為快開特性。其數(shù)學表達式為

特點：快開流量特性的調節(jié)閥主要用于位式控制。

③快開流量特性第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

特點：它介于直線流量特性與等百分比流量特性的曲線之間，通?？捎玫劝俜直攘髁刻匦詠泶?。

④拋物線流量特性調節(jié)閥單位相對行程的變化所引起的相對流量變化與該點的相對流量值的平方根成正比，其數(shù)學表達式為第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計流量特性的選擇方法：數(shù)學分析法；經驗法①從改善系統(tǒng)控制質量考慮

常數(shù)

當對象的Ko為線性時，應選擇直線特性的調節(jié)閥，否則就選擇等百分比特性的調節(jié)閥。1230輸入輸出1——對象靜特性2——調節(jié)閥流量特性3——補償后的特性第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計②從配管狀況（S值大?。┛紤]

首先應根據系統(tǒng)的特點來選擇工作流量特性，然后再考慮工藝配管狀況來選擇相應的理想流量特性。第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計表3.2配管狀況與閥工作流量特性關系表3.3調節(jié)閥理想流量特性選擇原則

③綜合考慮其他因素當所選用的調節(jié)閥有可能經常在小開度下工作時，為使調節(jié)過程平穩(wěn)宜選用等百分比理想流量特性。因為直線特性調節(jié)閥在小開度情況下，流量變化率很大，不宜進行微調。當控制系統(tǒng)預計到負荷變化幅度較大時，宜選用等百分比理想流量特性。這是因為等百分比調節(jié)閥的放大系數(shù)是隨閥芯位移的變化而變化的，其流量變化率恒定，所以能適應負荷的變化。當流體介質中含有較多固體懸浮物時，可以考慮選用直線理想流量特性，因為這種流量特性的閥，它的閥芯曲面形狀相對較瘦，在調節(jié)閥小開度工作時，閥芯不易被卡死。第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

5.閥門定位器的選用

閥門定位器的主要作用：閥門定位器是調節(jié)閥的一種輔加裝置，與調節(jié)閥配套使用，有電氣閥門定位器和氣動閥門定位器之分。⑴實現(xiàn)準確定位⑵改善調節(jié)閥的動態(tài)特性⑶改變調節(jié)閥的流量特性⑷實現(xiàn)分程控制注意:在一些反應迅速的過程中，例如流量和液體壓力控制系統(tǒng)中，使用閥門定位器容易引起振蕩，因而在這些場合不宜采用。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

3.2.5調節(jié)器控制規(guī)律的選擇調節(jié)器的控制規(guī)律也稱調節(jié)規(guī)律，是指調節(jié)器的輸出信號u與輸入信號e之間隨時間變化的規(guī)律。其基本控制規(guī)律有位式、比例（P）、積分（I）、微分（D）及其組合。在工程實際中，應用最為廣泛的調節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分和微分控制規(guī)律，簡稱PID。PID的優(yōu)點：原理簡單使用方便魯棒性強（對過程變化不敏感）適應性廣（應用面寬）

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

1.雙位控制目前所采用的調節(jié)器中，最古老、最簡單的控制規(guī)律就是雙位控制，即調節(jié)器的輸出只有兩個值。

當測量值大于（或小于）給定值，即偏差信號e大于零（或小于零）時，調節(jié)器的輸出信號為最大值；反之，調節(jié)器的輸出信號為最小值。相應的調節(jié)閥也只有全開或全關兩個極限位置。理想雙位控制的數(shù)學表達式為

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

溫度雙位控制系統(tǒng)

理想的雙位輸出特性實際的雙位輸出特性執(zhí)行器（如繼電器、電磁閥等）的動作過于頻繁，磨損嚴重，易于損壞。輸出特性有一個滯環(huán)，可避免控制器和執(zhí)行器的頻繁動作。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

實際溫度雙位控制的過渡過程

斷續(xù)控制作用下的等幅振蕩過程.品質指標：振幅—θmax-θmin周期—T

一般設計原則：滿足振幅在允許范圍內的條件下，盡可能使周期最長。對象有純滯后時的雙位控制過程曲線雙位調節(jié)器結構簡單，價格低廉，容易實現(xiàn)。適用于時間常數(shù)較大、負荷變化較小、純滯后較小的單容對象，且工藝允許被控參數(shù)在一定范圍內波動的場合。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計2.比例（P）控制調節(jié)器的輸出信號u與輸入偏差信號e成比例關系⑴比例調節(jié)的動作規(guī)律傳遞函數(shù)P調節(jié)的階躍響應曲線比例增益KP+反作用-正作用—工作點工業(yè)調節(jié)器中，比例作用習慣使用比例度（或稱比例帶）來刻度。比例度——調節(jié)器輸入的相對變化量與輸出的相對變化量之比的百分數(shù)，其表達式為

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計若調節(jié)器的輸出、輸入信號范圍相同，則比例度δ與放大倍數(shù)Kp的關系為δ代表使調節(jié)閥開度改變100%即從全關到全開時所需要的被控參數(shù)的變化范圍。只有當被控參數(shù)處在這個范圍以內，調節(jié)閥的開度變化才與偏差成比例。超出這個范圍，調節(jié)閥處于全開或全關狀態(tài)，此時，調節(jié)器就失去了控制作用。

則比例度δ的物理意義：

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計①比例調節(jié)動作快，克服干擾能力強。②比例調節(jié)是一種有差調節(jié)。③比例調節(jié)系統(tǒng)的靜差隨比例度的增大而增大。④減小比例度δ，不僅可以減小系統(tǒng)的靜差，而且還可以降低系統(tǒng)的慣性，加快系統(tǒng)的響應速度。⑵比例調節(jié)的特點

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計⑶比例度對調節(jié)過程的影響在基本控制規(guī)律中，比例作用是最基本、最主要也是應用最普遍的控制規(guī)律。它適用于負荷變化小，對象純滯后不大，時間常數(shù)較大而又允許有靜差的控制系統(tǒng)中，常用在塔和儲罐的液位控制以及一些要求不高的壓力控制中。比例度的參考選取范圍：溫度控制系統(tǒng)為20%～60%壓力控制系統(tǒng)為30%～70%流量控制系統(tǒng)為40%～100%液位控制系統(tǒng)為20%～80%

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計3.積分（I）控制調節(jié)器輸出信號的變化量與偏差信號e隨時間的積分成正比（1）積分調節(jié)的動作規(guī)律傳遞函數(shù)積分調節(jié)器的動態(tài)特性—工作點—積分時間

I——浮動調節(jié)

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計①積分調節(jié)是一種無差調節(jié)。采用積分調節(jié)可以提高系統(tǒng)的無差度，也即提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)控制精度。②與P調節(jié)相比，積分調節(jié)的過渡過程比較緩慢，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，這是積分調節(jié)的最大缺陷。③減小積分時間，雖然在一定程度上可以提高系統(tǒng)的響應速度，但卻會加劇系統(tǒng)的不穩(wěn)定程度。（2）積分調節(jié)的特點

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計（3）積分時間Ti對調節(jié)過程的影響

Ti對I調節(jié)過程的影響衰減率Ψ=0.75P與I調節(jié)過程的比較積分調節(jié)雖然可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)控制精度，但對系統(tǒng)動態(tài)品質的不利影響居多。因此，在工程實際中，一般很少單獨采用積分調節(jié)規(guī)律，往往將I調節(jié)和P調節(jié)結合起來，構成比例積分（PI）調節(jié)。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計4.比例積分（PI）控制（1）比例積分調節(jié)的動作規(guī)律傳遞函數(shù)或PI調節(jié)綜合了P、I兩種調節(jié)的優(yōu)點，利用P調節(jié)快速抵消干擾的影響，同時利用I調節(jié)消除靜差。PI調節(jié)器P---主導作用I---輔助作用

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計（2）比例積分調節(jié)的特點①無差調節(jié)。②PI調節(jié)是在P調節(jié)的基礎上引入I，雖可消除靜差，但卻降低原有系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，為了保持控制系統(tǒng)原來的衰減率，PI調節(jié)器比例度必須適當加大.③只要偏差存在，積分作用就一直進行，對于時間滯后大的對象，會出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象。④PI調節(jié)器適用于對象純滯后不大，時間常數(shù)也不大，而又不允許被控參數(shù)有靜差的場合。Ti對PI調節(jié)過程的影響

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計比例積分調節(jié)的適用場合及參數(shù)選擇由于比例積分調節(jié)器既有比例調節(jié)器響應及時的優(yōu)點，又能消除靜差，因此適用范圍比較廣，大多數(shù)控制系統(tǒng)都能使用。積分時間應該根據不同的對象特性加以選擇，一般情況下，Ti的取值范圍如下：溫度控制系統(tǒng)：3～10min壓力控制系統(tǒng)：0.4～3min；流量控制系統(tǒng)：0.1～1min；液位控制系統(tǒng)：一般不需積分作用。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計⑶積分飽和現(xiàn)象與抗積分飽和的措施具有積分作用的調節(jié)器，只要被控參數(shù)與給定值之間有偏差，其輸出就會不停地變化。如果由于某種原因（如閥門關閉、泵故障等），偏差一時無法消除，然而調節(jié)器還是要試圖校正這個偏差，結果經過一段時間后，調節(jié)器輸出將進入深度飽和狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為積分飽和。進入深度積分飽和的調節(jié)器，要等偏差反向以后才慢慢從飽和狀態(tài)中退出來，重新恢復控制作用。

積分飽和現(xiàn)象：

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計抗積分飽和現(xiàn)象的措施：①將PI調節(jié)器的輸出限制在規(guī)定范圍，但這樣有可能在正常操作中不能消除系統(tǒng)的靜差。②采用積分分離法，即人為設定一個限值，在PI調節(jié)器的輸入偏差超過限值時，改用純比例調節(jié)進行控制。這樣既不會出現(xiàn)積分飽和又能在偏差較小時有效利用積分作用消除靜差。③遇限削弱積分法，這種方法同樣人為設一限值，當控制輸出大于該限值時，只累加負偏差，反之亦然，這種做法可避免控制量長時間停留在飽和區(qū)。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計5.微分（D）及比例微分（PD）控制（1）微分調節(jié)的特點微分調節(jié)的輸出變化量與輸入偏差的變化速度成正比

理想微分因此微分調節(jié)不能單獨使用，只能起輔助的調節(jié)作用，它可與比例結合成PD調節(jié)。具有快速超前作用（2）比例微分調節(jié)規(guī)律傳遞函數(shù)理想PD

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

實際PD傳遞函數(shù)

Kd——微分增益。工業(yè)調節(jié)器的微分增益一般在5～10范圍內。單位階躍響應為

PD調節(jié)器的單位階躍響應PD調節(jié)器的斜坡響應PPDPD調節(jié)器有超前作用，超前時間為微分時間Td。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計（3）比例微分調節(jié)的特點在負荷變化劇烈、擾動幅度較大或過程容量滯后較大的過程中，適當引入微分作用，可在一定程度上提高系統(tǒng)的控制質量。加入微分調節(jié)可提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性PD調節(jié)的抗干擾能力很差,只能應用于被控參數(shù)變化非常平穩(wěn)的過程。微分調節(jié)具有快速超前作用，但對于純滯后過程無效。PD調節(jié)是有差調節(jié)。PD調節(jié)器P---主導作用D---輔助作用

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

P與PD調節(jié)過程的比較Td對PD調節(jié)過程的影響Td↑→微分調節(jié)作用增強；有差調節(jié)，靜差比P調節(jié)??；超前調節(jié),適當?shù)奈⒎挚梢詼p小超調量,也能減少振蕩傾向.

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計理想PID6.比例積分微分（PID）控制理想PID傳遞函數(shù)

實際PID傳遞函數(shù)

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

PID調節(jié)器兼有PI、PD調節(jié)器兩者的優(yōu)點，克服干擾能力強，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高。對于容量滯后較大，純滯后不太大，不允許有靜差的過程，采用PID調節(jié)可以全面改善控制品質,因此，被大多數(shù)的溫度、成分控制系統(tǒng)所選用。

PID調節(jié)器的特點及適用場合

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

PID的調節(jié)效果最好（從超調量、過渡過程時間、穩(wěn)態(tài)誤差看）PI其次，PD次之（有差），P再次之，I調節(jié)最差調節(jié)器不同調節(jié)規(guī)律響應過程比較

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

注意

雖然PID的調節(jié)效果最好，并不意味著所有的系統(tǒng)都是合理的，但這并不意味著，在任何情況下采用三作用調節(jié)器都是合理的。何況三作用調節(jié)器有三個需要整定的參數(shù)，分別是比例度δ、積分時間Ti和微分時間Td，如果這些參數(shù)整定不合適，則不僅不能發(fā)揮各種調節(jié)動作應有的作用，還會適得其反。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計一般原則：

7.

PID控制規(guī)律的選擇①廣義對象控制通道時間常數(shù)較大或容積遲延較大時，應引入微分作用。如工藝容許有靜差，可選用PD調節(jié)；如工藝要求無靜差，則選用PID調節(jié)。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，而工藝要求無靜差時，可選擇PI調節(jié)。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P調節(jié)，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)或容積遲延很大，負荷變化也劇烈時，簡單控制系統(tǒng)已不能滿足要求，應設計復雜控制系統(tǒng)。⑤若廣義被控對象的傳遞函數(shù)為當τ/T＜0.2時，選擇P或PI調節(jié)；當0.2＜τ/T≤1.0時，選擇PD或PID調節(jié)；當τ/T＞1.0時，應選用復雜控制系統(tǒng)。

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

3.2.6調節(jié)器正、反作用的確定調節(jié)器偏差的定義按儀表制造業(yè)的規(guī)定：單回路控制系統(tǒng)要能正常工作，則組成該系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)（包括變送器、調節(jié)器、調節(jié)閥及被控過程）的極性相乘必須為正?？刂葡到y(tǒng)偏差的定義：PID廣義被控對象給定值r被調量yeu控制器（調節(jié)器）

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

⑴調節(jié)器放大系數(shù)Kp的正負號正作用方式：y↑→u↑,Kp為“-”；反作用方式:y↑→u↓,

Kp為“+”。⑵調節(jié)閥放大系數(shù)的正負號氣開式調節(jié)閥Kv為“+”;氣關式調節(jié)閥Kv為“-”。⑶被控過程放大系數(shù)的正負號正作用μ↑→y↑,被控過程的靜態(tài)放大系數(shù)Ko為“+”；反作用μ↑→y↓,被控過程的Ko為“-”。⑷變送器的放大系數(shù)Km為正號靜態(tài)放大系數(shù)正負號的規(guī)定：

第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計

根據生產工藝安全等原則確定調節(jié)閥的氣開、氣關形式；按被控過程特性，確定其正、反作用；根據組成系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù)極性相乘必須為正的原則，確定調節(jié)器的正、反作用方式。確定調節(jié)器正、反作用的順序：調節(jié)器的正、反作用舉例第3章單回路控制系統(tǒng)3.2單回路控制系統(tǒng)方案設計第3章單回路控制系統(tǒng)3.3單回路控制系統(tǒng)的調試3.3單回路控制系統(tǒng)的調試3.3.1控制系統(tǒng)的投運3.3.2調節(jié)器參數(shù)的工程整定第3章單回路控制系統(tǒng)3.3單回路控制系統(tǒng)的調試3.3.1控制系統(tǒng)的投運3.3單回路控制系統(tǒng)的調試一旦控制系統(tǒng)按設計的要求連好，線路經過檢查正確無誤，所有儀表經過檢查符合精度要求并已運行正常，即可著手進行控制系統(tǒng)的調試，包括控制系統(tǒng)的投運和調節(jié)器參數(shù)的整定。

在單回路控制系統(tǒng)方案設計、儀表正確選型、安裝調校就緒后，或者裝置經過停車全面檢修之后，再將系統(tǒng)投入生產使用的過程稱為系統(tǒng)的投運。也就是將系統(tǒng)由手動工作狀態(tài)切換到自動工作狀態(tài)。這一過程是通過調節(jié)器上的手動-自動切換開關從手前位置切換到自動位置來完成的，但是這種切換必須保證無擾動地進行。第3章單回路控制系統(tǒng)3.3單回路控制系統(tǒng)的調試手動-自動切換的一般程序:1.準備工作⑴熟悉生產工藝過程⑵熟悉控制方案⑶全面檢查過程檢測控制儀表⑷進行儀表聯(lián)調試驗2.系統(tǒng)投運⑴檢測系統(tǒng)投入運行⑵調節(jié)閥手動遙控⑶調節(jié)器投運(手動→自動)系統(tǒng)由自動控制切換到手動操作的程序：①系統(tǒng)先由自動控制轉入手動遙控；②再進行手動操作。整定的任務：根據被控過程的特性，確定PID調節(jié)器的比例度、積分時間以及微分時間的大小。

在簡單過程控制系統(tǒng)中，調節(jié)器的參數(shù)整定通常以系統(tǒng)瞬態(tài)響應的衰減率為主要指標,以保證系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定裕量。另外還應滿足系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差、最大動態(tài)偏差（或超調量）和過渡過程時間等其它指標。第3章單回路控制系統(tǒng)3.3單回路控制系統(tǒng)的調試3.3.2調節(jié)器參數(shù)的工程整定整定的實質就是通過調整調節(jié)器的參數(shù)，使其特性與被控對象特性相匹配，來改善系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)特性，以達到最佳的控制效果。理論計算整定法——要求已知過程的數(shù)學模型

工程整定方法——一般不要求知道對象特性

整定方法1.臨界比例度法(閉環(huán)整定）具體步驟：1.首先將調節(jié)器的積分時間置于最大，微分時間置零，比例度置為較大的數(shù)值2.等系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，對設定值施加一個階躍變化，并減小直到出現(xiàn)等幅振蕩曲線為止。記錄下此時的臨界比例度和等幅振蕩周期3.按表3.5的經驗公式計算出調節(jié)器的參數(shù)第3章單回路控制系統(tǒng)3.3單回路控制系統(tǒng)的調試2.衰減曲線法(閉環(huán)整定）

衰減曲線法與臨界比例法類似。觀察衰減比；記錄；按經驗公式計算第3章單回路控制系統(tǒng)3.3單回路控制系統(tǒng)的調試3.反應曲線法（動態(tài)特性參數(shù)法）

反應曲線法是利用系統(tǒng)廣義過程的階躍響應曲線對調節(jié)器參數(shù)進行整定，是一種開環(huán)整定方法。第3章單回路控制系統(tǒng)3.3單回路控制系統(tǒng)的調試有自衡能力的廣義被控過程階躍響應曲線第3章單回路控制系統(tǒng)3.3單回路控制系統(tǒng)的調試ε=K/T

無自衡能力的廣義被控過程按表3.8中的經驗公式計算出調節(jié)器的參數(shù)。4.現(xiàn)場實驗整定法現(xiàn)場實驗整定法，實質上是一種經驗試湊法，所以也稱為經驗法。在現(xiàn)場的應用中，將各類過程控制系統(tǒng)調節(jié)器的整定參數(shù)按先比例、后積分、最后微分的順序置于某些經驗數(shù)值后，把系統(tǒng)閉合起來，然后再作給定值擾動，觀察系統(tǒng)過渡過程曲線。若曲線還不夠理想，則改變調節(jié)器的δ、Ti和Td的數(shù)值，進行反復試湊，以尋求“最佳”的整定參數(shù)，直到控制質量符合要求為止。第3章單回路控制系統(tǒng)3.3單回路控制系統(tǒng)的調試現(xiàn)場常出現(xiàn)的幾種典型曲線第3章單回路控制系統(tǒng)3.3單回路控制系統(tǒng)的調試Ti過小δ過小Td過大δ過大(而其他參數(shù)適當)Ti過大(而其他參數(shù)適當)調節(jié)閥內干摩擦過大記錄筆卡住儀表靈敏度過高第3章單回路控制系統(tǒng)3.4常見控制系統(tǒng)分析3.4.1溫度控制系統(tǒng)3.4常見控制系統(tǒng)分析3.4.2壓力控制系統(tǒng)3.4.3流量控制系統(tǒng)3.4.4液位控制系統(tǒng)3.4.5成分控制系統(tǒng)第3章單回路控制系統(tǒng)3.4常見控制系統(tǒng)分析3.4.1溫度控制系統(tǒng)溫度控制實質上是一個傳熱的控制問題。溫度對象常常是多容的，時間常數(shù)與對象的熱容與熱阻的乘積成正比，它可以從幾分鐘到幾十分鐘。換熱器傳熱面的結垢會引起熱阻增大，因而對象時間常數(shù)還具有時變的特性；而且由于不均勻性，往往對象具有分布參數(shù)的性質。為了改善溫度控制系統(tǒng)的品質，應選用時間常數(shù)小的測量元件，并盡量安裝在測量純滯后小的地方。調節(jié)器可以選用比例積分微分調節(jié)規(guī)律，積分時間可置于幾分鐘，微分時間相對短一些。由于溫度控制對象的非線性，隨著負荷增加放大系數(shù)下降，所以一般溫度控制系統(tǒng)宜選用等百分比流量特性的調節(jié)閥。第3章單回路控制系統(tǒng)3.4常見控制系統(tǒng)分析3.4.2壓力控制系統(tǒng)氣體壓力與液位相似，它是系統(tǒng)內進出物料不平衡程度的度量，因而氣體的壓力控制不是改變流入量就是改變流出量。氣體壓力對象基本上是單容的，具有自衡能力，它的時間常數(shù)也與容積成正比與流量成反比，一般為幾秒至幾分鐘。除了系統(tǒng)附近有脈動的壓力源，如往復式壓縮機等，一般氣體壓力的測量是沒有噪聲的，通常選擇比例積分調節(jié)器，積分時間可以設置得比流量控制時大。1．氣體壓力第3章單回路控制系統(tǒng)3.4常見控制系統(tǒng)分析由于液體的不可壓縮性，因而液體的壓力控制與流量控制非常相似，液體壓力對象的時間常數(shù)僅為幾秒，測量時也有明顯的噪聲，一般選用比例積分調節(jié)器來進行控制。當同一根工藝管線上既要控制壓力又要控制流量時，兩個控制系統(tǒng)會互相影響。2．液體壓力3．蒸汽壓力常見的鍋爐汽包壓力控制，精餾塔、蒸發(fā)器壓力控制，其實質上是傳熱的控制，系統(tǒng)蒸汽的壓力就表征了熱平衡的狀況。所以在這類控制系統(tǒng)中它的特性在某些方面與溫度控制有相仿之處。第3章單回路控制系統(tǒng)3.4常見控制系統(tǒng)分析3.4.3流量控制系統(tǒng)在流量控制系統(tǒng)中，被控參數(shù)和調節(jié)參數(shù)均是流量，所以對象的靜態(tài)放大系數(shù)為1。流量對象的時間常數(shù)很小，一般僅為幾秒，對象的純滯后時間也很小，調節(jié)過程中被控參數(shù)的振蕩周期也很短。因為流量控制一般都與工藝的物料平衡有關，大多數(shù)情況下不允許有靜差，因而總是選用比例積分調節(jié)器。由于對象時間常數(shù)小，反應靈敏，調節(jié)器不必有微分作用。流體湍流流動以及泵的振動所產生的流量噪聲第3章單回路控制系統(tǒng)3.4常見控制系統(tǒng)分析3.4.3流量控制系統(tǒng)流量檢測中采用孔板和差壓式流量計居多，如果不設置開方器，它們呈現(xiàn)出明顯的非線性。一般單回路的流量控制系統(tǒng)也可以不使用開方器；但在串級控制系統(tǒng)中，有時流量副回路的非線性會帶來十分不利的影響，此時宜設置開方器。在不設置開方器的流量控制系統(tǒng)中，可以選用對數(shù)流量特性的調節(jié)閥，以補償差壓式流量計的非線性。差壓式流量計的非線性第3章單回路控制系統(tǒng)3.4常見控制系統(tǒng)分析3.4.4液位控制系統(tǒng)⑴保持設備或儲罐內的滯留量在規(guī)定的高限和低限之內，使它們具有一定的緩沖能力；⑵在每一種滯留量下，在絕大部分時間內保持入口流量和出口流量之間的平衡；⑶通過容積的緩沖來保持前后工序負荷的平衡，在需要改變流量時，希望能逐步地、平滑地調整流量。液位控制的任務：第3章單回路控制系統(tǒng)3.4常見控制系統(tǒng)分析3.4.4液位控制系統(tǒng)液位對象的時間常數(shù)與容器的容積成正比，與流量成反比，一般為數(shù)分鐘以上。由于液體進入容器時的飛濺和擾動，液位測量與流量測量相似，也是有噪聲的，在實踐中，大多數(shù)情況下精確地控制液位是沒有必要的，因而可以選用比例調節(jié)器。對有相變過程的設備，如再沸器、鍋爐汽包、氨蒸發(fā)器等，它們的液位控制比較復雜，因為它們不僅與物料平衡有關，而且與傳熱有關。在這些設備中，液位常常以滿量程的百分之幾左右的幅度急劇波動，所以要實現(xiàn)良好的液位控制還需設計復雜控制系統(tǒng)。第3章單回路控制系統(tǒng)3.4常見控制系統(tǒng)分析3.4.5成分控制系統(tǒng)在生產現(xiàn)場，出問題最多的往往是成分控制系統(tǒng)。其對象是多容的，且時間常數(shù)大，純滯后時間大；有的如pH值控制對象，則具有明顯的非線性。造成成分控制系統(tǒng)工作不良的原因，還有分析儀器本身結構比較復雜，取樣系統(tǒng)和樣品預處理部分工作不良，純滯后過大等多方面的原因。成分控制系統(tǒng)通常選用PID調節(jié)器。由于成分控制系統(tǒng)的惰性較大，系統(tǒng)可靠性不高，所以調節(jié)器的比例度一般均設置得較大。對于pH值的控制最好能使用非線性調節(jié)器；對純滯后特別大的成分控制系統(tǒng)可以考慮采用采樣控制。當選不到合適的成分分析儀器時，也可以采用間接的被控參數(shù)如溫度、溫差等，即所謂軟測量技術。第3章單回路控制系統(tǒng)3.4常見控制系統(tǒng)分析表3.10各類常見控制系統(tǒng)的特點3.5單回路控制系統(tǒng)設計實例3.5.1噴霧式干燥設備控制系統(tǒng)設計3.5.2儲槽液位控制系統(tǒng)設計第3章單回路控制系統(tǒng)3.5單回路控制系統(tǒng)設計實例1.生產過程概況由于乳化物屬于膠體物質，激烈攪拌易固化，也不能用泵抽送，因而采用高位槽。由于需要蒸發(fā)掉乳液中的水分，使之成為粉狀物，并隨濕空氣一起送出進行分離。生產工藝對干燥后的產品質量要求很高，水分含量不能波動太大，因而需要對干燥的溫度進行嚴格控制。試驗證明，若溫度波動在±2℃以內，則產品質量符合要求。3.5.1噴霧式干燥設備控制系統(tǒng)設計第3章單回路控制系統(tǒng)3.5單回路控制系統(tǒng)設計實例2.控制方案設計（1）被控參數(shù)的選擇

根據生產工藝，水分含量與干燥溫度密切相關。選用干燥溫度為被控參數(shù)，水分與溫度一一對應。將溫度控制在一定數(shù)值上。第3章單回路控制系統(tǒng)3.5單回路控制系統(tǒng)設計實例（2