復(fù)雜控制系統(tǒng)-比值控制系統(tǒng)（化工儀表及自動(dòng)化課件）

比值控制系統(tǒng)

——比值控制系統(tǒng)的類型2

雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)是為了克服單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)主流量不受控，生產(chǎn)負(fù)荷在較大范圍內(nèi)波動(dòng)的不足而設(shè)計(jì)的。是在單閉環(huán)比值控制的基礎(chǔ)上增設(shè)了主流量控制回路而構(gòu)成的雙閉環(huán)比值控制F1TF1CF1F2F2TF2CFYF1執(zhí)行器給定主流量控制器主流量對(duì)象主測(cè)量、變送副測(cè)量、變送K副流量控制器副流量對(duì)象執(zhí)行器F2由于主流量控制回路的存在，雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)主流量的定值控制，大大地克服了主流量干擾的影響，使主流量變得比較平穩(wěn)，通過比值控制副流量也將比較平穩(wěn)，這不僅實(shí)現(xiàn)了比較精確的流量比值，也確保了兩物料總量基本不變。雙閉環(huán)比值控制F1TF1CF1F2F2TF2CFY優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了比較精確的流量比值，也確保了兩物料總量基本不變。提降負(fù)荷比較方便，只要緩慢地改變主流量控制器的給定值，就可以提降主流量，同時(shí)副流量也就自動(dòng)跟蹤提降，并保持兩者比值不變。雙閉環(huán)比值控制方案使用儀表較多，投資高。在采用雙閉環(huán)比值控制方案是需要防止共振的產(chǎn)生。雙閉環(huán)比值控制雙閉環(huán)比值控制方案適用于主流量干擾頻繁及工藝上不允許負(fù)荷有較大波動(dòng)，或工藝上經(jīng)常需要提升負(fù)荷的場(chǎng)合。生產(chǎn)上維持流量比恒定往往不是控制的最終目的，僅僅是保證產(chǎn)品質(zhì)量的一種手段。真正的控制目的大多是兩種物料混合或反應(yīng)以后的產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、節(jié)能、環(huán)保及安全等等。定比值控制方案只能克服流量干擾對(duì)比值的影響。當(dāng)系統(tǒng)中存在著除流量外其他的干擾時(shí)如溫度壓力成分以及反應(yīng)器中觸媒活性變化等干擾時(shí)，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，必須適當(dāng)修正兩物料的比值，即重新設(shè)置比值系數(shù)。變比值控制系統(tǒng)單閉環(huán)比值控制雙閉環(huán)比值控制開環(huán)比值控制定比值按照一定工藝指標(biāo)自行修正比值系數(shù)的變比值控制系統(tǒng)。變比值控制實(shí)質(zhì)上是一個(gè)以某種質(zhì)量指標(biāo)X為主參數(shù)，兩物料比值為副參數(shù)的串級(jí)控制系統(tǒng)。所以也稱串級(jí)比值控制系統(tǒng)。根據(jù)串級(jí)控制系統(tǒng)具有一定自適應(yīng)能力的特點(diǎn)，這種變比值系統(tǒng)也具有一定自適應(yīng)能力的特點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)中存在溫度、壓力、成分、觸酶活性等隨機(jī)干擾時(shí)，能自動(dòng)調(diào)整比值，保證質(zhì)量指標(biāo)在規(guī)定范圍內(nèi)的自適應(yīng)能力。變比值控制系統(tǒng)特點(diǎn)------兩種物料流量的比值能靈活地隨第三變量的需要而變化。用除法器組成的變比值比值控制系統(tǒng)控制要求：保證氧化爐工作穩(wěn)定，優(yōu)產(chǎn)高質(zhì)、低耗、無事故。穩(wěn)定氧化爐操作的關(guān)鍵條件是反應(yīng)溫度，因此氧化爐溫度可以間接表征氧化生產(chǎn)的質(zhì)量指標(biāo)。而影響反應(yīng)溫度的主要因素是氨氣和空氣的比值。變比值控制系統(tǒng)例：氧化爐溫度與氨氣/空氣變比值控制系統(tǒng)如果設(shè)計(jì)一套定比值控制系統(tǒng)，保證進(jìn)入混合器的氨氣和空氣的比值一定，就可基本上控制反應(yīng)放出的熱量，即基本上控制了氧化爐的溫度，但影響氧化爐溫度變化的其他干擾還有很多。如進(jìn)入氧化爐的氨氣、空氣的初始溫度的變化，觸酶的活性變化等均對(duì)氧化爐溫度有不同程度的影響。因此，僅僅保持氨氣和空氣的流量比值尚不能最終保證氧化爐溫度變化，還需要根據(jù)氧化爐溫度的變化來適當(dāng)修正氨氣和空氣的比例，以保證氧化爐溫度的恒定。變比值控制系統(tǒng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)……當(dāng)Q1、Q2出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)……當(dāng)出現(xiàn)其他擾動(dòng)(如溫度、壓力、成分等變化)時(shí)……變比值控制系統(tǒng)工作過程：比值控制系統(tǒng)

——比值控制系統(tǒng)的類型1

流量F1的測(cè)量信號(hào)直接控制調(diào)節(jié)閥的開度，在穩(wěn)態(tài)時(shí)，隨著F1的變化，閥門開度也將變化，F(xiàn)2亦跟著變化，以保持主、副流量的比值關(guān)系。開環(huán)比值控制F1TFCF1F2副流量F2與主流量F1的比值關(guān)系為主、副流量均開環(huán)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，需一臺(tái)比值計(jì)算器即可實(shí)現(xiàn)。這種比值控制方案對(duì)副流量F2本身無抗干擾能力。所以這種系統(tǒng)只能適用于副流量較平穩(wěn)且比值要求不高的場(chǎng)合。開環(huán)比值控制特點(diǎn)單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)是為了克服開環(huán)比值控制方案的不足，在開環(huán)比值控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過增加一個(gè)副流量的閉環(huán)控制系統(tǒng)而組成的。單閉環(huán)比值控制F1TFCF1F2F2TF2CF2執(zhí)行器控制器F2C比值器對(duì)象F1副測(cè)量變送主測(cè)量變送主流量F1經(jīng)測(cè)量變送后，經(jīng)過比值器F1C設(shè)置比值系數(shù)作為F2C流量控制器的給定值。在穩(wěn)定狀態(tài)下，主、副流量滿足工藝要求的比值F2/F1=K。單閉環(huán)比值控制F1TF1CF1F2F2TF2C當(dāng)主動(dòng)流量F1變化時(shí)，經(jīng)變送器送至比值控制器FC。FC按預(yù)先設(shè)置好的比值使輸出成比例地變化，也就是成比例地改變從動(dòng)流量控制器FC的給定值。此時(shí)從動(dòng)流量控制系統(tǒng)為一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)，從而F2跟隨F1變化，使流量比值K保持不變。當(dāng)副流量由于自身干擾發(fā)生變化時(shí)，副流量閉環(huán)系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)定制控制系統(tǒng)，通過自身調(diào)節(jié)使流量比仍然保持不變。單閉環(huán)比值控制優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)不但能實(shí)現(xiàn)副流量跟隨主流的量的變化而變化，而且可以克服副流量本身干擾對(duì)比值的影響，主、副流量的比值較為精確；結(jié)構(gòu)形式比較簡(jiǎn)單，實(shí)施起來亦較方便?？偽锪狭渴遣还潭ǖ闹髁髁砍霈F(xiàn)大幅度波動(dòng)時(shí)，不能保證動(dòng)態(tài)比值。單閉環(huán)比值控制適用于主物料在工藝上不允許進(jìn)行控制的場(chǎng)合；不適用于負(fù)荷變化大，物料直接去化學(xué)反應(yīng)器的場(chǎng)合；不適用于嚴(yán)格要求動(dòng)態(tài)比值的場(chǎng)合。比值控制系統(tǒng)

——概述在化工煉油及其他工業(yè)生產(chǎn)過程中，常常需要兩種或兩種以上的物料按一定比例關(guān)系進(jìn)入生產(chǎn)設(shè)備。如果比例不準(zhǔn)確，可能會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)的正常進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐缮a(chǎn)事故。均勻控制的問題1.造紙過程濃紙漿與水2.重油氣化造氣氧氣與重油3.鍋爐燃燒燃料量與空氣例如

工業(yè)上實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。主物料：起主導(dǎo)作用的物料，表征該物料的參數(shù)為主動(dòng)量F1（主流量）。從物料：在控制過程中跟隨主物料的變化而成比例變化的物料，表征該物料的參數(shù)從動(dòng)量F2（副流量）。幾個(gè)概念流量比值副流量主流量K為從動(dòng)流量與主動(dòng)流量的工藝流量比值

一般情況下，總是把生產(chǎn)中主要物料定為主物料，次要物料作從物料，以從動(dòng)量的變化跟隨主動(dòng)量的變化。如果兩種物料中一種是可控的，另外一種為不可控的，則應(yīng)選擇不可控物料為主物料，可控物料為從物料。如果兩種物料中一種物料供應(yīng)不成問題，而另一種物料可能供應(yīng)不足，應(yīng)以可能供應(yīng)不足的物料為主物料。有時(shí)主、從物料的選擇還關(guān)系到安全生產(chǎn)，此時(shí)需從安全的角度出發(fā)，選擇主、從物料。主物料和從物料的選擇燃料與空氣成比例,什么是主動(dòng)物料?什么是從動(dòng)物料?氫氧化鈉濃溶液與水成比例,什么是主動(dòng)物料?什么是從動(dòng)物料?例如以石腦油為原料生產(chǎn)合成