DCS集散型控制系統(tǒng)介紹-課件

2024/4/11DCS集散型控制系統(tǒng)介紹

2024/3/311DCS集散型控制系統(tǒng)介紹

內(nèi)容一、DCS概念和作用二、DCS控制系統(tǒng)的歷史和發(fā)展三、DCS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)四、常見(jiàn)過(guò)程控制回路方案介紹五、ESD介紹內(nèi)容一、DCS概念和作用2024/4/13一、DCS的概念DCS即集散型控制系統(tǒng)，又稱(chēng)分布式控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem）。它的主要基礎(chǔ)是4C技術(shù)，即計(jì)算機(jī)－Computer、控制－Control、通信－Communication和CRT顯示技術(shù)。DCS系統(tǒng)通過(guò)某種通信網(wǎng)絡(luò)將分布在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)附近的現(xiàn)場(chǎng)控制站和控制中心的操作員站及工程師站等連接起來(lái)，以完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的分散控制和集中操作管理。DCS自1975年問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)歷了近三十年的時(shí)間，其可靠性、實(shí)用性不斷提高，功能日益增強(qiáng)。如控制器的處理能力、網(wǎng)絡(luò)通訊能力、控制算法、畫(huà)面顯示及綜合管理能力等。DCS系統(tǒng)過(guò)去只應(yīng)用在少數(shù)大型企業(yè)的控制系統(tǒng)中，但隨著4C技術(shù)及軟件技術(shù)的迅猛發(fā)展，到目前已經(jīng)在電力、石油、化工、制藥、冶金、建材等眾多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是電力、石化這樣的行業(yè)。

2024/3/313一、DCS的概念DCS即集散型控制系統(tǒng)，

DCS的作用提升產(chǎn)品品質(zhì)改善勞動(dòng)條件節(jié)能降耗控制環(huán)境污染提高企業(yè)管理水平提高生產(chǎn)效率DCS的作用2024/4/15下圖以一個(gè)水位信號(hào)調(diào)節(jié)的例子簡(jiǎn)單地說(shuō)明DCS的應(yīng)用過(guò)程：DCS的概念2024/3/315下圖以一個(gè)水位信號(hào)調(diào)節(jié)的例子簡(jiǎn)單地說(shuō)明D2024/4/1系統(tǒng)概述及硬件產(chǎn)品6我們可以把上述過(guò)程引申如下：DCS的概念2024/3/31系統(tǒng)概述及硬件產(chǎn)品6我們可以把上述過(guò)程引申2024/4/17逸盛大化PTA裝置中央控制室2024/3/317逸盛大化PTA裝置中央控制室2024/4/18逸盛大化PTA裝置DCS機(jī)柜室2024/3/318逸盛大化PTA裝置DCS機(jī)柜室2024/4/1系統(tǒng)概述及硬件產(chǎn)品9DCS控制器2024/3/31系統(tǒng)概述及硬件產(chǎn)品9DCS控制器2024/4/1DCS工程師站102024/3/31DCS工程師站10海南逸盛石化控制室布置圖海南逸盛石化控制室布置圖2024/4/112二、DCS控制系統(tǒng)的歷史和發(fā)展第一代（初創(chuàng)期）：1975-1980年。典型結(jié)構(gòu)：由5大部分組成：數(shù)據(jù)采集器、過(guò)程控制器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、CRT操作站和高速數(shù)據(jù)公路。代表產(chǎn)品：Honeywell的TDC2000，Bailey的Network90。第二代（成熟期-功能）：1980-1985年。

典型結(jié)構(gòu)：過(guò)程控制單元、工作站和高速數(shù)據(jù)公路。代表產(chǎn)品：Honeywell的TDC3000。第三代DCS（擴(kuò)展期-管控一體化）：1985-年。

典型結(jié)構(gòu)：經(jīng)營(yíng)管理級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)、控制管理級(jí)、過(guò)程控制級(jí)代表產(chǎn)品：Foxboro的I/A，Bailey的INFI90。第四代DCS（擴(kuò)展期-網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)）：1990-年。典型結(jié)構(gòu)：過(guò)程控制單元、工作站和高速數(shù)據(jù)公路。代表產(chǎn)品：Honeywell的TPS。

目前，一套使用戶(hù)滿(mǎn)意的DCS系統(tǒng)應(yīng)該具備以下特點(diǎn)：系統(tǒng)具備開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)，可以提供多層的開(kāi)放數(shù)據(jù)接口；系統(tǒng)應(yīng)具備強(qiáng)大的處理功能，并提供方便的組態(tài)復(fù)雜控制系統(tǒng)的能力與用戶(hù)自主開(kāi)發(fā)專(zhuān)用高級(jí)控制算法的支持能力；系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)以便適應(yīng)未來(lái)的擴(kuò)充需要；系統(tǒng)應(yīng)高可靠、維修方便、工藝先進(jìn)、價(jià)格合理2024/3/3112二、DCS控制系統(tǒng)的歷史和發(fā)展第一代（1、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展

機(jī)械儀表時(shí)代

氣動(dòng)儀表時(shí)代

1、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展1、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展(續(xù))電動(dòng)儀表時(shí)代1、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展(續(xù))電動(dòng)儀表時(shí)代1、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展(續(xù))計(jì)算機(jī)控制時(shí)代1、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展(續(xù))計(jì)算機(jī)控制時(shí)代2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展計(jì)算機(jī)集中控制DDC(DirectDigitalControl)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制SCC(SupervisoryComputerControl)計(jì)算機(jī)分級(jí)控制DCS(DistributedControlSystem)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制系統(tǒng)FCS(FieldbusControlSystem)2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展計(jì)算機(jī)集中控制DDC(DirectDDC計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)4-20mAAIAODIDOComputerProject變送器執(zhí)行器檢測(cè)元件執(zhí)行元件DDC計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)4-20mAAIAODIDOCompSCC計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)模擬調(diào)節(jié)器模擬調(diào)節(jié)器SCC計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)模擬調(diào)節(jié)器模擬調(diào)節(jié)器DCS計(jì)算機(jī)分級(jí)控制系統(tǒng)DCS計(jì)算機(jī)分級(jí)控制系統(tǒng)DCS控制系統(tǒng)的特點(diǎn)2024/4/120

A：DCS的基本特點(diǎn)：集中管理，分散控制

B：

與模擬儀表相比較的特點(diǎn)：連接方便，容易更改，顯示方式靈活，內(nèi)容多樣，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大。

C:與DDC比較：具有操作監(jiān)督方便，危險(xiǎn)分散，功能分散等優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)上又是遞階分級(jí)的DCS控制系統(tǒng)的特點(diǎn)2024/3/3120A：DCSFCS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)FCS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)什么是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)定義：現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（Fieldbus）是用于現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制系統(tǒng)之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向互聯(lián)、多變量、多點(diǎn)、多站的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)FCS（FieldbusControlSystem）是基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的新一代控制系統(tǒng)。特點(diǎn)：具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、通信速率快，系統(tǒng)安全，造價(jià)低廉，維護(hù)成本低等特點(diǎn)。2024/4/122什么是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)定義：現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（Fieldbus）是用于現(xiàn)場(chǎng)儀現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備的連接方式控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備的連接方式控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與4-20mA系統(tǒng)的區(qū)別？現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備在總線(xiàn)上并聯(lián)連接，所有設(shè)備通過(guò)總線(xiàn)接收、發(fā)送數(shù)字信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備可以向網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備提供任意多信息總線(xiàn)具有循環(huán)冗余檢錯(cuò)的(CRC)功能，可以保證接收設(shè)備獲得正確數(shù)據(jù)多節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)無(wú)需點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的布線(xiàn)4-20mAP.S.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)P.S.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與4-20mA系統(tǒng)的區(qū)別？現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備在總線(xiàn)上并聯(lián)連減少連線(xiàn)和安裝傳統(tǒng)的4-20mA連線(xiàn)每臺(tái)設(shè)備需要一個(gè)安全柵和一對(duì)連線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連線(xiàn)多臺(tái)設(shè)備共用一個(gè)安全柵和一根總線(xiàn)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)4-20mA輸入/輸出子系統(tǒng)I.S.I.S.I.S.I.S.控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)帶來(lái)的好處1減少連線(xiàn)和安裝傳統(tǒng)的4-20mA連線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連線(xiàn)控制器提高控制功能的分散性傳統(tǒng)型現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)型有些控制和I/O功能可以轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場(chǎng)儀表。控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)4-20mA輸入/輸出子系統(tǒng)PIDPIDAI

AIAOAO控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)帶來(lái)的好處2提高控制功能的分散性傳統(tǒng)型現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)型控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總增加信息的交互量傳統(tǒng)4-20mA單變量單向現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)多變量雙向控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)輸入/輸出子系統(tǒng)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)帶來(lái)的好處3增加信息的交互量傳統(tǒng)4-20mA現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)擴(kuò)大了操作視野傳統(tǒng)4-20mA只能看到

I/O子系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)視野可以擴(kuò)展到現(xiàn)場(chǎng)儀表控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)遠(yuǎn)程輸入/輸出子系統(tǒng)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)帶來(lái)的好處4擴(kuò)大了操作視野傳統(tǒng)4-20mA現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)三、DCS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)e)

經(jīng)營(yíng)管理級(jí)：完成公司級(jí)經(jīng)營(yíng)管理功能。實(shí)現(xiàn)管控一體化。d)

生產(chǎn)管理級(jí)：完成廠(chǎng)級(jí)生產(chǎn)管理功能，并向上連接構(gòu)成企業(yè)網(wǎng)。c)

過(guò)程管理級(jí)：工程師工作站、操作員工作站；b)

過(guò)程控制級(jí)：完成數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制功能；a)

現(xiàn)場(chǎng)級(jí)：檢測(cè)儀表，執(zhí)行器，現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)；三、DCS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)e)

經(jīng)營(yíng)管理級(jí)：完成公司級(jí)經(jīng)營(yíng)管理典型DCS架構(gòu)圖30過(guò)程管理級(jí)過(guò)程控制級(jí)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)操作站工程師站典型DCS架構(gòu)圖30過(guò)程管理級(jí)過(guò)程控制級(jí)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)操作站工程師站a)

現(xiàn)場(chǎng)級(jí)311、采集過(guò)程數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換2、輸出過(guò)程操縱命令3、進(jìn)行直接數(shù)字控制4、完成與過(guò)程控制級(jí)的數(shù)據(jù)通信5、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)與診斷a)

現(xiàn)場(chǎng)級(jí)311、采集過(guò)程數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換2、輸出過(guò)程b)

過(guò)程控制級(jí)321、采集過(guò)程數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理2、數(shù)據(jù)的監(jiān)視與存儲(chǔ)3、實(shí)施連續(xù)、批量、邏輯或順序控制的運(yùn)算

和輸出控制作用4、數(shù)據(jù)和設(shè)備的自診斷5、數(shù)據(jù)通信b)

過(guò)程控制級(jí)321、采集過(guò)程數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理2、c)

過(guò)程管理級(jí)331、數(shù)據(jù)顯示和記錄2、過(guò)程操作（含組態(tài)操作和維護(hù)操作）3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和壓縮歸檔4、報(bào)警、事件的診斷和處理5、系統(tǒng)組態(tài)、維護(hù)和優(yōu)化處理6、數(shù)據(jù)通信7、報(bào)表打印和畫(huà)面硬拷貝c)

過(guò)程管理級(jí)331、數(shù)據(jù)顯示和記錄2、過(guò)程操作（含組態(tài)操2024/4/134控制系統(tǒng)組成單回路反饋控制系統(tǒng)由四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成，即被控對(duì)象（簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)象）、測(cè)量變送裝置、控制器和執(zhí)行器組成（如下圖）。自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成四、過(guò)程控制回路方案2024/3/3134控制系統(tǒng)組成單回路反饋控制系統(tǒng)由四個(gè)基2024/4/135下面結(jié)合右圖精餾塔壓控制系統(tǒng)的例子來(lái)說(shuō)明控制系統(tǒng)應(yīng)用的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)：被控對(duì)象或過(guò)程：也稱(chēng)調(diào)節(jié)對(duì)象，系要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程，如右圖中的精餾塔就是控制對(duì)象。被控參數(shù)：在控制對(duì)象中要求按預(yù)定規(guī)律變化的物理量，即被控制的物理量，也稱(chēng)被調(diào)參數(shù)。如右圖中的精餾塔壓力?？刂屏浚阂卜Q(chēng)調(diào)節(jié)量，是調(diào)節(jié)器輸出，它通過(guò)執(zhí)行器改變進(jìn)出被控對(duì)象的物料量或能量，從而對(duì)被控對(duì)象實(shí)現(xiàn)控制。精餾塔壓力控制系統(tǒng)擾動(dòng)（干擾）：在控制系統(tǒng)中，除控制量以外引起被控參數(shù)變化的所有作用因素都可以稱(chēng)為干擾。設(shè)定值：與被控參數(shù)工藝規(guī)定值相對(duì)應(yīng)的信號(hào)值，也稱(chēng)控制目標(biāo)值，是控制系統(tǒng)的輸入變量。偏差值：設(shè)定值與被控參數(shù)測(cè)量值之差。2024/3/3135下面結(jié)合右圖精餾塔壓控制系統(tǒng)的例子來(lái)說(shuō)2024/4/136控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)一個(gè)合格、穩(wěn)定的控制系統(tǒng)當(dāng)受到外界干擾或設(shè)定值發(fā)生變化時(shí)，被控變量應(yīng)該是一條衰減的曲線(xiàn)。右圖表示了一個(gè)控制系統(tǒng)受到外界干擾后的響應(yīng)曲線(xiàn)，對(duì)此曲線(xiàn)，用過(guò)渡過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)來(lái)衡量控制系統(tǒng)的好壞。１、衰減比它表征系統(tǒng)受到干擾后被控變量衰減程度的指標(biāo)，其值為前兩個(gè)相鄰波峰這比，即圖中的Ｂ１／Ｂ２，一般希望它能在４：１到１０：１之間。２、余差它是指控制系統(tǒng)受到干擾后，過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)被控變量的殘余偏差。即圖中的Ｃ。Ｃ值也就是被控變量在擾動(dòng)后的穩(wěn)態(tài)值與給定值之差。３、最大偏差它表示被控變量偏離給定值的最大程度。對(duì)于一個(gè)衰減的過(guò)程，最大偏差就是第一個(gè)波的峰值。即圖中的Ａ值。４、過(guò)渡過(guò)程時(shí)間它表示從干擾產(chǎn)生時(shí)刻起，直到被控變量又建立起穩(wěn)態(tài)為止的這一段時(shí)間。５、振蕩周期被控變量相鄰兩個(gè)波峰之間的時(shí)間叫振蕩周期。2024/3/3136控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指2024/4/137簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則被控變量的選擇

方法一：選擇能直接反映生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量又易于測(cè)量的參數(shù)作為被控變量，稱(chēng)為直接參數(shù)法。例如溫度、壓力、液位、流量反映等生產(chǎn)工藝狀態(tài)的參數(shù)。方法二：選擇那些能間接反映產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量又與直接參數(shù)有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系、易于測(cè)量的參數(shù)作為被控變量，稱(chēng)為間接參數(shù)法。例如組分（某物質(zhì)含量）、轉(zhuǎn)化率等。2024/3/3137簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則被控變量的選擇2024/4/138簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則被控變量的選擇原則

選擇對(duì)產(chǎn)品的產(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)具有決定性作用的、可直接測(cè)量的工藝參數(shù)為被控變量。2.當(dāng)不能用直接參數(shù)作為被控變量時(shí)，可選擇一個(gè)與直接參數(shù)有單值函數(shù)關(guān)系并滿(mǎn)足如下條件的間接參數(shù)為被控變量。⑴滿(mǎn)足工藝的合理性⑵具有盡可能大的靈敏度且線(xiàn)形好⑶測(cè)量變送裝置的滯后小。2024/3/3138簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則被控變量的選擇原2024/4/139簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則操縱變量的選擇被控變量（輸出量）擾動(dòng)變量（輸入量）操縱變量（輸入量）

從諸多影響被控變量的輸入?yún)?shù)中選擇一個(gè)對(duì)被控變量影響顯著而且可控性良好的輸入?yún)?shù)2024/3/3139簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則操縱變量的選擇被2024/4/140簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則對(duì)象靜態(tài)特性對(duì)控制質(zhì)量的影響設(shè)：控制通道放大倍數(shù)為ＫＯ擾動(dòng)通道放大倍數(shù)為Ｋf

ＫＯ的大小表征了操縱變量對(duì)被控變量的影響程度Ｋf的大小表征了擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響程度小結(jié)：選擇操縱變量構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)，從靜態(tài)角度考慮，在工藝合理性的前提下，擾動(dòng)通道的放大倍數(shù)Ｋf越小越好，控制通道放大倍數(shù)ＫＯ希望適當(dāng)大些，以使控制通道靈敏些。2024/3/3140簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則對(duì)象靜態(tài)特性對(duì)控2024/4/141簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則對(duì)象動(dòng)態(tài)特性對(duì)控制質(zhì)量的影響（一）設(shè):擾動(dòng)通道時(shí)間常數(shù)為Ｔf，純滯后為τf

對(duì)擾動(dòng)通道特性的影響

ft0yft0(1)(2)Tf1Tf2Ｔfτf2024/3/3141簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則對(duì)象動(dòng)態(tài)特性對(duì)控2024/4/142簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則對(duì)象動(dòng)態(tài)特性對(duì)控制質(zhì)量的影響（二）設(shè)：控制通道的時(shí)間常數(shù)為Ｔo，純滯后時(shí)間為τo時(shí)間常數(shù)ＴO(shè)小，反映靈敏，控制及時(shí)，有利于克服干擾的影響時(shí)間常數(shù)ＴO(shè)過(guò)大，造成控制作用遲緩，使被控變量的超調(diào)量加大，過(guò)渡時(shí)間增長(zhǎng)純滯后時(shí)間τ0使操縱變量對(duì)被控變量的作用推遲了一段時(shí)間，由于控制作用的推遲，不但使被控變量的超調(diào)量加大，還使過(guò)渡過(guò)程振蕩加劇，過(guò)渡時(shí)間增長(zhǎng)，控制質(zhì)量變壞。2024/3/3142簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則對(duì)象動(dòng)態(tài)特性對(duì)控2024/4/143簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則操縱變量的選擇原則⑴要構(gòu)成的控制系統(tǒng)，其控制通道特性應(yīng)具有足夠大的放大系數(shù)、比較小的時(shí)間常數(shù)及盡可能小的純滯后時(shí)間。⑵系統(tǒng)主要擾動(dòng)通道特性應(yīng)該具有盡可能大的時(shí)間常數(shù)和盡可能小的放大系數(shù)。⑶考慮工藝上的合理性。如生產(chǎn)負(fù)荷直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，就不宜選為操縱變量。2024/3/3143簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則操縱變量的選擇原2024/4/144調(diào)節(jié)器的正反作用2024/3/3144調(diào)節(jié)器的正反作用2024/4/145調(diào)節(jié)器控制規(guī)律

PID控制的原理和特點(diǎn)

在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱(chēng)PID控制，又稱(chēng)PID調(diào)節(jié)。PID控制器問(wèn)世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象﹐或不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。

2024/3/3145調(diào)節(jié)器控制規(guī)律PID控制的原理和特2024/4/146

比例（P）控制

比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steady-state

error）。

式中u——調(diào)節(jié)器輸出；

u0——偏差為零時(shí)的調(diào)節(jié)器的輸出，即工作點(diǎn)；

Kp——調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)；

e——偏差，給定值與測(cè)量值之差。Kp增大2024/3/3146比例（P）控制

比例控制是2024/4/147

積分（I）控制

在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱(chēng)這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱(chēng)有差系統(tǒng)（System

with

Steady-state

Error）。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。

式中u——調(diào)節(jié)器輸出；

u0——偏差為零時(shí)的調(diào)節(jié)器的輸出，即工作點(diǎn)；

Kp——調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)；

e——偏差，給定值與測(cè)量值之差。2024/3/3147積分（I）控制

在積分控制中，2024/4/148

Ti為積分時(shí)間.下圖是偏差e作階躍變化時(shí),比例積分調(diào)節(jié)器輸出的響應(yīng)曲線(xiàn),當(dāng)T=Ti時(shí),積分作用的輸出△mi與比例作用的輸出△mp相等。2024/3/3148Ti為積分時(shí)間.2024/4/149

微分（D）控制

在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。

自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例+積分+微分(PID)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。2024/3/3149微分（D）控制

2024/4/150PID參數(shù)對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)程品質(zhì)的影響

比例作用Kp增大，系統(tǒng)振蕩增強(qiáng)，穩(wěn)定性下降Kp增大，系統(tǒng)靜差減小，但不能消除靜差Kp無(wú)延時(shí)環(huán)節(jié)，快速性好，響應(yīng)快積分作用Ti減小，積分作用增強(qiáng)，可消除靜差Ti減小，系統(tǒng)振蕩增強(qiáng)，穩(wěn)定性下降有延時(shí)環(huán)節(jié)，快速性下降微分作用Td增大，系統(tǒng)振蕩減弱，穩(wěn)定性增強(qiáng)Td增大，調(diào)節(jié)時(shí)間減小，快速性增強(qiáng)不能消除系統(tǒng)余差2024/3/3150PID參數(shù)對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)程品質(zhì)的影響比例作2024/4/151

PID控制器的參數(shù)整定

PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過(guò)程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類(lèi)：一是理論計(jì)算整定法。二是工程整定方法。

PID控制器參數(shù)的工程整定,只能先大致設(shè)定一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，然后根據(jù)調(diào)節(jié)效果修改，各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下可參照：溫度系統(tǒng)：P（%）20--60，I（分）3--10，D（分）0.5--3

流量系統(tǒng)：P（%）40—100，I（分）0.1--1

壓力系統(tǒng)：P（%）30--70，I（分）0.4--3

液位系統(tǒng)：P（%）20--80，I（分）1--5

2024/3/3151PID控制器的參數(shù)整定

2024/4/152常用復(fù)雜控制系統(tǒng)1、串級(jí)控制系統(tǒng)（系統(tǒng)的基本概念、特點(diǎn)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合及應(yīng)用中的問(wèn)題）2、比值控制系統(tǒng)（系統(tǒng)的基本概念、常用的比值控制方案及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)）3、前饋控制系統(tǒng)（前饋控制系統(tǒng)的基本概念、系統(tǒng)的幾種結(jié)構(gòu)形式及系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合）4、均勻控制系統(tǒng)（系統(tǒng)的概念、控制方案）5、分程控制系統(tǒng)（系統(tǒng)的基本概念、系統(tǒng)的應(yīng)用中的幾個(gè)問(wèn)題）6、選擇性控制系統(tǒng)（基本概念、系統(tǒng)的應(yīng)用、積分飽和及其防止）2024/3/3152常用復(fù)雜控制系統(tǒng)1、串級(jí)控制系統(tǒng)（系統(tǒng)2024/4/1531、串級(jí)控制系統(tǒng)基本原理及結(jié)構(gòu)

在多回路控制系統(tǒng)中，有兩個(gè)被控過(guò)程、兩套測(cè)量變送裝置、兩臺(tái)控制器和一個(gè)控制閥構(gòu)成的系統(tǒng)稱(chēng)為串級(jí)控制系統(tǒng)。

串級(jí)控制系統(tǒng)方塊圖2024/3/31531、串級(jí)控制系統(tǒng)串2024/4/154串級(jí)控制系統(tǒng)工作過(guò)程設(shè)定值控制閥流量控制器測(cè)量變送溫度控制器溫度對(duì)象測(cè)量變送釜溫流量對(duì)象擾動(dòng)作用副回路擾動(dòng)作用主回路氣開(kāi)反反蒸汽進(jìn)料精餾塔FCTC2024/3/3154串級(jí)控制系統(tǒng)工作過(guò)程設(shè)定值控制閥流量2024/4/155串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)在系統(tǒng)特性上，串級(jí)控制系統(tǒng)由于副回路的引入，改善了對(duì)象特征，使控制過(guò)程加快，具有超前控制的作用。Y對(duì)象2控制閥副控制器測(cè)量變送2對(duì)象1測(cè)量變送1主控制器F2F1XcbaY對(duì)象2X控制閥調(diào)節(jié)器對(duì)象1F2F1測(cè)量變送abc

單回路控制系統(tǒng)

串級(jí)控制系統(tǒng)2024/3/3155串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)Y對(duì)象2控制閥副控制2024/4/156在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，串級(jí)控制系統(tǒng)有兩個(gè)閉合回路：主回路和副回路；有兩個(gè)控制器：主控制器和副控制器；有兩個(gè)測(cè)量變送器。串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)定值控制閥流量控制器干擾測(cè)量變送溫度控制器溫度對(duì)象干擾測(cè)量變送釜溫流量對(duì)象定值控制系統(tǒng)隨動(dòng)控制系統(tǒng)2024/3/3156串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)定值控制閥流量干2024/4/157串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)串級(jí)控制系統(tǒng)副參數(shù)的選擇及副回路的設(shè)計(jì)主副變量間應(yīng)有一定的內(nèi)在聯(lián)系系統(tǒng)的主要干擾應(yīng)包圍在副回路中在可能的情況下，應(yīng)使副環(huán)包圍更多的次要干擾副變量的選擇應(yīng)考慮主副對(duì)象時(shí)間常數(shù)的匹配，防止共振的發(fā)生當(dāng)對(duì)象具有較大的純滯后而影響控制質(zhì)量時(shí)，在選擇副變量時(shí)應(yīng)使副環(huán)盡量少包含純滯后或不包含純滯后2024/3/3157串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)串級(jí)控制系統(tǒng)副參數(shù)的2024/4/158串級(jí)控制系統(tǒng)適應(yīng)場(chǎng)合被控對(duì)象的控制通道純滯后時(shí)間較長(zhǎng)，用單回路控制系統(tǒng)不能滿(mǎn)足質(zhì)量指標(biāo)對(duì)象容量滯后比較大，用單回路控制系統(tǒng)不能滿(mǎn)足質(zhì)量指標(biāo)控制系統(tǒng)內(nèi)存在變化激烈且幅值很大的干擾被控對(duì)象具有較大的非線(xiàn)性，而負(fù)荷變化又較大2024/3/3158串級(jí)控制系統(tǒng)適應(yīng)場(chǎng)合2024/4/1592、比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)-----實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)機(jī)上參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)主物料-------處于主導(dǎo)地位的物料表征該物料的參數(shù)為主動(dòng)量F1（主流量）從物料--------隨主物料的變化呈比例的變化的另一種物料表征該物料的參數(shù)從動(dòng)量F2

（副流量）流量比值副流量主流量2024/3/31592、比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)-----2024/4/160比值控制系統(tǒng)的類(lèi)型單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)F1CF2CF1F2F2執(zhí)行器控制器F2C比值器對(duì)象F1副測(cè)量變送主測(cè)量變送特點(diǎn)------兩種物料流量之比較為精確，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施方便。不足------兩種物料的總量（F1＋F２）不固定。

2024/3/3160比值控制系統(tǒng)的類(lèi)型F1CF2CF1F22024/4/161比值控制系統(tǒng)的類(lèi)型單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)與串級(jí)控制系統(tǒng)比較F2執(zhí)行器控制器F2C比值器對(duì)象F1副測(cè)量變送主測(cè)量變送副對(duì)象設(shè)定值控制閥主控制器干擾測(cè)量變送副控制器主對(duì)象干擾測(cè)量變送設(shè)定值主變量2024/3/3161比值控制系統(tǒng)的類(lèi)型F2執(zhí)行器控制器F22024/4/162雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)的類(lèi)型F1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F2KF1CF2CF1F2特點(diǎn)------兩種物料流量之比精確，其總量（F1＋F２）基本保持不變。不足------系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使用的儀表較多，投資較大，系統(tǒng)調(diào)整比較復(fù)雜。使用場(chǎng)合----主流量干擾頻繁，工藝不允許有較大波動(dòng)或工藝上經(jīng)常需要提升負(fù)荷的場(chǎng)合。2024/3/3162比值控制系統(tǒng)的類(lèi)型F1執(zhí)行器給定主流量2024/4/163變比值比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)的類(lèi)型T÷F2F1TTTCFCFT1FT2比值控制器主控制器控制閥流量對(duì)象主對(duì)象測(cè)量變送器F2Y干擾除法器測(cè)量變送器測(cè)量變送器F1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。2024/3/3163比值控制系統(tǒng)的類(lèi)型T÷F2F1TTTC2024/4/164比值控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主、從動(dòng)量的確定控制方案的選擇比值系數(shù)的計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中主要物料的流量為主動(dòng)量，次要物料的流量為從動(dòng)量。兩物料中有一個(gè)物料的量為可測(cè)但不可控為主動(dòng)量，可控的物料為從動(dòng)量。根據(jù)各控制方案的特點(diǎn)及工藝的具體情況而確定。(或)

流量比值信號(hào)比值非線(xiàn)性關(guān)系線(xiàn)性關(guān)系2024/3/3164比值控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中主要物料的2024/4/1653、前饋控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)與反饋控制比較干擾設(shè)定測(cè)量變送反饋控制器執(zhí)行器被控變量對(duì)象

前饋控制比反饋控制及時(shí)有效前饋控制屬于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，反饋控制是閉環(huán)控制系統(tǒng)前饋控制使用的實(shí)施對(duì)象特性而定的專(zhuān)用控制器，反饋控制采用通用

PID控制器一種前饋?zhàn)饔弥芸朔环N干擾，反饋控制只用一個(gè)控制器就可克服多個(gè)干擾對(duì)象被控變量干擾前饋控制器測(cè)量變送執(zhí)行器2024/3/31653、前饋控制系統(tǒng)干擾設(shè)定測(cè)量變送反饋控2024/4/166前饋控制系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合

系統(tǒng)中存在著可測(cè)但不可控的變化幅度大，且頻繁的干擾，這些干擾對(duì)被控參數(shù)影響顯著，反饋控制達(dá)不到質(zhì)量要求時(shí)。

當(dāng)控制系統(tǒng)的控制通道滯后時(shí)間較長(zhǎng)，由于反饋控制不及時(shí)影響控制質(zhì)量時(shí)，可采用前饋或前饋－反饋控制系統(tǒng)。2024/3/3166前饋控制系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合2024/4/1674、均勻控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)的基本概念均勻控制是在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中各種設(shè)備前后緊密聯(lián)系的情況下提出來(lái)的一種特殊的液位（或氣壓）—流量控制。其目的在于使液位保持在一個(gè)允許的變化范圍，而流量保持平穩(wěn)。LCFC1塔1塔222024/3/31674、均勻控制系統(tǒng)LCFC1塔1塔222024/4/168均勻控制系統(tǒng)小結(jié)：均勻控制系統(tǒng)，是指兩個(gè)工藝參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)能緩慢地、均勻地變化，使前后設(shè)備在物料供求上相互兼顧，均勻協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。構(gòu)成均勻控制系統(tǒng)，液位和流量?jī)蓚€(gè)參數(shù)的變化應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：1.兩個(gè)參數(shù)在控制過(guò)程中都應(yīng)該是變化的，且變化是緩慢的。

2.兩個(gè)參數(shù)必須在允許的范圍內(nèi)變化，均勻控制要求在最大干擾作用下，液位在塔釜的上下限內(nèi)波動(dòng)，而流量應(yīng)在一定的范圍內(nèi)平穩(wěn)漸變，避免對(duì)后段工序產(chǎn)生較大的干擾。2024/3/3168均勻控制系統(tǒng)小結(jié)：均勻控制系統(tǒng)，是指2024/4/169均勻控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單均勻控制系統(tǒng)LC特點(diǎn)------結(jié)構(gòu)與單回路液位控制系統(tǒng)相同控制規(guī)律采用純比例控制參數(shù)整定比例度大于100%2024/3/3169均勻控制系統(tǒng)LC特點(diǎn)------結(jié)構(gòu)與2024/4/170均勻控制系統(tǒng)串級(jí)均勻控制系統(tǒng)FCLC

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)與串級(jí)控制系統(tǒng)完全相同副環(huán)流量控制與串級(jí)副環(huán)相同副環(huán)參數(shù)整定與串級(jí)對(duì)副環(huán)的要求相同主控制器與簡(jiǎn)單均勻控制要求相同主、副控制器一般都采用純比例控制規(guī)律2024/3/3170均勻控制系統(tǒng)FCLC特點(diǎn)：2024/4/1715、分程控制系統(tǒng)變送器控制器電∕氣20～100KPaAB60～100KPa20～60KPa20～100KPa由一個(gè)控制器的輸出信號(hào)分段分別去控制兩個(gè)或兩個(gè)以上控制閥動(dòng)作的系統(tǒng)稱(chēng)為分程控制系統(tǒng)2024/3/31715、分程控制系統(tǒng)變送器控制器電∕氣202024/4/172分程控制系統(tǒng)10020601000閥壓/kPa閥開(kāi)度(%)20601000閥壓/kPaB閥閥開(kāi)度(%)100B閥A閥A閥10020601000閥壓/kPa閥閥閥開(kāi)度(%)BA20601000閥壓/kPaA閥B閥閥開(kāi)度(%)100分程控制方案中，閥的開(kāi)閉形式，可分同向和異向兩種氣開(kāi)氣閉2024/3/3172分程控制系統(tǒng)10020601000閥壓2024/4/173分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用

用于擴(kuò)大控制閥的可調(diào)范圍例1可調(diào)比：閥所能控制的最大流量與最小流量之比控制器AB

設(shè)：分程控制中使用的大小兩只控制閥的最大流通能力分別為：且兩個(gè)閥的可調(diào)范圍相等：RA=RB=30若忽略大閥的泄露則其最小流通量為：最大流通能力為：+所以?xún)蓚€(gè)閥組合在一起的可調(diào)范圍擴(kuò)大到：

2024/3/3173分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用例1可調(diào)比：閥所能2024/4/174分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用

用于控制滿(mǎn)足工藝上操作的特殊要求例2間歇式反應(yīng)器的溫度分程控制冷水TC蒸汽“B”氣開(kāi)閥“A”氣關(guān)閥1000.020.060.1“B”“A”0MPa氣關(guān)閥氣開(kāi)閥閥開(kāi)度(%)氣開(kāi)氣關(guān)反2024/3/3174分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用例2間歇式反應(yīng)器的2024/4/175分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用例3

用于控制滿(mǎn)足工藝上操作的特殊要求PC排空氣關(guān)閥“B”“A”氣開(kāi)閥N2N21000.020.060.1“B”“A”0MPa氣關(guān)閥氣開(kāi)閥閥開(kāi)度(%)2024/3/3175分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用例3PC排空氣關(guān)閥2024/4/1766、選擇性控制系統(tǒng)非正常工況一般采取的處理方法有兩種：連鎖保護(hù)緊急性停車(chē)自動(dòng)切換至手動(dòng)選擇性控制系統(tǒng)-------當(dāng)生產(chǎn)操作趨向限制條件時(shí)，一個(gè)用于控制不安全工況的控制方案將取代正常情況下的控制方案，直到生產(chǎn)操作重新回到安全范圍以?xún)?nèi)恢復(fù)原控制方案為止。選擇性控制系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)控制器（或多個(gè)變送器）由選擇器選擇出能適應(yīng)生產(chǎn)安全狀況的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。2024/3/31766、選擇性控制系統(tǒng)非正常工況一般采取的2024/4/177選擇性控制系統(tǒng)的應(yīng)用氣開(kāi)閥液氨TC氣氨TC氣開(kāi)閥液氨RTC氣氨HCLS氣開(kāi)閥液氨液氨蒸發(fā)器（利用液氨的汽化需要吸收大量熱量來(lái)冷卻流管內(nèi)物料）例1

2024/3/3177選擇性控制系統(tǒng)的應(yīng)用氣開(kāi)閥液氨TC氣氨2024/4/178

積分飽和及其防止

一個(gè)具有積分作用的控制器，當(dāng)其處于開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)時(shí)，如果偏差輸入信號(hào)一直存在，那么由于積分作用的結(jié)果，將使控制器的輸出不斷增加或不斷減小，一直達(dá)到輸出的極限值并保持在此極限值上，而控制器暫時(shí)喪失了控制功能的現(xiàn)象，稱(chēng)為“積分飽和”現(xiàn)象。

產(chǎn)生積分飽和的原因1、控制系統(tǒng)中控制器具有積分控制規(guī)律；2、控制器輸入偏差長(zhǎng)期存在得不到補(bǔ)償。

2024/3/3178積分飽和及其防止一個(gè)具2024/4/179防止積分飽和方法1、限幅法通過(guò)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)措施對(duì)積分反饋信號(hào)加以限制（電動(dòng)Ⅱ型儀表、電動(dòng)Ⅲ型儀表中有專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的限幅控制器2、外反饋法在控制器處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)時(shí)，借用其它相應(yīng)信號(hào)對(duì)控制器進(jìn)行積分外反饋來(lái)限制積分的作用3、積分切除法在控制器處于開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)時(shí)，就將控制器的積分作用切除掉2024/3/3179防止積分飽和方法1、限幅法2024/4/180五、ESD介紹第一節(jié)ESD簡(jiǎn)介一、什么是ESD？為什么要用ESD?

ESD是英文EmergencyShutdownDevice緊急停車(chē)系統(tǒng)的縮寫(xiě)。這種專(zhuān)用的安全保護(hù)系統(tǒng)。是90年代發(fā)展起來(lái)的，以它的高可靠性和靈活性而受到一致好評(píng)。ESD緊急停車(chē)系統(tǒng)按照安全獨(dú)立原則要求，獨(dú)立于DCS集散控制系統(tǒng)，其安全級(jí)別高于DCS。在正常情況下，ESD系統(tǒng)是處于靜態(tài)的，不需要人為干預(yù)。作為安全保護(hù)系統(tǒng)，凌駕于生產(chǎn)過(guò)程控制之上，實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的安全性。只有當(dāng)生產(chǎn)裝置出現(xiàn)緊急情況時(shí)，不需要經(jīng)過(guò)DCS系統(tǒng)，而直接由ESD發(fā)出保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)，避免危險(xiǎn)擴(kuò)散造成巨大損失。據(jù)有關(guān)資料顯示，當(dāng)人在危險(xiǎn)時(shí)刻的判斷和操作往往是滯后的、不可靠的，當(dāng)操作人員面臨生命危險(xiǎn)時(shí)，要在60s內(nèi)做出反應(yīng)，錯(cuò)誤決策的概率高達(dá)99.9%。因此設(shè)置獨(dú)立于控制系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖是十分有必要的，這是作好安全生產(chǎn)的重要準(zhǔn)則。該動(dòng)則動(dòng)，不該動(dòng)則不動(dòng)，這是ESD