必威体育精装版单回路过程控制系统.ppt

智能建筑环境检测与控制技术 朱学莉 主 编 朱树先 梁雪凤 副主编 目录 1 概述 2 过程控制系统基本概念 3 建筑环境检测仪表 4 调节器和执行器 5 过程控制对象的动态特性 6 单回路过程控制系统 7 复杂过程控制系统及先进控制 8 计算机过程控制系统 6 单回路过程控制系统 本章主要介绍：单回路过程控制系统的组成及设计；对象动态特性对控制质量的影响及控制方案的确定；比例、积分、微分控制及控制器选型及控制器的参数整定方法；最后，列举了一个简单控制系统的设计实例，对本章内容进行了具体、直观的总结。 6 单回路过程控制系统 本章需重点掌握以下知识：被控参数与控制变量的选择；检测环节、执行器、调节器的正负作用选择；调节规律对控制品质的影响与调节规律选择；调节器参数的工程整定方法。 单回路控制系统的分析方法及分析结论是所有控制系统的基础，复杂控制系统的分析和设计都以单回路控制系统的分析设计方法为基础，同时可以对复杂的控制系统分析与研究提供指导思想和方法。 6 单回路过程控制系统 6.1 系统的组成及设计概述 6.2 单回路控制系统的设计 6.3 调节规律对控制品质的影响与调节规律的选择 6.4 调节器参数的工程整定方法 6.5 简单控制系统设计实例 6.1 系统的组成及设计概述 单回路控制系统，也称简单回路控制系统，是指系统由一个测量元件及变送器、一个控制器、一个调节阀和一个调节对象组成，且只对一个被控参数进行控制的单闭环反馈控制系统。 举例：水箱液位控制系统和热交换器温度控制系统都是单回路控制系统，分别如图6-1和图6-2所示。 6.1 系统的组成及设计概述 6.1 系统的组成及设计概述 在图6-1所示水箱液位控制系统中，液位是被控参数，液位变送器LT将当前的液位高度信号送入液位控制器LC；控制器则根据实际检测值与液位设定值的偏差情况，输出控制信号控制执行器，改变调节阀的开度，调节水箱的输出流量以达到维持液位稳定的目的。 在图6-2所示热交换器温度控制系统中，被加热的物料出口温度是被控参数，温度变送器TT将出口的温度信号送给温度控制器TC，控制器则通过控制调节阀的开度，调节进入热交换器的载热介质流量来控制出口温度。 6.1 系统的组成及设计概述 6.1 系统的组成及设计概述 图6-3所示典型单回路控制系统框图。该系统由被控对象、测量变送装置、控制器、执行器四个基本环节组成，这四部分分别对应的传递函数为Go(s)，Gm(s)，Gc(s)，Gv(s)。图6-3中的N(s)为系统的扰动。不同目的的控制系统其被控过程、被控参数不同，所采用的检测装置、控制装置也会有所不同，但它们都可以用图6-3所示的系统方框图来表示。由图可看出，该控制系统属于简单控制系统，它只有一个反馈控制回路，因此称为单回路控制系统。 6.1 系统的组成及设计概述 单回路控制系统结构简单、投资少、易于调整和投运，是实现生产过程自动化的基本结构，能满足一般工业生产过程的控制要求，因此单回路控制系统在工业生产中的应用十分广泛。尤其当被控过程的时滞和惯性都比较小，负荷和扰动变化也比较平缓，或者控制质量要求不太高的时候，单回路控制系统更是设计的首选。 6.1 系统的组成及设计概述 例如：检测和控制仪表用12mm或10mm的细实线圆圈表示，圆圈上半部的字母代号表示仪表的类型， 6.2 单回路控制系统的设计 工业生产对过程控制系统的基本要求可简单地归结为三个方面：安全性、稳定性和经济性 安全性：是指在生产过程中，过程控制系统能够确保操作人员与设备的安全，这是对过程控制系统最重要也是最基本的要求。 稳定性：是指在存在一定扰动的情况下，过程控制系统可将工艺参数控制在规定的范围内，维持设备及系统的长期稳定运行状态，从而使生产过程平稳、连续地进行。 经济性：是指过程控制系统不但可以提高产品质量、产量，还可以节约原材料，降低生产能耗，提高产品的经济效益与社会效益。 6.2 单回路控制系统的设计 包括控制系统方案设计、工程设计、正确的过程安装和仪表调校、调节器参数整定等四大部分 一、控制方案设计 控制方案设计是过程控制系统的核心。 二、工程设计 主要包括仪表选型、现场仪表与设备安装定位、控制室操作台和仪表盘设计、供电与供气系统设计等。 三、正确的过程安装和仪表调校 保证系统可靠运行的前