仪表及自动控制-2017.4.10要点.ppt

集散型控制系统在结构上是由下位机操作站和上位监控计算机组成。每个操作站可以控制十几个到几十个回路，有专用微处理机进行有效地控制，各操作站与上位机之间用网络相连接，构成各种各样的、能适应不同过程的、积木式的分级控制结构，并通过屏幕和操作台，对整个生产过程进行集中监视、集中操作和集中管理，分散控制。它适用于大中型企业的大型生产装置。 第二节 调节器及基本调节规律 执行器在自动控制系统中的作用是接受调节器的控制信号，改变操纵变量，使生产过程按预定要求正常进行。执行器一般安装在生产现场，直接与工艺介质接触，常常在高温、高压、深冷、易漏、易堵、强腐蚀等恶劣环境下工作。 1、气动薄膜调节阀 在化工生产过程中使用的最多的执行器是气动薄膜调节阀。 第三节 执行器—气动薄膜调节阀 第三节 执行器—气动薄膜调节阀 图1-3 气动执行器外形图 图1-4 气动薄膜调节阀结构示意图 第三节 执行器—气动薄膜调节阀 图1-5 执行机构的正反作用示意图 图1-6 调节机构示意图 气动薄膜调节阀的执行机构由波纹膜片、上下膜盖、 平衡弹簧等部件组成。它接收20?100KP的标准气压信号，并转换成推力。其动作的形式有正作用和反作用两种。 1.1 执行机构的正反作用 当信号压力增加，推杆向下移动的叫正作用；信号压力增加，推杆向上移动的叫反作用。 第三节 执行器—气动薄膜调节阀 1.2 调节阀的气开、气关形式。 调节阀接受的控制信号是气压信号，当膜头输入信号增大，调节阀开度也增大时，称为气开阀，反之，膜头输入压力增大，调节阀开度减小，则称为气关阀。 第三节 执行器—气动薄膜调节阀 第三节 执行器—气动薄膜调节阀 图1-7 调节阀气开、气关组合方式图 1.3 调节阀的气开、气关形式的选择。 气动薄膜调节阀有气开和气关两种形式。选择气开或气关，主要是从工艺生产的安全要求出发，其选择可以依据四条原则： （1）首先从生产安全出发。当控制信号消失，阀位的自然位置应能够保证生产人员和工艺设备的安全不致于发生事故。 （2）从保证产品质量出发，不发生或尽量少发生产品质量事故。（精馏塔回流控制阀） 第三节 执行器—气动薄膜调节阀 （3）从降低原料、成品动力损耗考虑。（精馏塔的进料阀应采用气开阀，避免原料的浪费） （4）从介质的特点考虑。（若塔釜液是易凝、易聚合、易结晶的物料时，调节阀应该选用气关阀） 第三节 执行器—气动薄膜调节阀 例题：控制加热炉燃料气的调节阀，如何选择？控制锅炉给水流量的调节阀应该如何选择？ 第三节 执行器—气动薄膜调节阀 图1-8 加热炉出口温度控制系统 图1-9 锅炉汽包水位控制系统 控制进入加热炉燃料气流量的调节阀，应该选用气开式，当气压信号中断时，应该切断进炉的燃料，以避免炉温过高而出事故；而控制锅炉给水流量的调节阀应该选用气关式，当气压信号中断时，阀门处于全开状态，给水继续流入锅炉，以保证锅炉不致烧干。 第三节 执行器—气动薄膜调节阀 1、单回路控制系统 只有一个被控过程、一个检测变送器、一个调节器和一个调节阀所组成的单闭环系统称为单回路控制系统。 第四节 单回路控制系统 图1-10 单回路控制系统方块图 调节 阀 调节 器 2、如何选择控制回路中调节器的正反作用 （1）首先分析控制回路中每一个环节的输入、输出特性，确定每一个环节的正反作用形式 （2）根据构成反馈必须为负反馈的原则选择调节器的正反作用。 （3）有些对象的正反作用特性是不变的，如：检测变送器、气开阀为正作用；气关阀为反作用，被控对象则要具体分析。 第四节 单回路控制系统 第四节 单回路控制系统 图1-11 锅炉水位控制系统 图1-12 换热器出口温度控制 第四节 单回路控制系统 图1-13 流量控制系统 图1-14 换热器温度控制系统 第四节 单回路控制系统△ 图1-15 塔釜液位控制系统 图1-16 加热炉出口温度控制系统 所谓“复杂”是相对于“简单”而言。通常指由两个或两个以上的检测变送器、调节器和执行器所组成的多回路的，或控制要求特殊的；或控制规律不同于PID的控制系统。复杂控制系统的种类较多，常使用的有串级、均匀、比值、前馈、分程、选择性控制系统等。 第五节 复杂控制系统 1、串级控制系统 第五节 复杂控制系统 图 1-17 管式加热炉出口温度控制系统 影响加热炉出口温度的干扰因素： (1)、燃气的流量和温度（f1)； (2)、燃气的压力和成分（f2)； (3)、烟囱的抽力(f3)， 采用单回路控制系统的控制作用不及时，致使最大偏差大，过渡时间长，抗扰动能力差，控制精度低，难以满足工艺要