第二章串级控制系统.pptVIP

2.3 串级控制系统的投运和整定 2.3.1 串级控制系统的投运 根据组成系统的仪表类型有所不同 基本原则：先投副环，后投主环，保证投运无扰动 （Ⅲ型以上仪表、计算机控制） 2.3.1 串级控制系统的投运 ● 投运步骤 4、调节主控制器手操输出，使副控制器的偏差为零 5、分别将副、主控制器切入自动 1、主、副控制器手动位置，主控制器内给定、副控制器 外给定，正反作用正确，PID参数正确 2、副控制器手动操作 3、通过副参数的变化，使主参数接近给定值，而副参数 变化也比较平稳 2.3.2 串级控制系统的工程整定方法 逐步逼近法、两步法、一步法，先副环，后主环 ● 两步法 ●主环控制器比例度100%，积分时间最大，微分时间最小， 按 4：1整定方法直接整定副环，确定副环4：1振荡过程 时的比例度和振荡周期； ●放好副控制器4：1的比例度，积分时间最大，微分时间最小， 同样方法整定主控制器，确定副环4：1振荡过程时的比例度和 振荡周期； 分两步整定两个控制器 ●按照得到的四个参数，可按单回路系统的公式计算PID参数； ●先副后主、先比例次积分后微分投入，再小范围调整。 2.3.2 串级控制系统的工程整定方法 ● 一步法 ●表2-1 副控制器参数经验设置值； ●按单回路方法直接整定主控制器； 主要整定主控制器，比两步法简单、实用 ●观察控制过程，适当调整主控制器K值，或适当调整副控制器的参数 串级控制系统 2.1 概述 2.2 串级控制系统的实施 2.3 串级控制系统的投运和整定 2.4 串级控制系统的特点 2.5 串级系统副回路的设计 实验：串级控制系统连接、投运和整定、 主、副环抗干扰能力比较、质量研究 第2章 教学进程 系统方块图的比较，串级系统和单回路系统，可见串级系统的特点: ①多了一个副回路； ②多了一个控制器。 2.4 串级控制系统的特点 GC(s) GV（s） G02（s） G01（s） Gm（s） R（s） GC1(s) GC2(s) GV（s） G02（s） G01（s） Gm2（s） Gm1（s） 2.4 串级控制系统的特点 （1）副回路的存在，改善了对象特性，提高了系统工作频率 GC1(s) GC2(s) GV(s) G02(s) G01（s） Gm2(s) Gm1(s) GC2(s)GV(s) GC1(s) GC2(s) GV(s) G’02(s) G01（s） Gm1(s) 2.4 串级控制系统的特点 比较可知，串级系统的等效副对象的放大倍数和时间常数都比原副对象的要小 结论 * * 过程控制系统及工程 信息学院自动化系：孙洪程 Email:Sunhc@mail.buct.edu.cn 第二章 串级控制系统 串级控制系统 2.1 概述 2.2 串级控制系统 2.3 投运和整定 2.4 串级控制系统的特点 2.5 串级系统副回路的设计 (改错:公式2—23a、2—24a中2β、1β为2c、1c) 实验：串级控制系统连接、投运和整定、 主、副环抗干扰能力比较、质量研究 第2章 教学进程 2.1 概述 单回路控制系统—简单控制系统：在一般情况下能够满足生产控制要求 特殊情况：系统干扰因素多、干扰变化剧烈，以及工艺特殊要求 复杂系统--随着控制理论与工业应用的发展，包含的内容也不同，例如 复杂大系统--人口系统，环境控制，能源控制，企业生产经营控制等。 复杂系统--多回路系统 多回路系统特征：基于PID控制策略；由多个控制回路组成的系统。 2.1 概述 ●复杂控制系统 80-90%控制系统是基于PID控制的系统，包括多回路系统。 多回路系统应用状况 以乙烯生产厂为例，它共有421个控制回路 其中：常规PID单回路 347个 串级、比值等 74个（串级24） 多回路系统占17.5% ●多回路系统的发展 2.1 概述 ●串级控制系统原理 精馏控制过程： 提馏段温度控制 — 通过控制再沸器加热蒸汽量来维持提馏段温度恒定 2.1 概述 TC 精馏塔提馏段温度控制： 结果：温度控制不稳定 2.1 概述 分析干扰：若干扰仅来自精馏塔进料的波动，则通过此回路 可控制温度 情况一，很多情况下，除了进料因素影响，加热蒸汽流量也会 有波动（如锅炉蒸汽出口压力的波动），这时，在一定的阀 门开度情况下，加热蒸汽量不同。 解决办法：再加入一个蒸汽流量控制系统，可控制 流量稳定 ？ 问题：两套控制系统不能协调，甚至出现矛盾