10单回路控制系统11复杂控制系统.ppt

10.1 概述 10.1.1 换热器的温度控制 10.1.2 离心泵的流量控制 换热器的温度控制 12.4 控制阀的选择 控制阀种类繁多，各有特点，选用时需注意两点： 1、被测介质的工艺条件，如温度、压力、流量等。 2、被测介质的流量特性，如黏度、腐蚀性、毒性、是 否含悬浮颗粒、液态还是气态等。 控制阀的应用特性 气开（有信号压力时阀打开）还是气关（有信号压力时阀关闭）式的选择主要基于以下几点考虑： 1、生产的安全； 2、保证产品质量考虑； 3、降低原料和动力的损耗； 4、介质特点； 5、控制阀作用方式的选择要和控制器作用方式的选择匹配以满足控制通道作用方向的要求。 气开与气关 在新装置的设计时，通常按流通能力C值确定阀门口径，常用方法有两种： 1、根据实际最大流量Qmax，算出响应的流通能力Cmax，然 后从产品系列中选取稍大于Cmax的C值及相应的阀门口径，选取时应留必要的余地。最后在实际最大流量Qmax及实际最小流量Qmin时的阀门开度进行验算：在Qmax时应不大于90%,在Qmin时不小于10%。 2、按常用流量算出相应的流通能力Cvc。选用阀门C值应使Cvc/C在0.25~0.8之间，即按常用流量乘以4~1.25倍。一般Cvc/C=0.5为相宜，当工作特性为对数型时可更小些。 (1)特点：抗干扰能力强，过渡过程时间短，但有余差。 (2)适用：控制通道滞后较小，负荷变化不大，允许被 控量在一定范围内变化的系统。 复杂控制系统主要有串级、比值、前馈、分程、选择性、双重等控制系统。 本章主要说明串级、比值和前馈控制系统：基本原理、系统结构、性能分析、以及它们的设计和应用等方面的问题。 11.1 串级控制系统 11.1.2 工作过程 根据扰动进入系统的位置不同，可分为三种情况： 1）扰动进入副回路 假如载热体的压力变化，使通过控制阀的载热体流量相应改变（控制阀开度未改变）。这时副控制器获得偏差信号，迅速地改变控制阀的开度。如果压力扰动量小，经过副回路控制后，一般可不影响冷流体的出口温度；如果扰动量大，其大部分影响为副回路所克服，剩余小部分影响到冷流体的出口温度，使主控制器也投入控制过程。主控制器根据冷流体出口温度测量值偏离设定值的程度，适当改变副控制器的设定值。此时，副控制器把流量测量值与设定值两者的变化加在一起，从而进一步加速克服扰动的过程，使主控量（出口温度）较快回到设定值，这时控制阀留在新的开度上。 2）扰动进入主回路 假如进入换热器的冷流体流量和温度变化，破坏了热平衡而使出口温度波动，这时由主控制器先起控制作用，它通过改变副控制器的设定值而使其发出控制信号，改变控制阀的开度，即改变载热体的流量，使主控量（出口温度）尽快回到设定值。在这个在过程中，副回路虽然不能直接克服扰动，但由于副回路的存在，加速了控制作用。在主、副控制器的共同作用下，克服扰动的影响较单回路控制快，控制过程也较短。 3）扰动同时作用于主回路与副回路 假如扰动使主、副被控量同方向（即同时增大或减小）变化时，例如冷流体出口温度升高，载热体流量增大，则副控制器所接受的偏差为主、副被控量两方向之和，偏差值就较大。此时副控制器的输出就以较大幅度改变控制阀的开度，使出口温度尽快向设定值靠拢。假如扰动使主、副被控变量反方向变化（即一个增大另一个减小），则副控制阀所接受的偏差信号为主、副被控变量两方向作用之差，其值将较小。此时控制阀开度需作较小的变化就可把出口温度调整回来。 特点：两个闭环环路，内环和外环。 内环：副环，副控制器、副对象、副变送器（流量）—— 随动控制系统，给定值由主控制器输出给定，副控制器输出控制控制阀。 外环：主环，主控制器、主对象、主变送器（温度）——定值控制系统，给定值由工艺设定，主控制器输出作为副控制器的设定。 11.2 前馈控制系统 ⑶ 组成及原理 ⑷特点及局限性 11.2.2 前馈控制系统的主要形式 Ⅱ、锅炉汽包液位控制 11.2.2.2 前馈—反馈控制系统 ⑵ 锅炉汽包液位控制 11.3 比值控制系统 概念 11.3.2 常见比值控制系统 ② 方框图 2.单闭环比值控制系统 ② 方框图 3.双闭环比值控制系统 ② 方框图 4.变比值控制系统 5.串级比值控制系统 11.3.3 比值系数计算 副对象：由副控变量表征其主要特性的生产设备，如上例中载热体流量检测点到控制阀之间的管道。 主控制器：按主控变量的测量值与工艺规定值（即设定值y10）之间的偏差工作，其输出作为副控制器的设定值，在系统中起主导作用。