第六章 控制方法.ppt

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第一节 单回路控制 6.1.4 调节阀流量特性的选择 6.1.5 阀门定位器的选用 6.1.7 一些常见的控制系统分析 6.2 串级控制系统 6.2.1、基本概念及工作过程 二、串级控制系统的工作过程 6.3 前馈控制 6.3.1、基本概念 6.3.2、前馈控制模型 6.4 大纯滞后过程的控制 6.5 具有反向响应过程特性的控制 6.6 比值控制 二、几种常见的比值控制方案 三、比值控制系统注意事项 1.主、从被控变量确定 2.开方器的选用 3.比值器的位置 6.7 均匀控制 一、均匀控制的目的 二、均匀控制方案的实施 双冲量控制系统 给水 过热蒸汽 LT LC M FT1 ∑ 图6-33 双冲量控制系统 三冲量前馈—串级控制系统 给水 过热蒸汽 LT LC M FT1 FT2 FC ∑ 图6-34 三冲量控制系统 一、比值控制的目的 加 热 炉 煤气 空气 TT TIC M FT Ff FIC M 图6-35 加热炉比值控制系统 1.开环比值控制系统 图6-36 开环比值控制 图6-37 开环比值控制方框图 2.单闭环比值控制系统 图6-38 单闭环比值控制 图6-39 单闭环比值控制系统方框图 3.双闭环比值控制系统 图6-40 双闭环比值控制 图6-41 双闭环比值控制系统方框图 4.串级比值控制系统 图6-42 串级比值控制系统 图6-43 串级比值控制系统方块图 安全 4.气体流量的温度、压力校正 图6-44 比值器安装位置比较 图6-45 前后精馏塔的供求关系 均匀控制的要求 图6-46 前一设备的液位和后一设备的进料量之关系 1.简单均匀控制 图6-47 简单均匀控制 均匀控制系统与单回路控制系统 图6-49 均匀控制系统与单回路控制系统比较 * * 第六章 控制方法 单回路(简单)控制系统通常是指由一个测量元件、变送器、一个控制器、一个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统。 图6-1 液位控制系统 图6-2 温度控制系统 图6-3 简单控制系统的方块图 图6-4 对象响应过程 图6-5 精馏过程示意图 1—精馏塔;2—蒸汽加热器 图6-6 苯-甲苯溶液的T-x图 图6-7 苯-甲苯溶液的p-x图 举例 举例 图6-8 精馏塔流程图 通过工艺分析,选择蒸汽流量作为操纵变量。 2.对象特性对选择操纵变量的影响 图6-9 干扰通道与控制通道的关系 不同流量特性的阀芯形状 1—快开; 2—直线; 3—抛物线; 4—等百分比 6.10 电-气阀门定位器 举例 加热炉出口温度控制系统。 图6-11 加热炉出口温度控制系统 图6-12 液位控制 液位控制系统 图6-13 控制器正、反作用开关示意图 流量控制系统 液位控制系统 压力控制系统 温度控制系统 放大系数1 滞后小,调节快 选用比例积分,一般不用微分 保持在规定范围 保持物料平衡 缓冲前后物料 气体压力 液体压力 蒸汽压力 多容对象、不均匀 时间常数小, 位置滞后小, 比例积分微分。 管式加热炉出口温度单回路控制系统 图6-14 管式加热炉温度控制系统 图6.16 管式加热炉出口温度串级控制系统的方框图 图6.15 管式加热炉出口温度串级控制系统 图6.17 串级控制系统典型方框图 举例 图6-18 精馏塔塔釜温度串级控制系统 1—精馏塔;2—再沸器 图6-19 加热炉出口温度与燃料油压力串级控制系统 图6-20 化纤厂胶液压力与压力串级控制系统 1—计量泵;2—板式热交换器;3—过滤器 图6-21 冷却器温度串级控制系统 1.干扰进入副回路 2.干扰作用于主对象 3.干扰同时作用于副回 路和主对象 应用范围 1.容量滞后较大的过程 2.纯延时较大的过程 3.干扰变化激烈且幅度 较大的过程 4.参数相关联的过程 5.非线性过程 反馈与前馈 图6-22 换热器的反馈控制 图6-23 换热器的前馈控制 图6-24 反馈控制与前馈控制方框图 1.前馈控制是基于不变性原 理工作的,比反馈控制及 时、有效 图6-25 前馈控制系统的补偿过程 (1)静态前馈控制系统 举例 蒸汽加热的换热器 图6-26 静态前馈控制实施方案 (2)动态前馈控制系统 图6-27 动态前馈控制实施方案 6.3.3.前馈-反馈控制 图6-28 换热器的前馈-反馈控制 图6-29 前馈-反馈控制系统方框图  图6-30 pH值控制系统示意图 PID控制 前馈反馈控制 预估补偿 典型特例:锅炉汽包 图6-31 自然循环式固态排渣煤粉锅炉原理图 LT LC M 给水 过热蒸汽 2、单冲量控制系统 负荷变化小、假水位现象不显著的系统适用! 图6-32 单冲量控制系统

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