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电厂化学自动控制 主讲人：曾蓉 第一篇 电厂化学自动调节系统 第一章 自动调节简介 自动化的四个方面： 自动检测 自动调节 自动保护 顺序控制 自动控制分类： 模拟量控制 开关量控制 第一节 自动调节概述 一、人工调节 所谓人工调节，是指运行人员根据对参数变化原因的分析，人工操作某一阀门或挡板的开度．改变流入量或流出量，使参数恢复到给定值。 二、自动调节 电厂在生产过程中，为了使被调量恒定或按预定规律变化，采用一整套自动调节装置来代替运行人员的操作，这种用自动控制仪表进行的操作称为自动调节。 三、自动调节系统中常用的名词和术语 调节对象：被调节的生产过程或生产设备称为调节对象。 被调量：表征生产过程是否正常进行而需要加以调节的物理量称为被调量。 给定值：被调量所应保持的希望值称为给定值。 扰动：引起被调量偏离给定值的各种因素称为扰动。 调节量：由调节机构改变的使被调量恢复到给定值的物理量称为调节量。 调节机构：实现调节作用的装置称为调节机构，如调节阀、挡板、给粉机等 补充水调节系统： 四、自动调节系统的组成 一是自动调节装置：传感器、变送器、定值器、调节器和执行器； 二是调节对象。 六、自动调节系统的分类 （一）按调节系统的结构不同分类 1。开环调节系统:前馈控制系统直接根据扰动进行控制 2。闭环调节系统:根据偏差进行控制，最终消除偏差 3.复合控制：在闭环控制回路的基础上，附加一个输入信号或扰动作用的前馈通路。 （二）按给定值 不同分类 1。定值调节系统:被控量的给定值在运行中恒定不变的系统，称为定值控制系统。 2。随动调节系统:被控量的给定值是时间的未知函数的控制系统，称为随动控制系统。 3。程序调节系统:被控量的给定值是时间的已知函数的控制系统，称为程序控制系统。 （三）其他分类 单输入调节系统 多输入调节系统 七、调节过程的品质指标 调节过度过程： 1）等幅振荡 2）扩散振荡 3）衰减振荡 4）非周期过程 1.稳定性：衰减率 2.准确性：准确性是指被控量的偏差大小，它包括动态偏差yM和静态(稳态)偏差yK 动态偏差:在控制过程中，被控量与给定值之间的最大偏差称为动态偏差. 静态偏差:在控制过程结束后，被控量的稳态值y∞与给定值yg之间的残余偏差，称为静态偏差yK。 3。快速性：快速性是指过渡过程持续时间的长短，调节时间ts 被调量衰减到与稳态值这差不超过±5% 或±2%时 第二节 调节器的基本调节规律 调节规律：调节的动态特性，即调节器的输出信号与输入信号的动态关系。 一、比例规律调节器（P） 调节特点： 动作迅速，没有迟延；总是朝着消除偏差的方向动作。保证动作方向正确； 但是被调量却存在静态偏差。 二、比例积分规律调节器（PI） 式中 Si——称为积分规律调节器的积分速度； Ti，——积分时间，习惯上多用积分时间来表示被调量偏差积累的快慢。 I调节特点: 能消除静态偏差。 调节过程发生反复振荡。 2。比例积分规律调节器（PI） PI调节特点： P作用为主，使系统稳定和达到快速调节的目的。 I为辅助作用，用来消除静态偏差。 三、比例积分微分规律调节器（PID） 1。微分规律调节器 特点：按偏差的变化趋势提前进行调节，但不能单独使用。 PID调节特点： P作用为主，朝着消除偏差的方向快速动作，但有静态偏差。 I为辅助作用，用来消除静态偏差。 D作用：提前调节，有效克服对象的惯性及迟延，减小动态偏差。 1。 采用P调节器的系统存在静态偏差； 2。采用PI调节器的系统静态偏差消失，但动态偏差增大，调节时间增加； 3。而使用PID调节器，则调节质量最好，但需整定的参数最多。 实际应用时，根据控制要求，不同的调节对象需采用不同的调节器。 第三节 单回路、多回路及其他调节系统 一、单回路调节系统 只有一个输入和输出信号，反馈信号只有一个。 特点：结构简单，调节参数比较容易整定。 对复杂对象调节效果有限。 二、串级调节系统 两个调节器：主调节器的输出作为副调节器的给定值信号。 1。主调节器3：维持被调节量为给定值。 2。副调节器4：快速消除内扰。 特点： 1）结构较复杂 2）整个对象迟延和惯性减小了，动态性能改善。 四、前馈——反馈调节系统 反馈调节的特点： (1)根据被调量与给定恒之偏差进行调节，最后消除偏羌。 (2)只有当扰动引起被调量变化后．调节器才开始动作，这样被调量的动态偏差较大，因此反馈调节是一种不及时的调节。 (3)反馈调节是闭环调节。如果反馈作用或调节作用过强或相位不对，则调节作用反复作用的结果是使调节过程振荡加剧，稳定性降低，甚至失去稳定c因此反馈调节系统存在稳定性问题。 前馈调节的特点是： (1