课程小结-过程控制系统.ppt

过程控制系统 主讲：左 燕 Email: yzuo@hdu.edu.cn 2013-05-21 课程目的 本次课程学习需要掌握以下内容 主要知识点 控制系统基本知识 简单控制系统 复杂控制系统 典型设备控制系统设计 知识点 控制系统 控制系统基本组成 控制系统性能指标 控制系统描述（带控制点的工艺流程图和方框图） 控制系统基本知识 控制系统组成和控制性能指标 控制系统基本知识 控制性能指标 习题 控制系统基本知识 控制系统的两种表示形式 工艺控制流程图（带控制点的工艺流程图） 方框图 工艺控制流程图 - 常用符号 被控变量 液位L、温度T、流量F、压力P 功能 变送T、控制C、显示I、报警A 水罐液位控制系统 加热器温度控制系统 泵流量控制系统 主要知识点 控制系统基本知识 简单控制系统 复杂控制系统 典型设备控制系统设计 知识点 简单控制系统 过程动态特性（4种典型） 过程动态模型（飞升曲线法） 控制系统设计 控制变量和被控变量的选取 控制阀气开、气闭形式 控制器正、反作用 控制器参数整定 P, I, D作用 常用的整定方法 简单控制系统 过程动态特性 控制系统基本知识 控制系统基本知识 控制系统基本知识 控制系统基本知识 习题 简单控制系统设计 控制系统设计 习题 简单控制系统设计 控制系统设计 简单控制系统 控制阀气开、气闭作用选择 采用气开作用时，输入的气压信号越高，阀门的开度越大，而在失气时则全关。 采用气关作用时，输入的气压信号越高，阀门的开度越小，而在失气时则全开。 控制器正反作用选择 根据控制阀的气开、气关形式和对象的放大倍数决定控制器正、反作用方式，即使 乘积为正。 当被控对象受扰动影响输出上升（下降）时，控制器为反作用时，输出减小（增加）；控制器为正作用时，输出增加（减小）。 简单控制系统 控制器参数整定 P作用对系统性能的影响？（比例度变化的影响） 原比例控制系统增加积分(I)作用后，对系统质量有什么影响？ 原比例控制系统增加微分(D)作用后，对系统质量有什么影响？ 常用的控制器参数整定方法有哪几种？ PID参数对控制性能的影响 控制器增益 Kp 增大比例系数Kp一般将加快系统的响应，在有静差的情况下有利于减小静差，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。 积分时间Ti 增大积分时间Ti有利于减小超调，减小振荡，使系统的稳定性增加，但是系统静差消除时间变长。 微分时间Td 增大微分时间Td有利于加快系统的响应速度，使系统超调量减小，稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱。 习题 习题 习题 已知某夹套反应器温度控制系统如右所示，反应大量放热。要求控制温度为50℃，在供气中断时保证冷却。 1）选择控制阀调节阀的气开、气关特性。2）确定控制阀正、反作用。 3）画出控制系统方框图。 4）确定控制器的正反作用。 5）如果由于扰动，冷却水流量突然增大，分析温度控制系统如何克服扰动。 主要知识点 控制系统基本知识 简单控制系统 复杂控制系统 典型设备控制系统设计 复杂控制系统 串级控制系统 前馈控制系统 特殊控制系统 比值控制系统 均匀控制系统 选择性控制系统 分程控制系统 知识点 串级控制系统 串级控制系统基本组成 串级控制的特点（与简单控制系统相比） 副变量的选择（结合典型设备） 串级控制系统主、副控制器的控制规律选择 串级控制系统主、副控制器正、反作用 动态特性分析：串级控制系统如何消除扰动 串级控制系统 串级控制系统 串级控制系统的特点？（与简单控制器相比） 如何选择串级控制系统的主、副控制器的控制规律？ 副参数选择的原则是什么？ 如何确定串级控制系统中主、副控制器的正、反作用？它们与控制阀的开闭形式有什么关系？ 串级控制系统 Q1. 串级控制系统都有哪些优点？如何才能发挥串级 控制的作用？ 串级控制系统 Q2. 如何选择串级控制系统的主、副控制器的控制规律？ 串级控制系统 Q3．副参数选择的原则是什么？ 串级控制系统 Q4．如何确定串级控制系统中主、副控制器的正、反 作用？它们与控制阀的开闭形式有什么关系？ 习题 如下图所示加热器串级控制系统： 画出该控制系统的方框图，并说明主被控变量、副被控变量分别是什么？ 试确定控制阀的气开、气关形式？ 确定主、副控制器的正、反作用？ 习题 习题 下图为加热炉温度与流量串级控制系统， 、 分别为流量和温度控制器。要求： 画出其方框图； 确定调节阀的气开、气关形式； 分析干扰来自燃料油量变化时系统的工作过程。 习题 如图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保