中国石油大学过程控制课件复杂控制前馈比值分程选择控制系统.ppt

轻柴油抽出板温度的双重控制系统 图中VPC称为“阀位控制器”，其测量值为主调节阀（本例中为三通调节阀）的开度。 系统特点： （1）对主参数的控制能力显著提高。与分程控制不同的是，两调节阀同时动作。 （2）通过设定Vsp，可实现能量回收的最大化。 “急先治标，缓再治本” 选择性控制 主要内容 选择性控制的分类； 选择性控制的设计方法 选择性控制的防积分饱和。 选择性控制分类 超驰控制（Override Control），也称约束控制（Constraint Control） 特点：被控变量类型不同，通常有两个以上的控制器，主要用于设备软保护。 被控变量选择控制（Selective Control） 特点：被控变量类型相同，通常只有一个控制器，与单回路控制相近，只是控制器输入由多个测量信号选择得到。 热点温度的选择性控制 超驰控制概念 “超驰控制系统”的被控变量往往包括： 一个常规被控变量，需要进行定值控制； 一个区间约束变量，正常工况下无需控制，但一旦超出允许范围就需要及时加以调节，以防止事故的发生。 “超驰控制系统”的操纵变量往往只有一个，因此，控制系统需要随时针对实际情况，选择某一个被控变量加以控制。 液氨蒸发器的单回路控制 如何实现待冷却物料温度的控制，并保证液氨不满罐? 液氨蒸发器的选择性控制 控制器正反作用的选择； 选择器(低选器LS或高选器HS)的选择。 液氨蒸发器的选择性控制 控制器正反作用的选择； 选择器(低选器LS或高选器HS)的选择。 选择器的性质只是取决于起超驰作用的那个控制器 选择性控制系统方块图 单回路控制 选择性与单回路控制比较 选择性控制的防积分饱和 抗积分饱和方法：当某一控制器起作用时，让另一备用控制器的输出跟踪起作用控制器的输出，从而避免备用控制器的积分累加。 多回路PID控制系统小结 用于改善控制系统性能的多回路PID系统 （1）串级控制系统； （2）前馈控制系统； （3）变增益/变比值控制系统。 用于满足工艺特定需要的多回路PID系统 （1）均匀控制系统； （2）比值控制系统； （3）分程控制系统； （4）阀位控制系统； （5）选择性控制系统。 * 这里要补充强调：串级系统的副回路要比主回路快。 * * * * * * 除法器可看作是输入为IA，输出为I0 这是一个变比值控制 * 控制器是反作用的控制器，冷水阀是气关阀，蒸汽阀是气开阀 * 控制器是反作用的控制器，冷水阀是气关阀，蒸汽阀是气开阀 * 反作用控制器 采用一中回流控制温度动态响应慢。 * * 反应器热点温度（最高温度）可能随着催化剂的老化、变质和流动而改变位置，因此在反应器内数个不同地方同时测量温度，选择最高的温度作为热点温度进行控制。 * 注意高选器、低选器的符号 选择器的性质只取决于超驰控制回路 * 注意高选器、低选器的符号 选择器的性质只取决于超驰控制回路 比值控制内容 比值控制问题的由来； 常用的比值控制方案与系统结构； 流量比值与比值器参数的关系； 变比值控制。 溶液配制问题 问题：假设NaoH用量QB和稀释水量QA可测并且QA可调。如果QB变化，如何调整以使稀释液NaoH的浓度为6~8%左右？ 解决方案： （1）出口浓度控制； （2）入口流量的比值控制（流量比值 ？）。 流量比值控制问题 要求：QA / QB = KAB（比值系数）而QB 为主动流量， QA 为可控量，要求设计一控制系统通过调节QA 以实现上述比值控制目标。 比值控制的概念 比值控制系统：实现两个或多个参数符合一定比例关系的调节系统。 主动量QB：处于主导地位的物料（主流量/主物料）。 从动量QA：按主动量进行配比，随主动量进行变化的物料（副流量）。 控制的目的：实现副流量QA与主流量QB成一定的比值关系。 K：实际流量值系数 定比值控制方案 单闭环比值控制系统 双闭环比值控制系统 比值器的设定1 稳态条件: IA = I0 假设流量测量变送环节为线性对象。 对DDZ III型仪表, 比值器的输入输出关系为 令： 稳态条件: 比值器的设定1（续） 比值器的设定2 假设流量测量变送环节为非线性对象。 对DDZ III型仪表, 比值器的输入输出关系为 乘法器的设定 稳态条件: IA = I0 对DDZ III型仪表, 乘法器的输入输出关系为 变比值控制系统 存在问题：物料A的流量回路存在非线性，当物料B的流量减少时，回路增益增大，有可能使系统不稳定，并可能出现“除零”运算。 对DDZ III型仪表, 除法器的输入输出关系为 变比值串级控制 系统功能： 前馈反馈串级 控制 ？ 上一节中所采用的前馈控制器： 系统功能——变增益串级 系统功能——前馈串级控制 × 分程控制