[工学]19第五章1-单回路控制系统.ppt

第五章 单回路控制系统 5.1 被控变量的选择 5.2 对象特性对控制质量的影响及 操作变量的选择 5.3 单回路系统的投运和整定 5.4 控制阀的选择 5.5 测量、变送器基本原理与选择 单回路控制系统框图 被控对象的三种变量 干扰变量 … 操作变量 被控变量 例如：奶粉干燥控制系统 精馏塔多种被控变量和多种操作变量 如加热炉：工艺要求控制加热炉出口温度，则温度作为被控变量又如精馏塔：工艺要求控制提馏段温度与 加热蒸汽流量，则温度与 流量均作为被控变量 例2：油加热炉温度复合系统 例3：蒸汽加热的带搅拌储槽的温度控制系统 例4：电加热的带搅拌储槽的温度控制系统 例5：一个放热的化学反应器 例6：一个加热油的熔炉， 热油出口温度控制 例6：一个加热油的熔炉，热油出口温度和燃料油流量控制 例7：处理沙、水比的选择性控制 例8：一个典型的蒸馏塔的 被控变量和操作变量 塔顶温度控制系统 选择原则 （1）? 测量滞后 P （2）? 工艺合理性 T 工艺合理性：①规定塔压稳定， 保证分离度，保证效率。 ②各块塔板压力恒定， XD与T有对应关系 ∴选择XD=F（T） 总结：被控变量选择原则 1、直接指标测量滞后小，选择直接指标 为被控变量 2、选择间接指标时应考虑 ①工艺合理性 ②测量滞后小，对直接指标有最大灵敏度 ③实施方便 3、直接指标信号微弱，可选用间接指标 4、考虑国内外仪表状况 预测PID控制器的研究及工业应用 预测PID控制器 采用输出变量的历史数据实时递推计算模型未来d步的输出，基于输出预报值, 根据PID控制规律计算控制量 被控对象的两种通道 2. 操作变量（调节量）的选择原则 （1）、可控、 （2）、调节通道放大倍数大于干扰通道 放大倍数 （3）、干扰通道时间常数越大越好 （4）、调节通道纯滞后时间越小越好 （5）、干扰远离被控变量而靠近调节阀 （6）、工艺合理性 见教材 第97－99页 被控变量：干燥筒的温度 操作变量： 1、乳化物流入量 G－－－调节通道滞后最小，校正最灵敏。 所有干扰都靠近调节阀。 但乳化物是生产负荷，不宜操作。 2、换热器旁路空气流量 Q－－－调节通道度灵敏次之，滞后时间 稍大。蒸气量干扰仍靠近调节阀。适合 3、加热蒸气流量 P－－－调节通道最长，滞后最大，干扰都离开 调节阀，不适合。 5.3 单回路系统的投运和整定 1、控制系统的投运 2、控制器的选择 3、控制系统的整定 1、控制系统的投运 所谓控制系统的投运，就是由手动工作状态 切换到自动工作状态------由调节器上的 “手动---自动”切换开关完成。 当自动控制系统出现故障时，则由自动工作状态切换到手动工作状态。 切换过程应为“双向无平衡无扰动切换” 2、 控制器的选择 （1）、常用控制算式：P 、PI 、PID （2）、 控制参数: 比例带、积分时间、微分时间 （3）、 正、反作用的选择： 纯比例作用时调节器的输出随测量值的变化情况。 正作用---调节器的输出随测量值的增加而增加。 反作用---调节器的输出随测量值的增加而减小。 （把比较机构放在调节器的内部容易理解。） 调节器正反作用符号法 各环节符号： 1）调节器反作用为正，正作用为负 2）对象：输入增加，输出增加为正 3）阀：气开阀为正，气关阀为负 控制系统正常工作： 必须为负反馈，为保证负反馈， 各环节放大系数乘积为正。 反馈控制系统的典型响应 3、控制器的参数整定 目的 方法 决定控制系统质量指标的因素 目的： 对象特性 控制方案 干扰的形式和大小 控制器的选型和参数整定 所谓参数整定就是求取满足某项质量指标的控制器的 最佳参数。一般采用单一性能指标，如