化工仪表-简单控制系统概要.ppt

* 第四节 控制器控制规律的选择及参数整定 二、衰减曲线法 32 通过使系统产生衰减振荡来整定控制器的参数值。 图9-10　4∶1和10∶1衰减振荡过程 控制作用 δ/% TI/min TD/min 比例 δs 比例+积分 1.2δs 0.5 TS 比例+积分+微分 0.8δs 0.3 TS 0.1 TS 控制作用 δ/% TI/min TD/min 比例 δs ′ 比例+积分 1.2δs ′ 2T升 比例+积分+微分 0.8 δs ′ 1.2 T升 0.4T升 表9-2　4∶1衰减曲线法控制器参数计算表 表9-3　10∶1衰减曲线法控制器参数计算表 * 第四节 控制器控制规律的选择及参数整定 在闭环的控制系统中，先将控制器变为纯比例作用，并将比例度预置在较大的数值上。在达到稳定后，用改变给定值的办法加入阶跃干扰，观察被控变量记录曲线的衰减比，然后从大到小改变比例度，直至出现4∶1或10∶ 1衰减比为止。通过比例度δs 和衰减周期TS,得到控制器的参数整定值。 33 * 第四节 控制器控制规律的选择及参数整定 34 （1）加的干扰幅值不能太大，要根据生产操作要求来定，一般为额定值的5％左右，也有例外的情况。 （2）必须在工艺参数稳定情况下才能施加干扰，否则得不到正确的δS 、TS或δS′和T升值。 （3）对于反应快的系统，如流量、管道压力和小容量的液位控制等，要在记录曲线上严格得到4∶1衰减曲线比较困难。一般以被控变量来回波动两次达到稳定，就可以近似地认为达到4∶1衰减过程了。 注意！ * 第四节 控制器控制规律的选择及参数整定 三、经验凑试法 根据经验先将控制器参数放在一个数值上，直接在闭环的控制系统中，通过改变给定值施加干扰，在记录仪上观察过渡过程曲线，运用δ、TI、TD对过渡过程的影响为指导，按照规定顺序，对比例度δ、积分时间TI和微分时间TD逐个整定，直到获得满意的过渡过程为止。 35 * 第四节 控制器控制规律的选择及参数整定 36 控制对象 对象特征 δ/% TI/min TD/min 流量 温度 压力 液位 对象时间常数小，参数有波动， δ要大；TI要短；不用微分 对象容量滞后较大，即参数受干扰候变化迟缓；δ应小；TI要长；一般需加微分 对象的容量滞后一般，不算大，一般不加微分 对象时间常数范围较大。要求不高时，δ可在一定范围内选取，一般不用微分 40～100 20 ～60 30 ～70 20 ～80 0.3 ～1 3 ～10 0.4 ～3 0.5 ～3 表9-4 控制器参数的经验数据表 * 第四节 控制器控制规律的选择及参数整定 整定的步骤 （1）先用纯比例作用进行凑试，待过渡过程已基本稳定并符合要求后，再加积分作用消除余差，最后加入微分作用是为了提高控制质量。 关键 看曲线，调参数。 37 * 第四节 控制器控制规律的选择及参数整定 38 图9-11　三种振荡曲线比较图 图9-12　比例度过大、积分时间过大时两种曲线比较图 比例度过小、积分时间过小或微分时间过大，产生的周期性激烈振荡。 如果比例度过大或积分时间过大，过渡过程变化缓慢的情形。 * 第四节 控制器控制规律的选择及参数整定 39 （2）先按表9-4中给出的范围把TI定下来，如要引入微分作用，可取TD＝(1/3～1/4)TI，然后对δ进行凑试，凑试步骤与前一种方法相同。 特点 方法简单，适用于各种控制系统。 特别是外界干扰作用频繁，记录曲线不规则的控制系统，采用此法最为合适。 此法主要是靠经验，在缺乏实际经验或过渡过程本身较慢时，往往较为费时。 * 第四节 控制器控制规律的选择及参数整定 对于同一个系统，不同的人采用经验凑试法整定，可能得出不同的参数值。 在一个自动控制系统投运时，控制器的参数必须整定，才能获得满意的控制质量。同时，在生产进行的过程中，如果工艺操作条件改变，或负荷有很大变化，被控对象的特性就要改变，因此，控制器的参数必须重新整定。 注意！ 40 * 第五节 控制系统的投运及操作中的常见问题 43 3.控制器正、反作用的确定 控制器的正反作用是关系到控制系统能否正常运行与安全操作的重要问题。要通过改变控制器的正、反作用，以保证整个控制系统是一个具有负反馈的闭环系统。 作用的方向 输入变化后，输出的变化方向。 正作用方向 反作用方向 当某个环节的输入增加时，其输出也增加，则称该环节为“正作用”方向。 当环节的输入增加时，输出减少的称“反作用”方向。 * 第五节 控制系统的投运及操作中的常见问题 测量元件及变送器 作用方向一般是“正”的。 执行器 作用方向取决于是气开阀还是气关阀。 被控对象 作用方向随具体对象的不同而各不