2.2-均匀控制系统 (2).ppt

2.2均匀控制系统目录2.2.1均匀控制系统的由来和目的均匀控制系统是就一种控制方案所起的作用而言的，因为从方案的结构看，有时像一个简单液位（或压力）定值控制系统，有时像一个液位与流量（或压力与流量）的串级控制系统。所以要识别一些方案是否起均匀控制作用，或者在怎样的情况下应该设计均匀控制系统，认识他们的本质是非常重要的。2.2.1均匀控制系统的由来和目的石油化工生产过程是一个连续生产过程，随着生产的进一步强化，使得前后生产过程的关系更加紧密了，往往出现前一设备的出料直接作为后一设备的进料，而后者的出料又连续输送给其他设备作进料。现以连续精馏的多塔分离过程为例，如图2.2-1所示。2.2.1均匀控制系统的由来和目的图2.2-1前后精馏塔的供求关系2.2.1均匀控制系统的由来和目的单个精馏塔都尽可能使自身操作平衡。对于甲塔，塔釜液位往往是一个重要的参数，因为它与塔釜的传热和汽化有较大关系，影响分离效果，为此装有液位控制系统。当液位由于某种干扰而变化时，液位控制器就通过改变出料量来维持液位稳定。而甲塔出料的波动对乙塔是一个进料扰动。2.2.1均匀控制系统的由来和目的使乙塔的平衡操作收到破坏，这种影响持续下去，以致这个系统的操作不能稳定。对于乙塔来说，希望进料平衡，需要设置进料流量控制系统。显然，这与甲塔的液位控制系统的工作是相互矛盾的，以致两个系统都无法正常工作。2.2.1均匀控制系统的由来和目的出现的问题：甲塔的液位控制系统与乙塔进料流量控制系统相耦合。（a）液位定值控制（b）流量定值控制2.2.1均匀控制系统的由来和目的解决问题的方法：1.加中间储槽2.2.1均匀控制系统的由来和目的解决问题的方法：1.加中间储槽2.2.1均匀控制系统的由来和目的解决问题的方法：2.设置均匀调节系统2.2.1均匀控制系统的由来和目的解决问题的方法：3.采用解耦控制系统2.2.1均匀控制系统的由来和目的均匀控制系统2.2.1均匀控制系统的由来和目的2.2.2均匀控制系统特点2.2.3均匀控制方案1.简单均匀控制系统（如图所示）2.2.3均匀控制方案1.简单均匀控制系统（如图所示）特点：方案结构简单，但对克服阀前后压力变化的影响及液位贮罐自衡作用的影响效果差。适用场合：进料量为主干扰，流量波动大，自衡能力弱的对象。（自衡能力弱指：当流量变化很激烈，而液位变化很小）2.2.3均匀控制方案2.串级均匀控制系统2.2.3均匀控制方案2.串级均匀控制系统特点：串级均匀控制系统所用的仪表较多。适用场合：控制阀前后压力干扰和自衡作用较显著而且对流量的平稳要求又高的场合。2.2.3均匀控制方案2.串级均匀控制系统2.2.3均匀控制方案3.双冲量均匀控制系统（a）原理图（b）方块图双冲量均匀控制是以液位和流量两信号之差（或和）为被控变量来达到均匀控制目的的系统。2.2.4均匀控制系统的理论分析（一）采用比例调节规律2.2.4均匀控制系统的理论分析在一般情况下的简单均匀控制，建议采用纯比例控制，这是因为：①纯比例控制仪表投资可减少，可以用变送器代替100%调节器。②从求得的传递函数可以看出液位H与流量Q0具有很好的同步性（如图所示）。2.2.4均匀控制系统的理论分析采用纯比例调节的均匀控制系统的特点：由于同步性，输出流量的变化总比输入流量变化幅度小。静态增益始终比1小，并且输入频率越高，输出变化越小（缓冲的好），具有低频通过，高频滤掉特性。由于输出变化小（在流速恒定下）通过流出管道的最大流量减小，因此下一部分的管道与阀门的尺寸都可以缩小。对操作工人，输出参数变化缓慢，心理上有好处。2.2.4均匀控制系统的理论分析调节器参数kc很容易整定，因为余差所以kc越大，余差越小；流出量变化越大。同时时间常数越小，变化也越大。变化不会引起振荡(因为只有一个极点)，比例度一般取等于100%，这意味着液位变送器达到上限值时，调节阀全开；液位变送器达到上限值时，调节阀全开。2.2.4均匀控制系统的理论分析