过程控制工程 总结教学课件.ppt

特别强调：控制通道时间常数T0的大小反映了控制作用的强弱，反映了控制器的校正作用克服扰动对被控参数影响的快慢。若T0太大，控制作用太弱，被控参数变化缓慢，控制不及时，系统过渡时间长，控制质量下降。若T0太小，易引起系统振荡，使系统稳定性下降。所以，T0应适当小一点。执行器的选择概念执行器组成：执行机构和调节机构，调节机构就是阀门根据执行机构所使用能源的不同，执行器可以分为气动、电动、液动三大类。气动执行器接受0.2×105～1.0×105Ｐa的标准气压信号控制阀的流量特性：指介质流过控制阀阀门的相对流量与相对开度之间的关系。⑴理想流量特性①直线流量特性②对数（等百分比）流量特性③抛物线流量特性④快开流量特性⑵工作流量特性实际应用中，理想流量特性会因控制阀前后压差遭受阻力损失而畸变成工作流量特性。几种整定方法的比较实验费时系统闭环，安全衰减曲线法需要经验系统闭环，不需计算经验法会出现被调量等幅振荡系统闭环稳定边界法系统开环，被调量变化较大，影响生产方法简单响应曲线法缺点优点整定方法串级控制系统当对象的滞后较大，干扰比较剧烈、频繁时，采用简单控制系统往往控制质量较差，满足不了工艺上的要求，这时可考虑采用串级控制系统。第7章复杂控制系统炉膛温度变化?T2T、T2C回路先改变燃料量T1T、T1C回路再改变燃料量出料温度变化解决措施：在影响出口温度的通道中，加测炉膛温度的变化，提前控制。??燃料压力变化?3min原料出口温度θ1(t)原料T1CT1T燃料管式加热炉T2CT2T系统框图（注意规范，写出每一个环节）主控制器调节阀x1炉膛原料油f3、f4f1、f2管壁温度变送器1温度变送器2副控制器＋x2(t)θ2(t)θ1(t)－－＋串级系统特点总结：①对进入副回路的干扰有很强的克服能力；②改善了被控过程的动态特性，提高了系统的工作频率；对进入主回路的干扰控制效果也有改善；③对负荷或操作条件的变化有一定自适应能力。调节效果比较串级控制单回路控制ty重点：选择串级系统的副变量，遵循下面几个原则：①主、副变量有对应关系②副参数的选择必须使副回路包含变化剧烈的主要干扰，并尽可能多包含一些干扰③副参数的选择应考虑主、副回路中控制过程的时间常数的匹配，以防“共振”的发生④应注意工艺上的合理性和经济性主、副调节器调节规律的选择主调节器通常选用PI调节，或PID调节。副调节器一般选P调节就可以了。主、副调节器正、反作用方式的确定1、根据工艺安全、节能要求确定调节阀的正、反作用；2、按照副回路构成负反馈的原则确定副调节器的正、反作用；3、依据主回路构成负反馈的原则，确定主调节器的正、反作用。举例：1、从生产工艺安全出发，燃料油调节阀选用气开式（正作用）。一旦出现故障或气源断气，调节阀应关闭，切断燃料油进入加热炉，确保设备安全。原料出口温度θ1(t)原料T1CT1T燃料管式加热炉T2CT2T＋2、副回路中，调节阀开大，炉膛温度升高，测量信号增大，说明副对象和变送器都是正作用。为保证副回路为负反馈，副调节器应为反作用方式。原料出口温度θ1(t)原料T1CT1T燃料管式加热炉T2CT2T＋＋＋－前馈控制原理：当系统出现扰动时，立即将其测量出来，通过前馈控制器，根据扰动量的大小改变控制变量，以抵消扰动对被控参数的影响。补偿原理：不变性原理如果补偿量和干扰量以同样的大小和速度作用于被控变量，且作用方向相反的话，被控变量不变。Y(S)=F(S)Gf(s)+F(S)Gm(s)Gb(s)Gv(s)Go(s)=0前馈控制的特点：①前馈控制器是按是按照干扰的大小进行控制的，称为“扰动补偿”。如果补偿精确，被调变量不会变化，能实现“不变性”控制。②前馈控制是开环控制，控制作用几乎与干扰同步产生，是事先调节，速度快。③前馈控制器的控制规律不是PID控制，是由对象特性决定的。④前馈控制只对特定的干扰有控制作用，对其它干扰无效。前馈控制的局限性①实际工业过程中的干扰很多，不可能对每个干扰设计一套控制系统，况且有的干扰的在线检测非常困难。②前馈控制器的补偿控制规律很难精确计算，即使前馈控制器设计的非常精确，实现时也会存在误差，而开环系统对误差无法自我纠正。前馈控制系统的结构前馈控制的结构有静态补偿和动态补偿。1．静态前馈控制系统（S=0时）2．动态前馈控制系统完全按照补偿控制规律制作控制器。