過程裝備控制技術(shù)與應(yīng)用課件

1、 1、類型：、類型：氣動、電動氣動、電動 2、結(jié)構(gòu)型式和材質(zhì)：、結(jié)構(gòu)型式和材質(zhì)： 根據(jù)工藝介質(zhì)的性質(zhì)和工藝要求選擇。根據(jù)工藝介質(zhì)的性質(zhì)和工藝要求選擇。 3、氣開、氣關(guān)型式的選擇氣開、氣關(guān)型式的選擇： 從生產(chǎn)安全的角度考慮，保證設(shè)備和操作人員的安全。從生產(chǎn)安全的角度考慮，保證設(shè)備和操作人員的安全。 4、流量特性的選擇：、流量特性的選擇： （1）根據(jù)對象特性，確定工作流量特性；）根據(jù)對象特性，確定工作流量特性； （2）根據(jù)配管情況，確定理想流量特性；）根據(jù)配管情況，確定理想流量特性； 5、口徑的計算、口徑的計算 要求容器內(nèi)壓力不能過高，要求容器內(nèi)壓力不能過高，失氣時進(jìn)口閥失氣時進(jìn)口閥1處于處于“關(guān)

2、關(guān)”位置安全，故進(jìn)口閥位置安全，故進(jìn)口閥1選選氣開氣開閥；閥； 要求容器內(nèi)壓力不能過高，要求容器內(nèi)壓力不能過高，失氣時出口閥失氣時出口閥2處于處于“開開”位置安全，故出口閥位置安全，故出口閥2選選氣關(guān)氣關(guān)閥。閥。進(jìn)口閥進(jìn)口閥1出口閥出口閥2 調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式的選擇主要是調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式的選擇主要是考慮考慮工藝過程的安全要求工藝過程的安全要求，即當(dāng)過程，即當(dāng)過程控制系統(tǒng)發(fā)生故障，如氣源中斷、控控制系統(tǒng)發(fā)生故障，如氣源中斷、控制器或調(diào)節(jié)閥損壞時，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于制器或調(diào)節(jié)閥損壞時，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于什么狀態(tài)才是安全的。什么狀態(tài)才是安全的。 在選擇調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式時，應(yīng)考慮以在選擇調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)

3、形式時，應(yīng)考慮以下情況：下情況：考慮事故狀態(tài)時調(diào)節(jié)閥所處的狀態(tài)不致影響人考慮事故狀態(tài)時調(diào)節(jié)閥所處的狀態(tài)不致影響人身、工藝設(shè)備的安全。身、工藝設(shè)備的安全?？紤]事故狀態(tài)下減少經(jīng)濟(jì)損失，保證產(chǎn)品質(zhì)量?？紤]事故狀態(tài)下減少經(jīng)濟(jì)損失，保證產(chǎn)品質(zhì)量。考慮介質(zhì)的性質(zhì)，防止事故狀態(tài)下物料結(jié)晶、考慮介質(zhì)的性質(zhì)，防止事故狀態(tài)下物料結(jié)晶、凝固和堵塞給重新開工帶來麻煩，甚至損壞設(shè)凝固和堵塞給重新開工帶來麻煩，甚至損壞設(shè)備。備。 通常，選擇調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式的原則是通常，選擇調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式的原則是不使物料進(jìn)入或流出設(shè)備或裝置。不使物料進(jìn)入或流出設(shè)備或裝置。 下面是幾個常用選擇規(guī)則：下面是幾個常用選擇規(guī)則：進(jìn)入設(shè)備

4、或裝置的原料或熱源應(yīng)切斷，因此，選進(jìn)入設(shè)備或裝置的原料或熱源應(yīng)切斷，因此，選擇進(jìn)料閥為氣開閥。擇進(jìn)料閥為氣開閥。設(shè)備或裝置的出料應(yīng)切斷，因此，選擇出料閥為設(shè)備或裝置的出料應(yīng)切斷，因此，選擇出料閥為氣開閥。氣開閥。特殊場合，不應(yīng)使高溫高壓物流切斷或放空，因特殊場合，不應(yīng)使高溫高壓物流切斷或放空，因此，選擇保位閥。此，選擇保位閥。 鍋爐供水調(diào)節(jié)閥一般采鍋爐供水調(diào)節(jié)閥一般采用用氣關(guān)式氣關(guān)式，一旦事故發(fā)，一旦事故發(fā)生，可保證事故狀態(tài)下生，可保證事故狀態(tài)下調(diào)節(jié)閥處于全開位置，調(diào)節(jié)閥處于全開位置，使鍋爐不致因水中斷而使鍋爐不致因水中斷而燒干，甚至引起爆炸危燒干，甚至引起爆炸危險。險。 進(jìn)加熱爐的燃料氣或進(jìn)

5、加熱爐的燃料氣或燃料油的調(diào)節(jié)閥應(yīng)采燃料油的調(diào)節(jié)閥應(yīng)采用用氣開式氣開式，一旦事故，一旦事故發(fā)生，調(diào)節(jié)閥處于全發(fā)生，調(diào)節(jié)閥處于全關(guān)狀態(tài)，切斷進(jìn)爐燃關(guān)狀態(tài)，切斷進(jìn)爐燃料，避免爐溫繼續(xù)升料，避免爐溫繼續(xù)升高，燒壞爐管，造成高，燒壞爐管，造成設(shè)備事故。設(shè)備事故。 精餾塔的精餾塔的進(jìn)料調(diào)節(jié)閥進(jìn)料調(diào)節(jié)閥一一般選用般選用氣開式氣開式，這樣，這樣，在事故狀態(tài)下調(diào)節(jié)閥關(guān)在事故狀態(tài)下調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，停止進(jìn)料，以減少閉，停止進(jìn)料，以減少原料損耗；原料損耗； 而而回流量調(diào)節(jié)閥回流量調(diào)節(jié)閥一般選一般選用用氣關(guān)式氣關(guān)式，在事故狀態(tài)，在事故狀態(tài)下使調(diào)節(jié)閥全開，保證下使調(diào)節(jié)閥全開，保證回流量，以防止不合格回流量，以防止不合格產(chǎn)品的

6、蒸出。產(chǎn)品的蒸出。 易結(jié)晶、易凝固物料的易結(jié)晶、易凝固物料的加熱裝置，蒸汽流量調(diào)加熱裝置，蒸汽流量調(diào)節(jié)閥需選用節(jié)閥需選用氣關(guān)式氣關(guān)式。一。一旦事故發(fā)生，使其處于旦事故發(fā)生，使其處于全開狀態(tài)，保證有一定全開狀態(tài)，保證有一定的溫度，以防止物料結(jié)的溫度，以防止物料結(jié)晶、凝固和堵塞。晶、凝固和堵塞。 控制器有控制器有正作用正作用和和反作用反作用兩種方式，其兩種方式，其確定確定原則原則是使整個控制系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)。是使整個控制系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)。 根據(jù)負(fù)反饋準(zhǔn)則，要求控制系統(tǒng)開環(huán)總靜態(tài)根據(jù)負(fù)反饋準(zhǔn)則，要求控制系統(tǒng)開環(huán)總靜態(tài)放大系數(shù)為正。放大系數(shù)為正。 簡單控制系統(tǒng)由簡單控制系統(tǒng)由被控過程、檢測變送裝置

7、、被控過程、檢測變送裝置、控制閥和控制器控制閥和控制器組成，要構(gòu)成負(fù)反饋，則要組成，要構(gòu)成負(fù)反饋，則要求求KoKmKvKc0。 組成控制系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)組成控制系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)靜態(tài)放大系數(shù)靜態(tài)放大系數(shù)的正負(fù)的正負(fù)由該環(huán)節(jié)輸入輸出之間的關(guān)系確定。由該環(huán)節(jié)輸入輸出之間的關(guān)系確定。當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增大（或減小）時，其輸出也增大當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增大（或減小）時，其輸出也增大（或減?。?，則該環(huán)節(jié)為正作用，它的靜態(tài)放大（或減?。瑒t該環(huán)節(jié)為正作用，它的靜態(tài)放大系數(shù)為系數(shù)為正正。當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增大（或減?。r，輸出減?。ɑ虍?dāng)環(huán)節(jié)的輸入增大（或減小）時，輸出減小（或增大），則該環(huán)節(jié)為反作用，它的靜態(tài)放大系數(shù)增大），則該環(huán)節(jié)為反

8、作用，它的靜態(tài)放大系數(shù)為為負(fù)負(fù)。 開環(huán)總靜態(tài)放大系數(shù)是各組成環(huán)節(jié)的放大系開環(huán)總靜態(tài)放大系數(shù)是各組成環(huán)節(jié)的放大系數(shù)之積。因而，控制器正、反作用的確定與數(shù)之積。因而，控制器正、反作用的確定與被控過程、檢測變送裝置、控制閥的作用方被控過程、檢測變送裝置、控制閥的作用方式有關(guān)。式有關(guān)。 被控過程的正、反作用被控過程的正、反作用當(dāng)被控過程的輸入增大（或減小）時，其輸出亦當(dāng)被控過程的輸入增大（或減小）時，其輸出亦增大（或減小），此時稱此被控過程為增大（或減小），此時稱此被控過程為正作用正作用。正作用過程的靜態(tài)放大系數(shù)正作用過程的靜態(tài)放大系數(shù)Ko0。當(dāng)被控過程的輸入增大（或減?。r，其輸出減當(dāng)被控過程的輸入

9、增大（或減小）時，其輸出減小（或增大），此時稱此被控過程小（或增大），此時稱此被控過程反作用反作用。反作。反作用過程的靜態(tài)放大系數(shù)用過程的靜態(tài)放大系數(shù)Ko0。注意：注意：被控過程的被控過程的輸入是指操縱變量輸入是指操縱變量，即通過控，即通過控制閥的物料或能源的流量，制閥的物料或能源的流量，輸出是被控變量輸出是被控變量。 LCLTLCLT“正作用正作用”“反作用反作用”輸入信號（操縱變量）：輸入信號（操縱變量）：流入量流入量輸出信號（被控變量）：輸出信號（被控變量）：液位參數(shù)液位參數(shù)輸入信號（操縱變量）：輸入信號（操縱變量）：流出量流出量輸出信號（被控變量）：輸出信號（被控變量）：液位參數(shù)液位參

10、數(shù) 控制閥的正、反作用控制閥的正、反作用氣開式調(diào)節(jié)閥的輸入信號增大（或減?。r，其氣開式調(diào)節(jié)閥的輸入信號增大（或減?。r，其開度增大（或減?。{(diào)節(jié)閥的物料或能源的流開度增大（或減?。{(diào)節(jié)閥的物料或能源的流量（控制參數(shù)）也增大（或減?。虼肆浚刂茀?shù)）也增大（或減?。虼藲忾_式氣開式調(diào)節(jié)閥為正作用，靜態(tài)放大系數(shù)調(diào)節(jié)閥為正作用，靜態(tài)放大系數(shù)Kv0。氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥的輸入信號增大（或減?。r，其氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥的輸入信號增大（或減?。r，其開度減?。ɑ蛟龃螅{(diào)節(jié)閥的物料或能源的流開度減?。ɑ蛟龃螅{(diào)節(jié)閥的物料或能源的流量（控制參數(shù)）也減?。ɑ蛟龃螅虼肆浚刂茀?shù)）也減?。ɑ蛟龃螅虼藲怅P(guān)

11、式氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥為反作用，靜態(tài)放大系數(shù)調(diào)節(jié)閥為反作用，靜態(tài)放大系數(shù)Kv0。 檢測變送裝置的正、反作用檢測變送裝置的正、反作用檢測變送裝置的輸入是被控變量，檢測變送裝置的輸入是被控變量，輸出是測量值。輸出是測量值。大多數(shù)檢測變送裝置的輸入增大大多數(shù)檢測變送裝置的輸入增大（或減?。r，其輸出亦增大（或（或減?。r，其輸出亦增大（或減?。?，故為減?。?，故為正作用正作用，靜態(tài)放大系，靜態(tài)放大系數(shù)數(shù)Km0。但也有例外的，差壓變送器檢測變但也有例外的，差壓變送器檢測變送液位如圖所示連接時，若不作零送液位如圖所示連接時，若不作零點遷移，則為反作用，靜態(tài)放大系點遷移，則為反作用，靜態(tài)放大系數(shù)數(shù)Km0。 控制器的

12、正、反作用控制器的正、反作用調(diào)節(jié)器的正、反作用是這樣規(guī)定的：調(diào)節(jié)器的正、反作用是這樣規(guī)定的：當(dāng)系統(tǒng)的測量值增加（或減小）時，控制器的當(dāng)系統(tǒng)的測量值增加（或減小）時，控制器的輸出亦增加（或減小），稱為輸出亦增加（或減小），稱為正作用正作用控制器?？刂破鳌．?dāng)系統(tǒng)的測量值增加（或減?。r，控制器的當(dāng)系統(tǒng)的測量值增加（或減?。r，控制器的輸出減?。ɑ蛟龃螅Q為輸出減?。ɑ蛟龃螅Q為反作用反作用控制器。控制器。 調(diào)節(jié)器實際上包含了比較環(huán)節(jié)和控制環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)器實際上包含了比較環(huán)節(jié)和控制環(huán)節(jié)?？刂骗h(huán)節(jié)的真正輸入是偏差（控制環(huán)節(jié)的真正輸入是偏差（e=r-y），輸出是），輸出是控制作用?？刂谱饔谩？刂骗h(huán)節(jié)的控

13、制環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù)靜態(tài)放大系數(shù)Kc是這樣來確定的：是這樣來確定的：輸入偏差增加（或減?。r，調(diào)節(jié)器的輸出亦輸入偏差增加（或減?。r，調(diào)節(jié)器的輸出亦增加（或減?。潇o態(tài)放大系數(shù)增加（或減?。潇o態(tài)放大系數(shù)Kc取正，取正，即即Kc0。輸入偏差增加（或減小）時，調(diào)節(jié)器的輸出減輸入偏差增加（或減小）時，調(diào)節(jié)器的輸出減?。ɑ蛟黾樱?，其靜態(tài)放大系數(shù)小（或增加），其靜態(tài)放大系數(shù)Kc取負(fù)，即取負(fù)，即Kc0。 由于偏差由于偏差e等于給定值等于給定值x減去測量值減去測量值z，即，即exz，當(dāng)給定值不變時，測量值增加（或減?。r，當(dāng)給定值不變時，測量值增加（或減小）時，偏差將減小（或增加）。偏差將減小（或增加

14、）。由此有，由此有，正作用控制器正作用控制器的靜態(tài)放大系數(shù)的靜態(tài)放大系數(shù)Kc為負(fù)，為負(fù)，即即Kc0；反作用控制器反作用控制器的靜態(tài)放大系數(shù)的靜態(tài)放大系數(shù)Kc為正，為正，即即Kc0。 由于大多數(shù)檢測變送裝置的靜態(tài)放大系數(shù)由于大多數(shù)檢測變送裝置的靜態(tài)放大系數(shù)Km0，一般情況下無須判別。，一般情況下無須判別。 確定調(diào)節(jié)器正、反作用方式的確定調(diào)節(jié)器正、反作用方式的步驟步驟一般為：一般為：根據(jù)生產(chǎn)工藝安全等原則確定控制閥的氣開、氣根據(jù)生產(chǎn)工藝安全等原則確定控制閥的氣開、氣關(guān)形式。關(guān)形式。按被控過程特性，確定其正、反作用。按被控過程特性，確定其正、反作用。根據(jù)組成系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù)乘積必須為根據(jù)組成

15、系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù)乘積必須為正的原則來確定控制器的靜態(tài)放大系數(shù)的符號，正的原則來確定控制器的靜態(tài)放大系數(shù)的符號，據(jù)此再確定控制器的正、反作用方式。據(jù)此再確定控制器的正、反作用方式。校核。校核。 1、圖示液位控制系統(tǒng)，操縱變量是圖示液位控制系統(tǒng)，操縱變量是進(jìn)料流量進(jìn)料流量。 從安全角度考慮，應(yīng)選擇從安全角度考慮，應(yīng)選擇氣開閥氣開閥，Kv0； 進(jìn)料閥開度增加，液位升高，過程增益進(jìn)料閥開度增加，液位升高，過程增益K00； 為保證負(fù)反饋，為保證負(fù)反饋，K開開KcKvK0Km0，因，因此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益Kc0，即選擇調(diào)，即選擇調(diào)節(jié)器為節(jié)器為反作用反作用。 可從信號流向來檢驗選

16、擇的正確與否可從信號流向來檢驗選擇的正確與否 若受干擾使液位升高：液位若受干擾使液位升高：液位 測量值測量值 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器為反作用，輸出為反作用，輸出 控制閥為氣開閥，開度控制閥為氣開閥，開度 進(jìn)進(jìn)料流量料流量 液位液位 。能實現(xiàn)負(fù)反饋控制，選擇正確。能實現(xiàn)負(fù)反饋控制，選擇正確。 如圖所示，如果檢測變送器不如圖所示，如果檢測變送器不作遷移，同時，安裝了冷凝容作遷移，同時，安裝了冷凝容器，則液位升高時，檢測變送器，則液位升高時，檢測變送器的輸出反而減小，采用這種器的輸出反而減小，采用這種安裝方式時檢測變送器的增益安裝方式時檢測變送器的增益Km0。 這時如果使用進(jìn)料閥控制液位，這時如果使用進(jìn)料閥控

17、制液位，應(yīng)選擇正作用調(diào)節(jié)器。應(yīng)選擇正作用調(diào)節(jié)器。 2、圖示液位控制系統(tǒng)，操縱、圖示液位控制系統(tǒng)，操縱變量是變量是出料流量出料流量。從安全角度考慮，應(yīng)選擇從安全角度考慮，應(yīng)選擇氣氣關(guān)閥關(guān)閥，Kv0；出料閥開度增加，液位下降，出料閥開度增加，液位下降，過程增益過程增益K00；為保證負(fù)反饋，為保證負(fù)反饋，K開開KcKvK0Km0，因此，應(yīng)，因此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益選擇調(diào)節(jié)器增益Kc0，即，即選擇調(diào)節(jié)器為選擇調(diào)節(jié)器為反作用反作用。 校核。校核。TC燃料氣燃料氣加熱爐出口溫度控制加熱爐出口溫度控制“正正”氣開氣開“正正”“反反”（1）確定閥的氣開、氣關(guān)型式：確定閥的氣開、氣關(guān)型式：失氣時閥處于失氣時閥處于

18、“關(guān)關(guān)”位置安全，位置安全，選選氣開閥氣開閥，為，為“正作用正作用”方向，方向，即即 Kv0；（2）確定被控對象的正反作用：）確定被控對象的正反作用：燃料閥開大，燃料流量增大，被燃料閥開大，燃料流量增大，被控變量爐出口溫度增大，故對象控變量爐出口溫度增大，故對象是是“正作用正作用”方向，即方向，即 K00 ；（3）確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為保證負(fù)反饋，保證負(fù)反饋，K開開KcKvK0Km0，因此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益因此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益Kc0，即選擇調(diào)節(jié)器為即選擇調(diào)節(jié)器為“反作用反作用”。（4）校核：）校核：T反作用反作用TC輸出輸出氣開閥氣開閥關(guān)小燃料氣閥門關(guān)小燃料氣閥門T

19、T T反作用反作用TCTC輸出輸出氣開閥氣開閥開大燃料氣閥門開大燃料氣閥門T T冷物料的流量冷物料的流量 TC燃料氣燃料氣原料原料“正正”“正正”“反反”“正正”氣開氣開“正正”LC液位控制液位控制（2）確定被控對象的正反作用：）確定被控對象的正反作用：閥門開大，出口流量增大，被控變閥門開大，出口流量增大，被控變量液位降低，故對象是量液位降低，故對象是“反作用反作用”方向，即方向，即 K00 ；（3）確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為保）確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為保證負(fù)反饋，證負(fù)反饋，K開開KcKvK0Km0，因，因此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益此，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器增益Kc0 ；L正作用正作用LC輸出輸出氣開閥氣開閥開

20、大閥門開大閥門L“反反”1、選擇依據(jù)選擇依據(jù)： 保證整個控制系統(tǒng)是一個具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。保證整個控制系統(tǒng)是一個具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。2、各環(huán)節(jié)的符號規(guī)定（作用方向）各環(huán)節(jié)的符號規(guī)定（作用方向）： 所謂所謂作用方向作用方向，就是指輸入變化后，輸出的變化，就是指輸入變化后，輸出的變化方向。方向。 當(dāng)某個環(huán)節(jié)的輸入增加時，其輸出也增加，則稱當(dāng)某個環(huán)節(jié)的輸入增加時，其輸出也增加，則稱該環(huán)節(jié)為該環(huán)節(jié)為“正作用正作用”方向（取方向（取“”）； 反之，當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增加時，輸出減少的稱反之，當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增加時，輸出減少的稱“反反作用作用”方向（取方向（取“”） 。（1）被控對象被控對象：當(dāng)操縱變量增加時，

21、被控變：當(dāng)操縱變量增加時，被控變量也增加的對象屬于量也增加的對象屬于“正作用正作用” （?。ㄈ　啊保┑模环粗?，被控變量隨操縱變量的增加而降的；反之，被控變量隨操縱變量的增加而降低的對象屬于低的對象屬于“反作用反作用” （?。ㄈ　啊保┑摹５?。LCLTLCLT“正作用正作用” （“”）；“反作用反作用” （“”）；（2）控制閥控制閥：當(dāng)控制器輸出信號：當(dāng)控制器輸出信號（即執(zhí)行器的輸入信號）增加時，（即執(zhí)行器的輸入信號）增加時，氣開閥的開度增加，因而流過閥的氣開閥的開度增加，因而流過閥的流體流量也增加，故流體流量也增加，故氣開閥是氣開閥是“正正”方向（取方向（取“”）；反之，由于當(dāng)；反之，由于當(dāng)氣關(guān)

22、閥氣關(guān)閥接收的信號增加時，流過閥接收的信號增加時，流過閥的流體流量反而減少，所以是的流體流量反而減少，所以是“反反”方向（取方向（取“”）。（3）控制器控制器：當(dāng)給定值不變，被控變：當(dāng)給定值不變，被控變量測量值增加時控制器的輸出也增加，量測量值增加時控制器的輸出也增加，稱為稱為“正作用正作用”方向（取方向（取“”），或，或當(dāng)測量值不變，給定值減小時，控制器當(dāng)測量值不變，給定值減小時，控制器的輸出增加的稱為的輸出增加的稱為“正作用正作用”方向（取方向（取“”）；反之，如果測量值增加（或；反之，如果測量值增加（或給定值減小）時，控制器的輸出減小的給定值減小）時，控制器的輸出減小的稱為稱為“反作用反

23、作用”方向（取方向（取“”）。正負(fù)號規(guī)定：正負(fù)號規(guī)定：控制閥：氣開，氣關(guān)控制閥：氣開，氣關(guān)控制器：正作用，反作用控制器：正作用，反作用對象：控制閥流量增大時被控量增大，反之為對象：控制閥流量增大時被控量增大，反之為變送器：通常為變送器：通常為控制器正反作用方式選擇：控制器正反作用方式選擇：控制器控制器控制閥控制閥對象對象變送器變送器（1）先確定控制閥的氣開、氣關(guān)型式）先確定控制閥的氣開、氣關(guān)型式（閥的符號）；（閥的符號）；（2）根據(jù)被控對象的特性，確定其正反）根據(jù)被控對象的特性，確定其正反作用方向（對象的符號）；作用方向（對象的符號）；（3）根據(jù)整個控制系統(tǒng)為一個具有）根據(jù)整個控制系統(tǒng)為一個具

24、有負(fù)反負(fù)反饋饋的閉環(huán)系統(tǒng)的原則（各環(huán)節(jié)符號的乘積的閉環(huán)系統(tǒng)的原則（各環(huán)節(jié)符號的乘積必須為必須為“”，控制器控制器控制閥控制閥對象對象變送器變送器 ），確定控制器的正反作），確定控制器的正反作用（控制器的符號）；用（控制器的符號）；（4）校核。）校核。TC燃料氣燃料氣加熱爐出口溫度控制加熱爐出口溫度控制“正正” “”氣開氣開“正正” “”“反反” “”（1）確定閥的氣開、氣關(guān)型式：確定閥的氣開、氣關(guān)型式：失氣時閥處于失氣時閥處于“關(guān)關(guān)”位置安全，位置安全，選氣開閥，為選氣開閥，為“正作用正作用”（“”）方向；方向；（2）確定被控對象的正反作用：）確定被控對象的正反作用：燃料閥開大，燃料流量增大，

25、被燃料閥開大，燃料流量增大，被控變量爐出口溫度增大，故對象控變量爐出口溫度增大，故對象是是“正作用正作用” （“”）方向；方向；（3）確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為確定調(diào)節(jié)器的正反作用：為保證負(fù)反饋保證負(fù)反饋（各環(huán)節(jié)符號的乘積必（各環(huán)節(jié)符號的乘積必須為須為“”），應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器為，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)器為“反作用反作用”（“”）。）。（4）校核：）校核：T反作用反作用TC輸出輸出氣開閥氣開閥關(guān)小閥門關(guān)小閥門T 1、被控變量的選擇；、被控變量的選擇； 直接指標(biāo)：直接指標(biāo)： 間接指標(biāo)：間接指標(biāo)： 2、操縱變量的選擇，控制方案的確定；、操縱變量的選擇，控制方案的確定； 影響被控變量的因素。影響被控變量的因素。 3、過

26、程檢測控制儀表的選用；、過程檢測控制儀表的選用； （1）測量元件及變送器：）測量元件及變送器： （2）調(diào)節(jié)閥：）調(diào)節(jié)閥： 根據(jù)生產(chǎn)安全原則及被控介質(zhì)特點，選氣開、氣關(guān)閥。根據(jù)生產(chǎn)安全原則及被控介質(zhì)特點，選氣開、氣關(guān)閥。 根據(jù)過程特性與控制要求選用對應(yīng)流量特性的調(diào)節(jié)閥。根據(jù)過程特性與控制要求選用對應(yīng)流量特性的調(diào)節(jié)閥。 根據(jù)被控介質(zhì)流量選擇閥的口徑。根據(jù)被控介質(zhì)流量選擇閥的口徑。 （3）調(diào)節(jié)器：）調(diào)節(jié)器： 根據(jù)過程特性與工藝要求，可選用控制規(guī)律。根據(jù)過程特性與工藝要求，可選用控制規(guī)律。 根據(jù)構(gòu)成系統(tǒng)負(fù)反饋原則，確定調(diào)節(jié)器的正、反作用。根據(jù)構(gòu)成系統(tǒng)負(fù)反饋原則，確定調(diào)節(jié)器的正、反作用。 在過程控制系統(tǒng)

27、方案設(shè)計、設(shè)備選型、在過程控制系統(tǒng)方案設(shè)計、設(shè)備選型、安裝調(diào)校就緒后，下一步要進(jìn)行的工作安裝調(diào)校就緒后，下一步要進(jìn)行的工作就是就是系統(tǒng)的投運與調(diào)整、整定系統(tǒng)的投運與調(diào)整、整定。 工藝過程及要求工藝過程及要求 被控被控變量變量選擇選擇 操縱變量操縱變量選擇選擇 過程檢測、控制設(shè)備的選用過程檢測、控制設(shè)備的選用 如圖是奶粉生產(chǎn)工藝中的噴霧式干燥設(shè)備。此如圖是奶粉生產(chǎn)工藝中的噴霧式干燥設(shè)備。此工藝要求保證奶粉含水量在工藝要求保證奶粉含水量在2%2.5%。高高位位槽槽過濾器過濾器干干燥燥器器產(chǎn)品產(chǎn)品鼓鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)換熱器換熱器旁路旁路風(fēng)管風(fēng)管風(fēng)管風(fēng)管蒸汽蒸汽fFfqfPn已濃縮的奶液從已濃縮的奶液從儲槽流

28、下，經(jīng)過儲槽流下，經(jīng)過濾后從干燥器頂濾后從干燥器頂部噴出。干燥空部噴出。干燥空氣被加熱后經(jīng)風(fēng)氣被加熱后經(jīng)風(fēng)管吹入干燥器。管吹入干燥器。滴狀奶液在熱風(fēng)滴狀奶液在熱風(fēng)中干燥成奶粉，中干燥成奶粉，并被氣流帶出干并被氣流帶出干燥器。燥器。 直接指標(biāo)：直接指標(biāo)：產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品質(zhì)量（水分含量）（水分含量） 水分含量反映產(chǎn)品質(zhì)量，是主要的工藝技術(shù)指標(biāo)。水分含量反映產(chǎn)品質(zhì)量，是主要的工藝技術(shù)指標(biāo)。 由于產(chǎn)品水分含量測量十分困難，且測量精度不高。由于產(chǎn)品水分含量測量十分困難，且測量精度不高。 試驗發(fā)現(xiàn)，奶粉含水量與干燥器溫度之間存在單試驗發(fā)現(xiàn)，奶粉含水量與干燥器溫度之間存在單值關(guān)系。出口溫度穩(wěn)定在值關(guān)系。出口溫度

29、穩(wěn)定在1502，則奶粉含，則奶粉含水量符合水量符合2%2.5% 。 間接指標(biāo)：間接指標(biāo)：干燥器的溫度干燥器的溫度 根據(jù)生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品質(zhì)量（水分含量）與干燥溫度有根據(jù)生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品質(zhì)量（水分含量）與干燥溫度有密切相關(guān)，因而選密切相關(guān)，因而選干燥器的溫度為被控參數(shù)干燥器的溫度為被控參數(shù)（間接參（間接參數(shù)）。數(shù)）。n乳化液流量乳化液流量f1n旁路冷風(fēng)量旁路冷風(fēng)量f2n加熱蒸汽量加熱蒸汽量f3n選其中任一變量作選其中任一變量作為操縱變量，均可構(gòu)為操縱變量，均可構(gòu)成溫度控制系統(tǒng)，即成溫度控制系統(tǒng)，即可以得到三個不同的可以得到三個不同的控制方案。控制方案。高高位位槽槽過濾器過濾器干干燥燥器器產(chǎn)品產(chǎn)品鼓鼓風(fēng)

30、風(fēng)機(jī)機(jī)換熱器換熱器旁路旁路風(fēng)管風(fēng)管風(fēng)管風(fēng)管蒸汽蒸汽f1f2f3三、控制參數(shù)選擇，控制方案的確定三、控制參數(shù)選擇，控制方案的確定n影響干燥器溫度的主要影響干燥器溫度的主要可控可控因素因素有：因素因素有：影響量作用的位置不同：影響量作用的位置不同：f3蒸氣流量蒸氣流量f2旁路冷風(fēng)流量旁路冷風(fēng)流量f1乳液流量乳液流量 熱交換器熱交換器T=100, T=100送風(fēng)管道送風(fēng)管道 =3干燥器干燥器 Go乳液流量變化乳液流量變化f1的作的作用通道最短；旁路冷風(fēng)流用通道最短；旁路冷風(fēng)流量變化量變化f2的作用通道增加了的作用通道增加了3秒的滯后；加熱蒸汽流量秒的滯后；加熱蒸汽流量變化變化f3的作用通道又增加了的作用通道又增加了兩個兩個100秒的雙容滯后。秒的雙容滯后。干干燥燥器器f1f2f3q控制方案：控制方案：方案方案1：取乳化液流取乳化液流量為操縱變量（調(diào)節(jié)閥量為操縱變量（調(diào)節(jié)閥1） v控制通道最短控制通道最短f3f2