第11章 化工儀表簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)

1、： 測(cè)量變送環(huán)節(jié)測(cè)量變送環(huán)節(jié) 控制器控制器 執(zhí)行器執(zhí)行器 被控對(duì)象被控對(duì)象被控變量被控變量控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對(duì)象被控對(duì)象測(cè)量變送環(huán)節(jié)測(cè)量變送環(huán)節(jié)干擾干擾偏差偏差設(shè)定值設(shè)定值選擇被控變量選擇被控變量選擇操縱變量選擇操縱變量處理測(cè)量信號(hào)處理測(cè)量信號(hào)選擇調(diào)節(jié)閥選擇調(diào)節(jié)閥選擇控制規(guī)律選擇控制規(guī)律系統(tǒng)投運(yùn)系統(tǒng)投運(yùn)參數(shù)整定參數(shù)整定概述概述控制器控制器(LC或或TC)執(zhí)行器執(zhí)行器 （控制閥）（控制閥）被控對(duì)象被控對(duì)象（液位儲(chǔ)槽或換熱器（液位儲(chǔ)槽或換熱器）測(cè)量、變送環(huán)節(jié)測(cè)量、變送環(huán)節(jié)（LT或或TT）被控變量被控變量（液位或溫度）（液位或溫度）干擾干擾偏差偏差設(shè)定值設(shè)定值廣義對(duì)象廣義對(duì)象簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方

2、塊圖簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方塊圖載熱體載熱體冷流體冷流體換熱器換熱器溫度控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)液位控制系統(tǒng)液位控制系統(tǒng)使生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)按照預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行，并使使生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)按照預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行，并使工藝參數(shù)保持在預(yù)先規(guī)定的數(shù)值上（或按預(yù)工藝參數(shù)保持在預(yù)先規(guī)定的數(shù)值上（或按預(yù)定規(guī)律變化）定規(guī)律變化）“關(guān)鍵關(guān)鍵”變量：對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及生變量：對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及生產(chǎn)過(guò)程的安全具有決定作用的變量產(chǎn)過(guò)程的安全具有決定作用的變量?jī)煞N控制類型：兩種控制類型：直接指標(biāo)控制直接指標(biāo)控制和和間接指標(biāo)控制間接指標(biāo)控制當(dāng)質(zhì)量指標(biāo)信號(hào)缺少檢測(cè)手段、信號(hào)微弱、滯當(dāng)質(zhì)量指標(biāo)信號(hào)缺少檢測(cè)手段、信號(hào)微弱、滯后很大時(shí)，可選取與直接質(zhì)量

3、指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)后很大時(shí)，可選取與直接質(zhì)量指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系而反應(yīng)又快的變量做為間接控制指標(biāo)。關(guān)系而反應(yīng)又快的變量做為間接控制指標(biāo)。選擇被控變量選擇被控變量選擇操縱變量選擇操縱變量處理測(cè)量信號(hào)處理測(cè)量信號(hào)選擇調(diào)節(jié)閥選擇調(diào)節(jié)閥選擇控制規(guī)律選擇控制規(guī)律系統(tǒng)投運(yùn)系統(tǒng)投運(yùn)參數(shù)整定參數(shù)整定概述概述精餾過(guò)程示意圖精餾過(guò)程示意圖冷卻水冷卻水TDp進(jìn)料進(jìn)料 Q入入，X入入，T入入回流回流F塔底產(chǎn)品塔底產(chǎn)品塔頂產(chǎn)品塔頂產(chǎn)品QZ蒸汽蒸汽TH苯二甲苯的苯二甲苯的T-x圖圖TDXD%苯二甲苯的苯二甲苯的P-x圖圖PMPaXD%塔頂易揮發(fā)組分純度塔頂易揮發(fā)組分純度X XD D、塔頂溫度、塔頂溫度T TD D、塔頂壓力、塔

4、頂壓力P P三者之三者之間的關(guān)系為：間的關(guān)系為： X XD D= f (T= f (TD D，P)P)，兩個(gè)獨(dú)立變量。，兩個(gè)獨(dú)立變量。 要有代表性要有代表性。被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標(biāo)或能反映工藝操。被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標(biāo)或能反映工藝操作狀態(tài)，一般都是工藝過(guò)程中比較重要的變量。作狀態(tài)，一般都是工藝過(guò)程中比較重要的變量。 應(yīng)該獨(dú)立可控應(yīng)該獨(dú)立可控。簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的被控變量應(yīng)避免和其他控制系統(tǒng)的被。簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的被控變量應(yīng)避免和其他控制系統(tǒng)的被控變量有關(guān)聯(lián)（耦合控變量有關(guān)聯(lián)（耦合) )關(guān)系。關(guān)系。 滯后要小滯后要小。采用直接指標(biāo)作為被控變量最直接也最有效。當(dāng)無(wú)法獲得。采用直接指標(biāo)

5、作為被控變量最直接也最有效。當(dāng)無(wú)法獲得直接指標(biāo)信號(hào)，或其測(cè)量和變送環(huán)節(jié)滯后很大時(shí)，可選擇與直接指標(biāo)有直接指標(biāo)信號(hào)，或其測(cè)量和變送環(huán)節(jié)滯后很大時(shí)，可選擇與直接指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的間接指標(biāo)作為被控變量。單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的間接指標(biāo)作為被控變量。 靈敏度要高靈敏度要高。被控變量應(yīng)能被測(cè)量出來(lái)，并具有足夠大的靈敏度。被控變量應(yīng)能被測(cè)量出來(lái)，并具有足夠大的靈敏度。 成本要低成本要低。選擇被控變量時(shí)，必須考慮工藝的合理性和國(guó)內(nèi)儀表產(chǎn)品。選擇被控變量時(shí)，必須考慮工藝的合理性和國(guó)內(nèi)儀表產(chǎn)品現(xiàn)狀?，F(xiàn)狀。 Q入入T入入X入入QZFTH被控變量被控變量TD影響塔頂溫度的各種輸入示意圖影響塔頂溫度的各種輸入示意圖被控對(duì)象被

6、控對(duì)象原則上，原則上，在諸多影響被控變量的輸入中選擇一個(gè)對(duì)被控在諸多影響被控變量的輸入中選擇一個(gè)對(duì)被控變量變量影響顯著影響顯著而且而且可控性良好可控性良好的輸入作為的輸入作為控制變量控制變量后，后，其它所有未被選中的輸入則成了為系統(tǒng)的其它所有未被選中的輸入則成了為系統(tǒng)的干擾變量干擾變量。 選擇被控變量選擇被控變量選擇操縱變量選擇操縱變量處理測(cè)量信號(hào)處理測(cè)量信號(hào)選擇調(diào)節(jié)閥選擇調(diào)節(jié)閥選擇控制規(guī)律選擇控制規(guī)律系統(tǒng)投運(yùn)系統(tǒng)投運(yùn)參數(shù)整定參數(shù)整定概述概述 精餾過(guò)程示意圖精餾過(guò)程示意圖冷卻水冷卻水TDp進(jìn)料進(jìn)料 Q入入，X入入，T入入回 流回 流F塔底產(chǎn)品塔底產(chǎn)品塔頂產(chǎn)品塔頂產(chǎn)品QZ蒸汽蒸汽TH進(jìn)料流量進(jìn)料

7、流量Q Q入入不可控不可控進(jìn)料成分進(jìn)料成分X X入入 不可控不可控進(jìn)料溫度進(jìn)料溫度T T入入 不可控不可控回流流量回流流量F F 可控可控 回流溫度回流溫度T TH H 不可控不可控加熱蒸汽流量加熱蒸汽流量Q QZ Z 可控可控 冷凝器冷卻溫度冷凝器冷卻溫度 不可控不可控塔壓塔壓P P不可控不可控控制通道控制通道干擾通道干擾通道干擾變量干擾變量控制變量控制變量被控變量被控變量干擾作用與控制作用之間的關(guān)系干擾作用與控制作用之間的關(guān)系 被控對(duì)象被控對(duì)象控制質(zhì)量控制質(zhì)量 系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程形式系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程形式超調(diào)量、衰減比、超調(diào)量、衰減比、 余差、過(guò)渡時(shí)間、振蕩周期余差、過(guò)渡時(shí)間、振蕩周期對(duì)象特性對(duì)象

8、特性 系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系 分為對(duì)象靜態(tài)性質(zhì)和對(duì)象動(dòng)態(tài)性質(zhì)分為對(duì)象靜態(tài)性質(zhì)和對(duì)象動(dòng)態(tài)性質(zhì) 考察對(duì)象特性對(duì)控制質(zhì)量的影響，用以選擇操考察對(duì)象特性對(duì)控制質(zhì)量的影響，用以選擇操 縱變量縱變量放大系數(shù)放大系數(shù) 絕對(duì)放大系數(shù)絕對(duì)放大系數(shù) Y Y X X Y/(YY/(YMAXMAX-Y-YMINMIN) ) X/(XX/(XMAXMAX-X-XMINMIN) ) 相對(duì)放大系數(shù)相對(duì)放大系數(shù) 控制通道的穩(wěn)態(tài)特性由控制通道放大系數(shù)控制通道的穩(wěn)態(tài)特性由控制通道放大系數(shù)K K0 0表征表征從從控制有效性控制有效性考慮，考慮，K K0 0應(yīng)適當(dāng)?shù)拇笠恍?yīng)適當(dāng)?shù)拇笠恍?干擾通道的穩(wěn)態(tài)特性由干擾通道放大

9、系數(shù)干擾通道的穩(wěn)態(tài)特性由干擾通道放大系數(shù)K Kf f表征表征希望希望K Kf f小一些，小一些，K Kf f越小干擾變量對(duì)被控變量的影響就越小越小干擾變量對(duì)被控變量的影響就越小 操縱變量選擇的原則一：當(dāng)多個(gè)輸入變量都影響被控變操縱變量選擇的原則一：當(dāng)多個(gè)輸入變量都影響被控變量時(shí)，從穩(wěn)態(tài)性質(zhì)考慮，應(yīng)該選擇其中放大系數(shù)大的可量時(shí)，從穩(wěn)態(tài)性質(zhì)考慮，應(yīng)該選擇其中放大系數(shù)大的可控變量作為操縱變量?？刈兞孔鳛椴倏v變量。 控制通道時(shí)間常數(shù)控制通道時(shí)間常數(shù) T T0 0控制通道滯后時(shí)間控制通道滯后時(shí)間0 0 T T0 0小一點(diǎn)好，不能過(guò)大，小一點(diǎn)好，不能過(guò)大，否則會(huì)使控制變量的校正作否則會(huì)使控制變量的校正作用

10、遲緩，超調(diào)量增大，過(guò)渡時(shí)間增長(zhǎng)用遲緩，超調(diào)量增大，過(guò)渡時(shí)間增長(zhǎng) 在選擇在選擇操縱操縱變量構(gòu)成控制回路時(shí)，應(yīng)盡量避免控制變量構(gòu)成控制回路時(shí)，應(yīng)盡量避免控制通道純滯后通道純滯后0 0的存在，無(wú)法避免時(shí)應(yīng)使之盡可能小。的存在，無(wú)法避免時(shí)應(yīng)使之盡可能小。 干擾通道時(shí)間常數(shù)干擾通道時(shí)間常數(shù) T Tf fT Tf f越大越好，干擾對(duì)被控變量的影響越緩慢，越有利越大越好，干擾對(duì)被控變量的影響越緩慢，越有利于改善控制質(zhì)量于改善控制質(zhì)量 干擾通道純滯后干擾通道純滯后f f的影響的影響無(wú)純滯后無(wú)純滯后有純滯后有純滯后干擾通道滯后時(shí)間干擾通道滯后時(shí)間f f 干擾通道的純滯后干擾通道的純滯后f f不會(huì)影不會(huì)影響控制質(zhì)

11、量響控制質(zhì)量 操縱變量應(yīng)是操縱變量應(yīng)是可控可控的，即工藝上允許調(diào)節(jié)的變量。的，即工藝上允許調(diào)節(jié)的變量。 操縱變量一般應(yīng)比其他干擾對(duì)被控變量的影響更加操縱變量一般應(yīng)比其他干擾對(duì)被控變量的影響更加靈敏靈敏。為此，應(yīng)通過(guò)合理選擇操縱變量，使控制通道的放大倍數(shù)適為此，應(yīng)通過(guò)合理選擇操縱變量，使控制通道的放大倍數(shù)適當(dāng)大、時(shí)間常數(shù)適當(dāng)小當(dāng)大、時(shí)間常數(shù)適當(dāng)小( (但不宜過(guò)小，否則易引起振蕩但不宜過(guò)小，否則易引起振蕩) )、純、純滯后時(shí)間盡量小。為使其他干擾對(duì)被控變量的影響盡可能小，滯后時(shí)間盡量小。為使其他干擾對(duì)被控變量的影響盡可能小，應(yīng)使干擾通道的放大系數(shù)盡可能小、時(shí)間常數(shù)盡可能大。應(yīng)使干擾通道的放大系數(shù)盡

12、可能小、時(shí)間常數(shù)盡可能大。 在選擇操縱變量時(shí)，除了從自動(dòng)化角度考慮外，還要考在選擇操縱變量時(shí)，除了從自動(dòng)化角度考慮外，還要考慮工藝的合理性與生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。一般說(shuō)來(lái)不宜選擇生產(chǎn)負(fù)慮工藝的合理性與生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。一般說(shuō)來(lái)不宜選擇生產(chǎn)負(fù)荷作為控制變量，因?yàn)樯a(chǎn)負(fù)荷直接關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量，是荷作為控制變量，因?yàn)樯a(chǎn)負(fù)荷直接關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量，是不宜經(jīng)常波動(dòng)的。不宜經(jīng)常波動(dòng)的。 薄板冷卻器薄板冷卻器熱物料冷物料TTFTLC液氨液氨PT氣氨氣氨液氨儲(chǔ)罐氨直冷式薄板冷卻系統(tǒng)示意圖氨直冷式薄板冷卻系統(tǒng)示意圖被控變量被控變量：物料出口溫度：物料出口溫度 待選的操縱變量：待選的操縱變量： 熱物料溫度熱物料溫度 熱物料的

13、流量熱物料的流量液氨的流量液氨的流量氣氨的回氣壓力氣氨的回氣壓力 熱物料流量熱物料流量F F對(duì)冷物料出口溫度對(duì)冷物料出口溫度T T的放大系數(shù)為：的放大系數(shù)為： 11000k0.3溫度變化的百分?jǐn)?shù)流量變化的百分?jǐn)?shù)12-030-10 50-0氣氨回氣壓力氣氨回氣壓力P P對(duì)冷卻器物料出口溫度對(duì)冷卻器物料出口溫度T T的放大系數(shù)為：的放大系數(shù)為： 21000k1.6溫度變化的百分?jǐn)?shù)壓力變化的百分?jǐn)?shù)12-0275-245 400-0乳化物干燥系統(tǒng)示意圖乳化物干燥系統(tǒng)示意圖乳化物乳化物高位槽高位槽過(guò)濾器過(guò)濾器12WWW3蒸蒸汽汽空空氣氣產(chǎn)產(chǎn)品品GW(S)GQ(S)GP(S)T1T2GF(S)工藝要求工藝

14、要求 在在保證產(chǎn)品含水率合格的前提下，保證產(chǎn)品含水率合格的前提下， 保證最大產(chǎn)量保證最大產(chǎn)量。 被控變量被控變量 產(chǎn)品含水率產(chǎn)品含水率 干燥溫度干燥溫度T T1 1 影響被控變量的主要輸入變量影響被控變量的主要輸入變量 乳化物流量乳化物流量f fw w 旁路空氣流量旁路空氣流量f fQ Q 加熱蒸汽壓力流量加熱蒸汽壓力流量f fp p 1100S+11100S+1e-3Se-2S(8.5S+1)(8.5S+1)(8.5S+1)fPT1fQfW乳化物干燥系統(tǒng)被控對(duì)象對(duì)象方塊圖乳化物干燥系統(tǒng)被控對(duì)象對(duì)象方塊圖乳化物乳化物高位槽高位槽過(guò)濾器過(guò)濾器12WWW3蒸蒸汽汽空空氣氣產(chǎn)產(chǎn)品品GW(S)GQ(S

15、)GP(S)T1T2GF(S)乳化物干燥系統(tǒng)示意圖乳化物干燥系統(tǒng)示意圖=1GW(S)(8.5S+1)(8.5S+1)(8.5S+1)e-2S=1GQ(S)(100S+1)=1GP(S)(100S+1)(100S+1)GF(S) = e-3SFw-T1FQ-T2FP-T2T2-T1傳遞函數(shù)傳遞函數(shù) 方案方案1：乳化物流量為控制變量：乳化物流量為控制變量fWP1100S+11100S+1e-3SfQe-2S(8.5S+1)(8.5S+1)(8.5S+1)T控制器控制器TC偏偏差差設(shè)定值設(shè)定值干干擾擾 方案方案2：旁路空氣流量：旁路空氣流量fQ為控制變量為控制變量設(shè)定值設(shè)定值P1100S+1e-3S

16、 100S+1fQe-2S(8.5S+1)3T控制器控制器TC偏差偏差fW干擾干擾 方案方案3：蒸汽流量：蒸汽流量fp為控制變量為控制變量e-2S(8.5S+1)31100S+1e-3S 100S+1fQT控制器控制器TC偏差偏差設(shè)定值設(shè)定值fWP 乳化物乳化物高位槽高位槽過(guò)濾器過(guò)濾器12WWW3蒸蒸汽汽空空氣氣產(chǎn)產(chǎn)品品GW(S)GQ(S)GP(S)T1T2GF(S)選擇被控變量選擇被控變量選擇操縱變量選擇操縱變量處理測(cè)量信號(hào)處理測(cè)量信號(hào)選擇調(diào)節(jié)閥選擇調(diào)節(jié)閥選擇控制規(guī)律選擇控制規(guī)律系統(tǒng)投運(yùn)系統(tǒng)投運(yùn)參數(shù)整定參數(shù)整定概述概述 位式控制位式控制 適用于對(duì)控制質(zhì)量要求不高，被控對(duì)象是單容量的、且容適用

17、于對(duì)控制質(zhì)量要求不高，被控對(duì)象是單容量的、且容量較大、滯后較小、負(fù)荷變化不大也不太激烈，工藝允許被量較大、滯后較小、負(fù)荷變化不大也不太激烈，工藝允許被控變量波動(dòng)范圍較寬的場(chǎng)合?？刈兞坎▌?dòng)范圍較寬的場(chǎng)合。 比例控制比例控制 優(yōu)點(diǎn)：比例控制克服干擾能力強(qiáng)、控制及時(shí)、過(guò)渡時(shí)間短。優(yōu)點(diǎn)：比例控制克服干擾能力強(qiáng)、控制及時(shí)、過(guò)渡時(shí)間短。 缺點(diǎn)：在過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)存在余差缺點(diǎn)：在過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)存在余差 適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、工藝允許被控適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、工藝允許被控變量存在余差的場(chǎng)合。變量存在余差的場(chǎng)合。 比例微分控制比例微分控制 優(yōu)點(diǎn)：利用微分超前的作用，在被控對(duì)象具有較

18、大滯后的優(yōu)點(diǎn)：利用微分超前的作用，在被控對(duì)象具有較大滯后的場(chǎng)合下，將會(huì)有效地改善擔(dān)制質(zhì)量。場(chǎng)合下，將會(huì)有效地改善擔(dān)制質(zhì)量。 缺點(diǎn)：有可能會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)使系統(tǒng)失控而發(fā)缺點(diǎn)：有可能會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)使系統(tǒng)失控而發(fā)生事故。生事故。 比例積分微分控制比例積分微分控制 比例積分微分控制綜合了比例、積分、微分控制規(guī)律的優(yōu)比例積分微分控制綜合了比例、積分、微分控制規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)。適用于容量滯后較大、負(fù)荷變化大、控制要求高的場(chǎng)合。點(diǎn)。適用于容量滯后較大、負(fù)荷變化大、控制要求高的場(chǎng)合。 比例積分控制比例積分控制 優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)在過(guò)渡過(guò)程結(jié)束時(shí)無(wú)余差優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)在過(guò)渡過(guò)程結(jié)束時(shí)無(wú)余差 缺點(diǎn)：系統(tǒng)的超調(diào)量、振

19、蕩周期都會(huì)相應(yīng)增大，過(guò)渡時(shí)間缺點(diǎn)：系統(tǒng)的超調(diào)量、振蕩周期都會(huì)相應(yīng)增大，過(guò)渡時(shí)間也會(huì)相應(yīng)增加。也會(huì)相應(yīng)增加。 適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、工藝不允許被適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、工藝不允許被控變量存在余差的場(chǎng)合。控變量存在余差的場(chǎng)合。 保證整個(gè)控制系統(tǒng)形成負(fù)反饋。保證整個(gè)控制系統(tǒng)形成負(fù)反饋。 在控制系統(tǒng)中，控制器、被控對(duì)象、測(cè)量元件及執(zhí)行器在控制系統(tǒng)中，控制器、被控對(duì)象、測(cè)量元件及執(zhí)行器都有各自的作用方向，一般被控對(duì)象、測(cè)量元件及執(zhí)行器都有各自的作用方向，一般被控對(duì)象、測(cè)量元件及執(zhí)行器的作用方向是固定的，因此為了使系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)反饋，應(yīng)對(duì)的作用方向是固定的，因此為了使系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)反

20、饋，應(yīng)對(duì)控制器的正反作用進(jìn)行調(diào)整?？刂破鞯恼醋饔眠M(jìn)行調(diào)整。 所謂作用方向，就是指輸入變化后，輸出的變化方向。所謂作用方向，就是指輸入變化后，輸出的變化方向。當(dāng)輸入增加時(shí)，輸出也增加，則稱該環(huán)節(jié)為當(dāng)輸入增加時(shí)，輸出也增加，則稱該環(huán)節(jié)為“正作用正作用”方方向；反之，當(dāng)環(huán)節(jié)的輸人增加時(shí)，輸出減小，則稱該環(huán)節(jié)向；反之，當(dāng)環(huán)節(jié)的輸人增加時(shí)，輸出減小，則稱該環(huán)節(jié)為為“反作用反作用”方向。方向。何謂何謂“正正”、“反反”作用？作用？控制器正控制器正 反作用選擇的基本原則反作用選擇的基本原則控制器正控制器正 反作用選擇的步驟反作用選擇的步驟1 1、判斷被控對(duì)象的正反作用方向，由工藝機(jī)理確定、判斷被控對(duì)象的正

21、反作用方向，由工藝機(jī)理確定 ；2 2、判斷執(zhí)行器的正反作用方向，由工藝安全條件選定，其、判斷執(zhí)行器的正反作用方向，由工藝安全條件選定，其選擇原則是：控制信號(hào)中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的選擇原則是：控制信號(hào)中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全；安全； 3 3、確定廣義對(duì)象的正反作用方向，一般、確定廣義對(duì)象的正反作用方向，一般測(cè)量變送環(huán)節(jié)為正測(cè)量變送環(huán)節(jié)為正作用方向作用方向，根據(jù)被控對(duì)象和執(zhí)行器的作用方向，確定廣義，根據(jù)被控對(duì)象和執(zhí)行器的作用方向，確定廣義對(duì)象的正反作用方向；對(duì)象的正反作用方向；4 4、確定控制器的正反作用方向，廣義對(duì)象正作用方向，則、確定控制器的正反作用方向，廣義對(duì)象正作用方向，

22、則控制器應(yīng)選擇為反作用，反之亦然?？刂破鲬?yīng)選擇為反作用，反之亦然。被控變量被控變量控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對(duì)象被控對(duì)象測(cè)量變送環(huán)節(jié)測(cè)量變送環(huán)節(jié)干擾干擾偏差偏差設(shè)定值設(shè)定值廣義對(duì)象廣義對(duì)象燃料氣TC加熱爐出口溫度控制加熱爐出口溫度控制控制器正控制器正 反作用選擇的實(shí)例反作用選擇的實(shí)例液位控制液位控制選擇被控變量選擇被控變量選擇操縱變量選擇操縱變量處理測(cè)量信號(hào)處理測(cè)量信號(hào)選擇調(diào)節(jié)閥選擇調(diào)節(jié)閥選擇控制規(guī)律選擇控制規(guī)律系統(tǒng)投運(yùn)系統(tǒng)投運(yùn)參數(shù)整定參數(shù)整定概述概述（1 1）熟悉被控對(duì)象和整個(gè)控制系統(tǒng)，檢查所有儀表及連接）熟悉被控對(duì)象和整個(gè)控制系統(tǒng)，檢查所有儀表及連接管線、氣管線、電源、氣源等，以保證接線

23、的正確性，及管線、氣管線、電源、氣源等，以保證接線的正確性，及故障時(shí)能及時(shí)確定故障原因；故障時(shí)能及時(shí)確定故障原因；（2 2）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或估算比例度）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或估算比例度 、積分時(shí)間、積分時(shí)間T TI I和微分時(shí)間和微分時(shí)間T TD D的數(shù)值，或?qū)⒖刂破鞣旁诩儽壤饔茫壤确旁谳^大位的數(shù)值，或?qū)⒖刂破鞣旁诩儽壤饔茫壤确旁谳^大位置；置；（3 3）確認(rèn)控制閥的氣開、氣關(guān)作用；確認(rèn)控制器的正、反）確認(rèn)控制閥的氣開、氣關(guān)作用；確認(rèn)控制器的正、反作用；作用；（4 4）手動(dòng)操作執(zhí)行器，待工況穩(wěn)定后，將控制器由手動(dòng)狀）手動(dòng)操作執(zhí)行器，待工況穩(wěn)定后，將控制器由手動(dòng)狀態(tài)切換到自動(dòng)狀態(tài)，控制系統(tǒng)由開環(huán)控制變?yōu)?/p>

24、閉環(huán)控制。態(tài)切換到自動(dòng)狀態(tài)，控制系統(tǒng)由開環(huán)控制變?yōu)殚]環(huán)控制。 初步投運(yùn)過(guò)程基本結(jié)束。但控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程不一定初步投運(yùn)過(guò)程基本結(jié)束。但控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程不一定滿足要求，需要進(jìn)一步整定比例度滿足要求，需要進(jìn)一步整定比例度 、積分時(shí)間、積分時(shí)間T TI I和微分和微分時(shí)間時(shí)間T TD D三個(gè)參數(shù)。三個(gè)參數(shù)。 就是按照已定的控制方案，求取使控制質(zhì)量最好的控制就是按照已定的控制方案，求取使控制質(zhì)量最好的控制器參數(shù)值。即確定最合適的控制器比例度器參數(shù)值。即確定最合適的控制器比例度、積分時(shí)間、積分時(shí)間T TI I和微分時(shí)間和微分時(shí)間T TD D，使控制質(zhì)量能滿足工藝生產(chǎn)的要求。，使控制質(zhì)量能滿足工藝生產(chǎn)的

25、要求。 對(duì)于簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一般希望過(guò)渡過(guò)程呈對(duì)于簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一般希望過(guò)渡過(guò)程呈4:14:1至至10:110:1的衰減振蕩過(guò)程。的衰減振蕩過(guò)程。 什么是什么是“參數(shù)整定參數(shù)整定”？yt4:1yt10:1參數(shù)整定方法：理論計(jì)算、工程整定（又叫經(jīng)驗(yàn)整定方法，參數(shù)整定方法：理論計(jì)算、工程整定（又叫經(jīng)驗(yàn)整定方法，分為臨界比例度法、衰減曲線法、經(jīng)驗(yàn)湊試法）分為臨界比例度法、衰減曲線法、經(jīng)驗(yàn)湊試法） 1、臨界比例度法、臨界比例度法 先將控制器放在純比例作用，在干擾作用下，從大到小先將控制器放在純比例作用，在干擾作用下，從大到小地逐漸改變控制器的比例度，直至系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩，這地逐漸改變控制器的比例

26、度，直至系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩，這時(shí)的比例度稱為時(shí)的比例度稱為臨界比例度臨界比例度K K，周期稱為，周期稱為臨界振蕩周期臨界振蕩周期TkTk。然后按表中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出控制器的各參數(shù)整定數(shù)值。然后按表中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出控制器的各參數(shù)整定數(shù)值。Tkttfy臨界振蕩過(guò)程臨界振蕩過(guò)程臨界比例度法參數(shù)計(jì)算公式臨界比例度法參數(shù)計(jì)算公式控制作用控制作用比例度比例度%積分時(shí)間積分時(shí)間(min)微分時(shí)間微分時(shí)間(min)比例比例2K 比例積分比例積分2.2K 0.85Tk 比例微分比例微分1.8K 0.85Tk 比例積分微分比例積分微分1.7K 0.5Tk 0.125Tk 注意：注意： 當(dāng)不存在臨界比例度、臨界比例

27、度過(guò)小、不允許等幅振當(dāng)不存在臨界比例度、臨界比例度過(guò)小、不允許等幅振蕩時(shí)，該方法不適用。蕩時(shí)，該方法不適用。2、衰減曲線法、衰減曲線法 將控制器放在純比例作用，在干擾作用下，從大到小地將控制器放在純比例作用，在干擾作用下，從大到小地逐漸改變控制器的比例度，直至系統(tǒng)出現(xiàn)逐漸改變控制器的比例度，直至系統(tǒng)出現(xiàn)4 4：1 1衰減比為止，衰減比為止，這時(shí)的比例度稱為這時(shí)的比例度稱為衰減比例度衰減比例度S S ，周期稱為，周期稱為衰減周期衰減周期TsTs。然后按表中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出控制器的各參數(shù)整定數(shù)值。然后按表中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出控制器的各參數(shù)整定數(shù)值?？刂谱饔每刂谱饔帽壤缺壤?積分時(shí)間積分時(shí)間(mi

28、n)微分時(shí)間微分時(shí)間(min)比例比例S 比例積分比例積分1.2S 0.5Ts 比例積分微分比例積分微分0.8S 0.3Ts 0.1Ts 4:1衰減法參數(shù)計(jì)算公式表衰減法參數(shù)計(jì)算公式表 fytTst4:1控制作用控制作用比例度比例度%積分時(shí)間積分時(shí)間(min)微分時(shí)間微分時(shí)間(min)比例比例S 比例積分比例積分1.2S 2T升升 比例積分微分比例積分微分0.8S 1.2T升升 0.4 T升升 10:1衰減法參數(shù)計(jì)算公式表衰減法參數(shù)計(jì)算公式表 ytT升升ft10:1采用衰減曲線法必須注意以下幾點(diǎn)：采用衰減曲線法必須注意以下幾點(diǎn)：(1) (1) 加的干擾幅值不能太大，一般為額定值的加的干擾幅值不能太大，一般為額定值的5 5左右左右; ;(2) (2) 必須在工藝參數(shù)穩(wěn)定情況下才能施加干擾，否則得不必須在工藝參數(shù)穩(wěn)定情況下才能施加干擾，否則得不到正確的到正確的S S、TsTs、T T升升。(3) (3) 對(duì)于反應(yīng)快的系統(tǒng)，如流量、管道壓力和小容量的液對(duì)于反應(yīng)快的系統(tǒng)，如流量、管道壓力和小容量的液位控制等，要在記錄曲線上嚴(yán)格得到位控制等，要在記錄曲線上嚴(yán)格得到4 4：1 1衰減曲線比較困難衰減曲線比