儀表及自動(dòng)控制2017410概要

1、儀表及自動(dòng)控制2017410概要1.1 控制的根本概念 煉油化工消費(fèi)過程中的各種參數(shù)和變量都是通過各種儀表來測(cè)量，并以此來進(jìn)展工藝操作和穩(wěn)定消費(fèi)。測(cè)量的準(zhǔn)確性關(guān)系到工藝操作的平穩(wěn)和消費(fèi)人員、設(shè)備的平安。 學(xué)習(xí)并掌握儀表的相關(guān)知識(shí)對(duì)成為一名合格的操作人員非常有必要。 第一節(jié) 儀表根本概念 儀表誤差的概念 任何先進(jìn)的測(cè)量方法，任何準(zhǔn)確的測(cè)量?jī)x器，均不可能使測(cè)量的誤差等于零。誤差自始自終存在于一切科學(xué)實(shí)驗(yàn)和測(cè)量的過程之中。 1.測(cè)量誤差的定義：測(cè)量誤差是指測(cè)量值與被測(cè)量的真值之差。它有絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差兩種表達(dá)方式： 第一節(jié) 儀表根本概念1絕對(duì)誤差：絕對(duì)誤差 x是測(cè)量值x與其真值x0 之差，即： x

2、=x - x0 絕對(duì)誤差是帶符號(hào)的變量。(可正可負(fù)2相對(duì)誤差：相對(duì)誤差 是絕對(duì)誤差 x與其真值x0 之比： 即：第一節(jié) 儀表根本概念3引用誤差：它指絕對(duì)誤差與測(cè)量范圍的上下限值或量程之比， 即 引用誤差也稱為相對(duì)百分誤差，用來表示儀表的準(zhǔn)確度。第一節(jié) 儀表根本概念 2、測(cè)量誤差的來源：1測(cè)量器具儀器儀表本身的構(gòu)造、工藝、調(diào)整以及磨損、老化引起的誤差。2測(cè)量方法或理論)不完善，采用近似測(cè)量方法和近似計(jì)算方法所引起的誤差。3測(cè)量環(huán)境的各種條件、如溫度、濕度、氣壓、電場(chǎng)、磁場(chǎng)與振動(dòng)引起的誤差。4由于觀測(cè)者的主觀因素和實(shí)際操作引起的誤差。 第一節(jié) 儀表根本概念 分為三類：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。

3、 1準(zhǔn)確度：就是儀表測(cè)量值接近真值的準(zhǔn)確程度通常用引用誤差表示。儀表準(zhǔn)確度不僅和絕對(duì)誤差有關(guān)，還和儀表的量程有關(guān)。 準(zhǔn)確度是儀表很重要的一個(gè)質(zhì)量指標(biāo)，常用精度等級(jí)來標(biāo)準(zhǔn)和表示。精度等級(jí)就是最大引用誤差去掉正負(fù)符號(hào)和百分比。 第一節(jié) 儀表根本概念 按國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定劃分的等級(jí)有、4等。數(shù)值越小，說明儀表的準(zhǔn)確度越高。 2變差：指儀表被測(cè)變量屢次從不同方向到達(dá)同一數(shù)值時(shí)儀表指示值之間的最大差值。變差大小取決于最大絕對(duì)誤差與儀表標(biāo)尺范圍之比的百分比。 第一節(jié) 儀表根本概念3靈敏度:指儀表對(duì)被測(cè)變量的靈敏程度。定義為輸出變化增量對(duì)輸入變化增量的比值 即： 4穩(wěn)定性：在規(guī)定工作條件內(nèi)，儀表某些性能隨時(shí)間保持

4、不變的才能。通常用儀表的零點(diǎn)漂移來衡量?jī)x表的穩(wěn)定性。 第一節(jié) 儀表根本概念1.1.2 常規(guī)控制的概念第一節(jié) 儀表的根本概念鍋爐汽包水位控制示意圖 上圖的鍋爐水位控制系統(tǒng)中，檢測(cè)元件及變送器LT)是用來檢測(cè)水位上下，當(dāng)水位高度與給定水位之間出現(xiàn)偏向時(shí)，控制器LC)就會(huì)立即根據(jù)偏向的大小、正負(fù)及變化速率去控制給水調(diào)節(jié)閥的開度，使水位保持在工藝所規(guī)定的范圍之內(nèi)。從而實(shí)現(xiàn)消費(fèi)過程的自動(dòng)化控制。 自動(dòng)控制系統(tǒng)由被控對(duì)象、檢測(cè)元件及變送器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥四個(gè)局部所組成。 第一節(jié) 儀表的根本概念第一節(jié) 儀表的根本概念控制 系統(tǒng)的方塊圖操縱變量（給水流量） 被控變量（水位）測(cè)量值設(shè)定值比較機(jī)構(gòu)擾動(dòng)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)

5、閥對(duì)象（汽包）液位變送器控制作用偏差e=Ys-Ym名詞解釋2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖 方塊圖用來表示控制系統(tǒng)的組成和作用。圖中的每一個(gè)方塊代表系統(tǒng)中的一個(gè)組成局部，稱做“環(huán)節(jié)，兩個(gè)方塊之間用一條帶箭頭的線段相聯(lián)絡(luò)表示信號(hào)的流向。作用于方塊的信號(hào)稱為該環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)，它送出的信號(hào)稱為該環(huán)節(jié)的輸出信號(hào)。第一節(jié) 儀表的根本概念 方塊圖上的每一個(gè)環(huán)節(jié)代表著一個(gè)實(shí)物。方塊之間帶箭頭的線段表示它們之間信號(hào)的聯(lián)絡(luò)及流向。 任何一個(gè)信號(hào)只要沿著箭頭方向前進(jìn)，最后都會(huì)回到原來的起點(diǎn)。這種把系統(tǒng)的輸出信號(hào)重新返回到系統(tǒng)輸入端的做法稱為“反響。一個(gè)穩(wěn)定的控制系統(tǒng)采用的一定是“負(fù)反響。反響信號(hào)相對(duì)于設(shè)定值取負(fù)值第一節(jié)

6、儀表的根本概念3. 控制系統(tǒng)的分類 按控制系統(tǒng)的根本構(gòu)造分類，可以分為閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)。1閉環(huán)控制系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出信號(hào)返回到系統(tǒng)的輸入端反響，對(duì)系統(tǒng)起控制作用，整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)閉合的反響回路，也稱為反響控制系統(tǒng)。第一節(jié) 儀表的根本概念2 開環(huán)控制系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出信號(hào)沒有反響到系統(tǒng)的輸入端，因此也不對(duì)控制作用產(chǎn)生影響的系統(tǒng)。 1閉環(huán)控制系統(tǒng)的過渡過程 一個(gè)控制系統(tǒng)在外界干擾作用下，從原有穩(wěn)定狀態(tài)過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)的整個(gè)過程，稱為控制系統(tǒng)的過渡過程?？刂葡到y(tǒng)的過渡過程是衡量控制系統(tǒng)品質(zhì)優(yōu)劣的重要根據(jù)。第一節(jié) 儀表的根本概念 2過渡過程的質(zhì)量指標(biāo)包括衰減比B/B)、余差(C)、最大偏向(

7、A)、過渡過程時(shí)間和振蕩周期第一節(jié) 儀表的根本概念 衰減比n：它是衡量系統(tǒng)穩(wěn)定程度的指標(biāo)。有n1;n=1和n1三種情況。一般希望n在4-10范圍內(nèi)較為理想。 最大偏向A：它是描繪被控變量偏離設(shè)定值最大程度的指標(biāo)。 余差C:它是控制系統(tǒng)過渡過程完畢時(shí)，被控變量的新穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之間的偏向。 過渡時(shí)間：指被控變量從原有穩(wěn)態(tài)值到新穩(wěn)態(tài)值的5%或3%所需時(shí)間。 振蕩周期：過渡過程同向兩波峰之間的時(shí)間間隔。在衰減比一樣時(shí)，周期與過渡時(shí)間成正比。第一節(jié) 儀表的根本概念 調(diào)節(jié)器是自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成局部。它將消費(fèi)過程被控變量的測(cè)量值與設(shè)定值進(jìn)展比較，得出偏向，根據(jù)偏向的正負(fù)、大小和變化趨勢(shì)，按照一定的運(yùn)算

8、規(guī)律輸出控制信號(hào)，送往執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)對(duì)消費(fèi)過程的自動(dòng)控制。第二節(jié) 調(diào)節(jié)器及根本調(diào)節(jié)規(guī)律 1、常用的根本調(diào)節(jié)規(guī)律有： 比例P)、積分I、微分D。1.1 比例控制P 它的控制規(guī)律是：調(diào)節(jié)器的輸出變化量與輸入變化量成比例。起數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 從該表達(dá)式看出：比例控制抑制偏向及時(shí)、有力。要使調(diào)節(jié)器有輸出就必需要有偏向存在，因此比例控制始終是有偏向存在的。 第二節(jié) 調(diào)節(jié)器及根本調(diào)節(jié)規(guī)律1.2 積分控制I 它的控制規(guī)律是：調(diào)節(jié)器的輸出變化量與輸入偏向隨時(shí)間的積分成正比，數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 或 從該表達(dá)式看出：其輸出信號(hào)的大小，不僅與偏向的大小有關(guān)，還與偏向存在的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。所以，積分控制是一種沒有偏向的控制理想

9、情況下。 第二節(jié) 調(diào)節(jié)器及根本調(diào)節(jié)規(guī)律1.3 微分控制D 它的控制規(guī)律是：調(diào)節(jié)器的輸出變化量與輸入偏向隨時(shí)間的微分成正比，數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 從該表達(dá)式看出：其輸出信號(hào)的大小，只與偏向變化的速度有關(guān)，而與偏向的大小無關(guān)。當(dāng)偏向很大而無變化時(shí)，該調(diào)節(jié)器的輸出也為零。第二節(jié) 調(diào)節(jié)器及根本調(diào)節(jié)規(guī)律1.4 幾種根本控制規(guī)律的組合PID 根據(jù)實(shí)際情況，把三種根本控制規(guī)律進(jìn)展適當(dāng)組合，可以得到更好的控制效果。 這種組合控制規(guī)律稱為比例積分微分控制PID)。這里有三個(gè)可以調(diào)整的參數(shù)：放大倍數(shù)KP、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD 。第二節(jié) 調(diào)節(jié)器及根本調(diào)節(jié)規(guī)律第二節(jié) 調(diào)節(jié)器及根本調(diào)節(jié)規(guī)律各種控制作用過渡過程的比較1.

10、5 PID調(diào)節(jié)器的應(yīng)用 PID調(diào)節(jié)器綜合了各種控制規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的控制性能，應(yīng)用范圍廣。 各種化工過程常用的控制規(guī)律如下： 液位：一般控制要求不高，用P或PI控制作用。 流量：一般用PI控制作用。 壓力：用P或PI控制作用。 溫度：用PID控制作用。第二節(jié) 調(diào)節(jié)器及根本調(diào)節(jié)規(guī)律2、調(diào)節(jié)器的類型 按構(gòu)造和組成的形式分有基地式調(diào)節(jié)器、單元組合式調(diào)節(jié)器、組合式電子控制裝置、可編程調(diào)節(jié)器和集中分散型控制裝置五種。我廠如今主要使用的是可編程調(diào)節(jié)器和集中分散型控制裝置。 假設(shè)調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)增加，其輸出信號(hào)也增加，稱為正作用；反之稱為反作用。 第二節(jié) 調(diào)節(jié)器及根本調(diào)節(jié)規(guī)律 2.1 集中分散型控制裝置

11、集散型控制系統(tǒng)DCS 集中分散型控制是把整個(gè)控制系統(tǒng)分成假設(shè)干級(jí)，最基層的是直接數(shù)字控制，上一級(jí)是優(yōu)化控制，這樣既能發(fā)揮計(jì)算機(jī)多功能控制的特點(diǎn)，滿足現(xiàn)代化工消費(fèi)集中操作、顯示和報(bào)警的要求，又能防止危險(xiǎn)過分集中，整個(gè)控制系統(tǒng)平安可靠。 第二節(jié) 調(diào)節(jié)器及根本調(diào)節(jié)規(guī)律 集散型控制系統(tǒng)在構(gòu)造上是由下位機(jī)操作站和上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成。每個(gè)操作站可以控制十幾個(gè)到幾十個(gè)回路，有專用微處理機(jī)進(jìn)展有效地控制，各操作站與上位機(jī)之間用網(wǎng)絡(luò)相連接，構(gòu)成各種各樣的、能適應(yīng)不同過程的、積木式的分級(jí)控制構(gòu)造，并通過屏幕和操作臺(tái)，對(duì)整個(gè)消費(fèi)過程進(jìn)展集中監(jiān)視、集中操作和集中管理，分散控制。它適用于大中型企業(yè)的大型消費(fèi)裝置。 第二

12、節(jié) 調(diào)節(jié)器及根本調(diào)節(jié)規(guī)律 執(zhí)行器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的作用是承受調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)，改變操縱變量，使消費(fèi)過程按預(yù)定要求正常進(jìn)展。執(zhí)行器一般安裝在消費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)，直接與工藝介質(zhì)接觸，常常在高溫、高壓、深冷、易漏、易堵、強(qiáng)腐蝕等惡劣環(huán)境下工作。1、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥 在化工消費(fèi)過程中使用的最多的執(zhí)行器是氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。第三節(jié) 執(zhí)行器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥第三節(jié) 執(zhí)行器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥圖1-3 氣動(dòng)執(zhí)行器外形圖 圖1-4 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥構(gòu)造示意圖第三節(jié) 執(zhí)行器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥圖1-5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用示意圖圖1-6 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由波紋膜片、上下膜蓋、 平衡彈簧等部件組成。它接收20100KP的標(biāo)準(zhǔn)

13、氣壓信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成推力。其動(dòng)作的形式有正作用和反作用兩種。 1.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用 當(dāng)信號(hào)壓力增加，推桿向下挪動(dòng)的叫正作用；信號(hào)壓力增加，推桿向上挪動(dòng)的叫反作用。第三節(jié) 執(zhí)行器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥1.2 調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式。 調(diào)節(jié)閥承受的控制信號(hào)是氣壓信號(hào)，當(dāng)膜頭輸入信號(hào)增大，調(diào)節(jié)閥開度也增大時(shí)，稱為氣開閥，反之，膜頭輸入壓力增大，調(diào)節(jié)閥開度減小，那么稱為氣關(guān)閥。第三節(jié) 執(zhí)行器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥第三節(jié) 執(zhí)行器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥圖1-7 調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)組合方式圖1.3 調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式的選擇。 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥有氣開和氣關(guān)兩種形式。選擇氣開或氣關(guān)，主要是從工藝消費(fèi)的平安要求出發(fā)，其選擇可以根據(jù)四

14、條原那么： 1首先從消費(fèi)平安出發(fā)。當(dāng)控制信號(hào)消失，閥位的自然位置應(yīng)可以保證消費(fèi)人員和工藝設(shè)備的平安不致于發(fā)惹事故。 2從保證產(chǎn)品質(zhì)量出發(fā)，不發(fā)生或盡量少發(fā)消費(fèi)品質(zhì)量事故。精餾塔回流控制閥第三節(jié) 執(zhí)行器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥3從降低原料、成品動(dòng)力損耗考慮。精餾塔的進(jìn)料閥應(yīng)采用氣開閥，防止原料的浪費(fèi)4從介質(zhì)的特點(diǎn)考慮。假設(shè)塔釜液是易凝、易聚合、易結(jié)晶的物料時(shí)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)該選用氣關(guān)閥 第三節(jié) 執(zhí)行器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥 例題：控制加熱爐燃料氣的調(diào)節(jié)閥，如何選擇？控制鍋爐給水流量的調(diào)節(jié)閥應(yīng)該如何選擇？第三節(jié) 執(zhí)行器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥圖1-8 加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)圖1-9 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng) 控制進(jìn)入加熱爐燃料氣流量的

15、調(diào)節(jié)閥，應(yīng)該選用氣開式，當(dāng)氣壓信號(hào)中斷時(shí)，應(yīng)該切斷進(jìn)爐的燃料，以防止?fàn)t溫過高而出事故；而控制鍋爐給水流量的調(diào)節(jié)閥應(yīng)該選用氣關(guān)式，當(dāng)氣壓信號(hào)中斷時(shí)，閥門處于全開狀態(tài)，給水繼續(xù)流入鍋爐，以保證鍋爐不致燒干。第三節(jié) 執(zhí)行器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥1、單回路控制系統(tǒng) 只有一個(gè)被控過程、一個(gè)檢測(cè)變送器、一個(gè)調(diào)節(jié)器和一個(gè)調(diào)節(jié)閥所組成的單閉環(huán)系統(tǒng)稱為單回路控制系統(tǒng)。 第四節(jié) 單回路控制系統(tǒng)圖1-10 單回路控制系統(tǒng)方塊圖調(diào)節(jié) 閥調(diào)節(jié) 器2、如何選擇控制回路中調(diào)節(jié)器的正反作用 1首先分析控制回路中每一個(gè)環(huán)節(jié)的輸入、輸出特性，確定每一個(gè)環(huán)節(jié)的正反作用形式 2根據(jù)構(gòu)成反響必須為負(fù)反響的原那么選擇調(diào)節(jié)器的正反作用。 3有些對(duì)

16、象的正反作用特性是不變的，如：檢測(cè)變送器、氣開閥為正作用；氣關(guān)閥為反作用，被控對(duì)象那么要詳細(xì)分析。 第四節(jié) 單回路控制系統(tǒng)第四節(jié) 單回路控制系統(tǒng)圖1-11 鍋爐水位控制系統(tǒng)圖1-12 換熱器出口溫度控制第四節(jié) 單回路控制系統(tǒng)圖1-13 流量控制系統(tǒng)圖1-14 換熱器溫度控制系統(tǒng)第四節(jié) 單回路控制系統(tǒng)圖1-15 塔釜液位控制系統(tǒng)圖1-16 加熱爐出口溫度控制系統(tǒng) 所謂“復(fù)雜是相對(duì)于“簡(jiǎn)單而言。通常指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的檢測(cè)變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器所組成的多回路的，或控制要求特殊的；或控制規(guī)律不同于PID的控制系統(tǒng)。復(fù)雜控制系統(tǒng)的種類較多，常使用的有串級(jí)、均勻、比值、前饋、分程、選擇性控制系統(tǒng)等。 第

17、五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng) 1、串級(jí)控制系統(tǒng) 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖 1-17 管式加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)影響加熱爐出口溫度的干擾因素： (1)、燃?xì)獾牧髁亢蜏囟萬1)； (2)、燃?xì)獾膲毫统煞謋2)； (3)、煙囪的抽力(f3)， 采用單回路控制系統(tǒng)的控制作用不及時(shí)，致使最大偏向大，過渡時(shí)間長(zhǎng)，抗擾動(dòng)才能差，控制精度低，難以滿足工藝要求，需要尋求別的控制方案。 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng) 通過分析可以看出，f2 和f3的影響可以通過爐膛溫度較快的反響出來，而穩(wěn)定爐膛溫度可以有效地減小f2和f3對(duì)爐出口溫度影響。 所以選定爐膛溫度為副變量，由副變送器、副調(diào)節(jié)器、副過程爐膛、執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥構(gòu)成副回路；以爐出

18、口溫度為主變量，由主變送器、主調(diào)節(jié)器、主過程爐出口管構(gòu)成主回路，主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，由副調(diào)節(jié)器的輸出控制調(diào)節(jié)閥，這就是加熱爐出口溫度串級(jí)控制系統(tǒng)。 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-18 加熱爐出口溫度串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)的構(gòu)成及方塊圖： 串級(jí)控制系統(tǒng)是由兩個(gè)檢測(cè)變送器、兩個(gè)調(diào)節(jié)器、一個(gè)調(diào)節(jié)閥組成。兩個(gè)調(diào)節(jié)器是串聯(lián)工作的，其中主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，副調(diào)節(jié)器輸出控制調(diào)節(jié)閥。 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng) 串級(jí)控制系統(tǒng)方塊圖： 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-19 串級(jí)控制系統(tǒng)方塊圖第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-20 加熱爐出口溫度與燃料流量串級(jí)控制系統(tǒng)第五節(jié) 復(fù)雜控制

19、系統(tǒng)圖1-21 加熱爐出口溫度與閥后燃料壓力的串級(jí)控制系統(tǒng)第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-22 聚合釜串級(jí)控制系統(tǒng) 2、均勻控制系統(tǒng) 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-23 兩串聯(lián)塔間的不協(xié)調(diào)控制方案 為理解決前后工序的供求矛盾，做到統(tǒng)籌兼顧，協(xié)調(diào)操作，使兩個(gè)變量在規(guī)定的范圍內(nèi)緩慢變化的系統(tǒng)，稱為均勻控制系統(tǒng)。 特點(diǎn)： (1)、表征前后兩個(gè)供求矛盾的兩個(gè)變量，在控制過程中應(yīng)該是緩慢變化的。 (2)、前后互相聯(lián)絡(luò)又互相矛盾的兩個(gè)變量應(yīng)該在工藝所允許的范圍內(nèi)變化。 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-24 前后塔液位、流量變化曲線1液位 2流量第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-25 液位流量串級(jí)均勻控制系統(tǒng)第

20、五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)3、比值控制系統(tǒng) 使兩個(gè)或兩個(gè)以上物料量保持一定比值關(guān)系以到達(dá)某種控制要求的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-26 單閉環(huán)比值控制原理圖1-27 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng) 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)4、前饋控制系統(tǒng) 前饋控制是改善和抑制反響控制不及時(shí)的另一種控制方法。它是利用補(bǔ)償原理，采用開環(huán)構(gòu)造，按擾動(dòng)作用的大小進(jìn)展控制。 前饋控制相對(duì)于反響控制來說，控制作用及時(shí)，對(duì)擾動(dòng)的影響理論上可以完全補(bǔ)償，使用恰當(dāng)可大大進(jìn)步控制質(zhì)量。 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-28 換熱器的反響控制系統(tǒng)圖1-29 換熱器的前饋控制系統(tǒng)第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)前饋控制與反響控制的幾點(diǎn)不同： (1

21、)、系統(tǒng)檢測(cè)信號(hào)的不同:反響控制檢測(cè)的是被控變量；前饋控制檢測(cè)的是擾動(dòng)量。 (2)、系統(tǒng)控制的根據(jù)不同：反響控制根據(jù)是偏向大??；前饋控制的根據(jù)是擾動(dòng)量的大小。 (3)、控制形式不同：反響控制采用常規(guī)的PID控制調(diào)節(jié)器；前饋控制采用的是引入補(bǔ)償裝置對(duì)擾動(dòng)量進(jìn)展補(bǔ)償校正。補(bǔ)償效果不通過反響進(jìn)展檢驗(yàn)。 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-30 加熱器的前饋-反響控制系統(tǒng)圖1-31 加熱爐的前饋-反響控制系統(tǒng)第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)5、選擇性控制系統(tǒng) 但凡在自動(dòng)控制系統(tǒng)中引入了選擇器并按照工藝過程限制條件的邏輯關(guān)系工作的系統(tǒng)，都稱為選擇性控制系統(tǒng)。其工作狀況是：當(dāng)消費(fèi)過程趨向限制條件時(shí)，選擇器自動(dòng)選擇一個(gè)取代調(diào)節(jié)器

22、取代正常工作狀況下的調(diào)節(jié)器，通過取代調(diào)節(jié)器的控制作用，使消費(fèi)過程脫離危險(xiǎn)狀態(tài)，消費(fèi)操作重新回到平安范圍后，取代調(diào)節(jié)器自動(dòng)退出，轉(zhuǎn)為備用狀態(tài)，正常調(diào)節(jié)器恢復(fù)工作。 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-32 鍋爐蒸汽壓力選擇性控制系統(tǒng)第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng) 鍋爐蒸汽壓力選擇性控制系統(tǒng)的工作過程： 上圖中的LS為低值選擇器，正常情況下ba，LS連通b，由蒸汽壓力調(diào)節(jié)器控制燃料調(diào)節(jié)閥的開度，控制蒸汽管網(wǎng)的壓力在工藝規(guī)定的范圍。 燃料調(diào)節(jié)閥的閥后壓力過大會(huì)發(fā)生“脫火事故；而閥后壓力過低會(huì)發(fā)生“回火事故。 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng) 當(dāng)蒸汽壓力大幅降低，調(diào)節(jié)閥開度過大，閥后壓力接近“脫火壓力時(shí)，此時(shí)ab，LS選中a，即由調(diào)

23、節(jié)器P2C去取代P1C控制調(diào)節(jié)閥，使調(diào)節(jié)閥關(guān)小，起到自動(dòng)保護(hù)作用。當(dāng)蒸汽壓力恢復(fù)正常后，到達(dá)ba時(shí)，調(diào)節(jié)閥P1C被選中，恢復(fù)正常工況控制。 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-33 反響器熱點(diǎn)極值選擇性控制系統(tǒng)第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng) 上圖為反響器熱點(diǎn)極值選擇性控制系統(tǒng)。在固定床反響器中，為了防止溫度過高燒壞觸媒，在反響器的四個(gè)不同部位設(shè)置了溫度檢測(cè)點(diǎn)。各溫度變送器的輸出端引入高值選擇器，選出其中最高的信號(hào)值作為調(diào)節(jié)器控制冷卻劑調(diào)節(jié)閥的根據(jù)。這樣，系統(tǒng)將按反響器的最高溫度控制冷卻劑流量，從而保證了反響器觸媒層的平安。第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)6、分程控制系統(tǒng) 一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出同時(shí)送往兩個(gè)或更多個(gè)調(diào)節(jié)閥，每個(gè)調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)其輸出信號(hào)的某段范圍內(nèi)做全行程動(dòng)作，以滿足工藝消費(fèi)的特殊要求，這樣的控制系統(tǒng)稱為分程控制系統(tǒng)。 第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)圖1-34 分程控制方塊圖第五節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)應(yīng)用的場(chǎng)合： (1)、適應(yīng)消費(fèi)中需用多種物料或多種手段控制的