《水工藝儀表與控制》第一章3

第4節(jié)過(guò)程限制基本規(guī)律1.位式限制位式限制:位式限制是指受控對(duì)象的狀態(tài)只能用傳感器以開(kāi)關(guān)信號(hào)的形式送出，其自動(dòng)限制系統(tǒng)中的限制指令與控值信號(hào)傳遞也只有開(kāi)與關(guān)兩種狀況，受控對(duì)象的受控參數(shù)只能在某個(gè)確定值的位置時(shí)才有可能使得自動(dòng)限制系統(tǒng)變更動(dòng)作狀態(tài)。1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.1位式限制例如：水箱水位是否到達(dá)預(yù)定水位，須要停泵；濾池過(guò)濾工作周期是否到達(dá)預(yù)定時(shí)間，須要反沖洗；離子交換裝置出水是否到達(dá)預(yù)期濃度，須要再生；設(shè)備溫度是否超標(biāo)，須要緊急停機(jī)；等等。如圖為一水箱，在水箱右側(cè)壁上安裝三個(gè)水位限制開(kāi)關(guān)，分別稱為——水位開(kāi)關(guān)a、水位開(kāi)關(guān)b、水位開(kāi)關(guān)c。acb水位開(kāi)關(guān)工作示意圖

水箱公共端常閉端子常開(kāi)端子接引出線水箱公共端常閉端子常開(kāi)端子接引出線水箱公共端常閉端子常開(kāi)端子接引出線水箱公共端常閉端子常開(kāi)端子接引出線現(xiàn)以水泵、水箱聯(lián)合供水雙位限制系統(tǒng)為例，進(jìn)一步說(shuō)明位式限制系統(tǒng)的工作方式。1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.1位式限制220V0常閉觸點(diǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)動(dòng)銜鐵線圈定銜鐵復(fù)位彈簧斷電狀態(tài)加電狀態(tài)未加電狀態(tài)常閉觸點(diǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)動(dòng)開(kāi)觸點(diǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)2.比例調(diào)整1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.2比例調(diào)整調(diào)整器限制器eu經(jīng)比較后的偏差信號(hào)經(jīng)處理后的執(zhí)行信號(hào)過(guò)程限制的核心是對(duì)檢測(cè)信號(hào)的處理，信號(hào)處理就是對(duì)所接收的隨時(shí)間變更的信號(hào)進(jìn)行即時(shí)的運(yùn)算和處理，按使系統(tǒng)達(dá)到期望值所要求的趨勢(shì)，輸出調(diào)整/限制信號(hào)。假如調(diào)整器的輸入信號(hào)經(jīng)調(diào)整器處理以后，其輸出信號(hào)與輸入信號(hào)成比例，則該種限制為比例調(diào)整（P調(diào)整）。比例調(diào)整的輸出信號(hào)u與輸入的偏差信號(hào)e成比例，即比例調(diào)整:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.2比例調(diào)整Kc—比例系數(shù)或放大系數(shù)δ—比例帶δ稱為比例帶，假如輸出信號(hào)u的變更范圍恰好等于執(zhí)行器所要求的輸入信號(hào)的變更范圍，且偏差量e的變更恰好能使u的變更從0～100%，此時(shí)δ就表示u從0～100%變更時(shí)須要e對(duì)應(yīng)的變更范圍。比例調(diào)整:比例調(diào)整階躍響應(yīng)曲線1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.2比例調(diào)整1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.2比例調(diào)整調(diào)整器限制器eu設(shè)e的變更范圍為0~0.5伏，比例系數(shù)Kc等于10，則輸出信號(hào)u的變更為0~5伏；δ=1/Kc=1/10=0.1=10%，則表明只須要在輸入端輸入等于輸出端10%的信號(hào)。3.積分調(diào)整在積分調(diào)整（I調(diào)整）過(guò)程中，調(diào)整器輸出信號(hào)的變更速度du/dt與偏差信號(hào)e呈正比，即積分調(diào)整:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.3積分調(diào)整式中S0稱為積分速度，可視狀況取正值或負(fù)值。S0越大，同樣的階躍干擾產(chǎn)生的偏差e可使調(diào)整器的輸出u值增長(zhǎng)得越快。積分調(diào)整:積分調(diào)整階躍響應(yīng)曲線1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.3積分調(diào)整在比例（P調(diào)整）+積分調(diào)整（I調(diào)整）過(guò)程中，調(diào)整器輸出信號(hào)的變更等于兩種調(diào)整單獨(dú)作用的結(jié)果之和。比例積分調(diào)整:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.3積分調(diào)整4.微分調(diào)整微分調(diào)整就是具有這種特性的調(diào)整方式。此時(shí)調(diào)整器的輸出與受控參數(shù)與給定值的偏差對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)成正比，即微分調(diào)整:微分調(diào)整階躍響應(yīng)曲線1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.4微分調(diào)整在比例（P調(diào)整）+微分調(diào)整（D調(diào)整）過(guò)程中，調(diào)整器輸出信號(hào)的變更等于兩種調(diào)整單獨(dú)作用的結(jié)果之和。比例微分調(diào)整:比例微分調(diào)整階躍響應(yīng)曲線1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.4微分調(diào)整在比例（P調(diào)整）+微分（D調(diào)整）+積分（I調(diào)整）調(diào)整過(guò)程中，調(diào)整器輸出信號(hào)的變更等于三種調(diào)整單獨(dú)作用的結(jié)果之和。比例積分微分調(diào)整:比例積分微分調(diào)整階躍響應(yīng)曲線1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.4微分調(diào)整5.比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律比例調(diào)整比例積分微分調(diào)整規(guī)律:快速反應(yīng)調(diào)整積分調(diào)整消退殘差調(diào)整微分調(diào)整預(yù)見(jiàn)性調(diào)整1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.5比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律在實(shí)際工程中，選擇何種作用規(guī)律的調(diào)整器以適合受控對(duì)象，是一個(gè)比較困難的問(wèn)題，須要綜合考慮多方面的因素然后確定。一般狀況下，可作如下考慮：比例積分微分調(diào)整應(yīng)用:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.5比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律（1）當(dāng)限制對(duì)象作用時(shí)間短、負(fù)荷變更較小，工藝要求不高時(shí)，可選擇比例作用，如貯箱壓力、液位的限制。比例積分微分調(diào)整應(yīng)用:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.5比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律（2）當(dāng)限制對(duì)象作用時(shí)間短、負(fù)荷變更不大，且工藝要求無(wú)靜差時(shí)，可選擇比例積分作用。如管道壓力和流量的限制。比例積分微分調(diào)整應(yīng)用:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.5比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律（3）限制對(duì)象作用時(shí)間與容積拖延較大時(shí)，應(yīng)引入微分作用。如工藝容許有靜差，可選用比例微分作用；如工藝要求無(wú)靜差時(shí)，則選用比例積分微分作用。如溫度、成分、pH值限制等。比例積分微分調(diào)整應(yīng)用:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.5比例、積分、微分調(diào)整的規(guī)律6.程序限制程序限制:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律1.4.6程序限制程序限制是否進(jìn)行，以推斷預(yù)定條件是否已得到滿足為前提：如時(shí)間是否到達(dá)、事務(wù)是否發(fā)生，設(shè)定條件是否滿足等。程序限制最大的特點(diǎn)就是事先必需能夠明確自動(dòng)限制系統(tǒng)限制轉(zhuǎn)折的條件，然后依據(jù)總的限制任務(wù)，以限制轉(zhuǎn)折事務(wù)是否發(fā)生為主線，編制自動(dòng)限制系統(tǒng)的運(yùn)行程序，最終完成既定任務(wù)。離子交換水處理系統(tǒng)，程序限制的方式，以監(jiān)測(cè)樹(shù)脂交換容量是否到達(dá)預(yù)期值，從而確定是否進(jìn)入再生程序，再利用再生終點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，確定是否讓其進(jìn)入正常水處理程序以完成水處理工作。程序限制實(shí)例:1.4過(guò)程限制基本規(guī)律