儀表自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)課件

儀表自動(dòng)化成玉青2007.11.2燕山石化教育培訓(xùn)中心儀表自動(dòng)化成玉青2007.11.2燕山石化教育培訓(xùn)中中石化催化裂化裝置高級(jí)技師培訓(xùn)班技師/高級(jí)技師要會(huì)初級(jí)工、中級(jí)工、高級(jí)工和技師/高級(jí)技師所有的題庫(kù)內(nèi)容?；疽笱嗌绞逃嘤?xùn)中心中石化催化裂化裝置高級(jí)技師培訓(xùn)班基本要求燕山石化教育培訓(xùn)中心簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)又稱(chēng)單回路反饋控制系統(tǒng)，是指由一個(gè)被控對(duì)象、一個(gè)測(cè)量變送器、一個(gè)控制器和一只調(diào)節(jié)閥所組成的單回路閉合控制系統(tǒng)。它是石油、化工等許多部門(mén)生產(chǎn)過(guò)程中最常見(jiàn)、應(yīng)用最廣泛、數(shù)量最多的控制系統(tǒng)。簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，易于調(diào)整和投運(yùn)，能滿足一般生產(chǎn)過(guò)程控制要求，因而應(yīng)用很廣泛。它尤其適用于被控對(duì)象純滯后小，時(shí)間常數(shù)小，負(fù)荷和干擾變化比較平緩，或者對(duì)被控變量要求不太高的場(chǎng)合。簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)常用被控變量來(lái)劃分，最常見(jiàn)的是溫度、壓力、流量、液位和成分等五種控制系統(tǒng)。燕山石化教育培訓(xùn)中心簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)又稱(chēng)單回路反饋控制系統(tǒng)，是指由一個(gè)被控對(duì)象、一個(gè)中間貯槽液位人工調(diào)節(jié)示意圖燕山石化教育培訓(xùn)中心中間貯槽液位人工調(diào)節(jié)示意圖燕山石化教育培訓(xùn)中心燕山石化教育培訓(xùn)中心燕山石化教育培訓(xùn)中心自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)帶負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。燕山石化教育培訓(xùn)中心自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)帶負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。燕任何一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以概括成由兩大部分組成：一部分是為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)所必須的自動(dòng)化裝置；另一部分是自動(dòng)化裝置控制下的生產(chǎn)設(shè)備。最基本的自動(dòng)化裝置主要由三部分構(gòu)成：測(cè)量元件與變送器：其作用就是測(cè)量并將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為一種特定的信號(hào)，傳送給自動(dòng)調(diào)節(jié)器。自動(dòng)調(diào)節(jié)器：接受變送器送來(lái)的信號(hào)，與工藝需要保持的定值相比較得出偏差，并按某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果，然后將結(jié)果用特定信號(hào)發(fā)送給執(zhí)行器。執(zhí)行器：根據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)器發(fā)出的信號(hào)改變閥門(mén)的開(kāi)啟度。燕山石化教育培訓(xùn)中心任何一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以概括成由兩大部分組成：一部分簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)由被控對(duì)象、測(cè)量變送單元、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器組成。燕山石化教育培訓(xùn)中心簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)由被控對(duì)象、測(cè)量變送單元、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器組成。燕自控系統(tǒng)基本類(lèi)型按照給定值是否變化以及如何變化，可以分三類(lèi)：（1）定值控制系統(tǒng)（給定值不發(fā)生變化）（2）隨動(dòng)控制系統(tǒng)（給定值隨機(jī)變化）（3）程序控制系統(tǒng)（給定值是時(shí)間的函數(shù)）燕山石化教育培訓(xùn)中心自控系統(tǒng)基本類(lèi)型按照給定值是否變化以及如何變化，可以(1).被控對(duì)象和過(guò)程變量被控對(duì)象：需要實(shí)現(xiàn)控制的設(shè)備、機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程稱(chēng)為被控對(duì)象，簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)象。被控變量：對(duì)象內(nèi)要求保持一定數(shù)值（或按某一規(guī)律變化）的物理量稱(chēng)為被控變量?？刂谱兞浚ú倏v變量）：受執(zhí)行器控制，用以使被控變量保持一定數(shù)值的物料或能量稱(chēng)為控制變量或操縱變量。術(shù)語(yǔ)介紹燕山石化教育培訓(xùn)中心(1).被控對(duì)象和過(guò)程變量術(shù)語(yǔ)介紹燕山石化教育培訓(xùn)中心Ⅳ.干擾（前饋）：除控制變量（操縱變量）以外，作用于對(duì)象并引起被控變量變化的一切因素稱(chēng)為干擾。Ⅴ.偏差：偏差本應(yīng)是設(shè)定值與被控變量的實(shí)際值之差。但能獲取的信息是被控變量的測(cè)量值而非實(shí)際值，因此，在控制系統(tǒng)中通常把設(shè)定值與測(cè)量值之差定義為偏差。燕山石化教育培訓(xùn)中心Ⅳ.干擾（前饋）：除控制變量（操縱變量）以外，作用于對(duì)象并(2).系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求

自動(dòng)控制系統(tǒng)的（最）基本要求是系統(tǒng)運(yùn)行必須是穩(wěn)定的(3).正作用與反作用輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)的增加而增加的環(huán)節(jié)稱(chēng)為正作用環(huán)節(jié)輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)的增加而減小的環(huán)節(jié)稱(chēng)為反作用環(huán)節(jié)例如：對(duì)于調(diào)節(jié)器來(lái)說(shuō)，測(cè)量值增大，輸出增大，稱(chēng)為正作用調(diào)節(jié)器燕山石化教育培訓(xùn)中心(2).系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求燕山石化教育培訓(xùn)中心(4).靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）和動(dòng)態(tài)靜態(tài)：被控變量不隨時(shí)間變化的平衡狀態(tài)（變化率為0，不是靜止）。若控制系統(tǒng)是穩(wěn)定的，設(shè)設(shè)定值和干擾都保持不變，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，控制系統(tǒng)中各參數(shù)必然會(huì)到達(dá)一個(gè)“相對(duì)”平衡狀態(tài)，這種狀態(tài)就是所謂的“靜態(tài)”，或稱(chēng)為“穩(wěn)態(tài)”。動(dòng)態(tài)：被控變量隨時(shí)間變化的不平衡狀態(tài)。如果系統(tǒng)原來(lái)處于靜態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)干擾使被控變量發(fā)生變化，此時(shí)控制系統(tǒng)發(fā)生作用，改變調(diào)節(jié)器輸出，使被控變量重新回到設(shè)定值來(lái)，這么一個(gè)從干擾發(fā)生、系統(tǒng)控制、直到重新建立平衡的過(guò)程稱(chēng)為“動(dòng)態(tài)”過(guò)程。燕山石化教育培訓(xùn)中心(4).靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）和動(dòng)態(tài)燕山石化教育培訓(xùn)中心(5).過(guò)渡過(guò)程

過(guò)渡過(guò)程：受到干擾作用后系統(tǒng)失穩(wěn)，在控制系統(tǒng)的作用下，被控變量回復(fù)到新的平衡狀態(tài)的過(guò)程。非周期衰減過(guò)程

衰減振蕩過(guò)程

等幅振蕩過(guò)程

發(fā)散振蕩過(guò)程

單調(diào)發(fā)散過(guò)程XX√？一般是不允許的除開(kāi)關(guān)量控制回路X燕山石化教育培訓(xùn)中心(5).過(guò)渡過(guò)程非周期衰減過(guò)程衰減振蕩過(guò)程等幅振蕩過(guò)程過(guò)渡過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)示意圖燕山石化教育培訓(xùn)中心過(guò)渡過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)示意圖燕山石化教育培訓(xùn)中最大偏差在衰減振蕩過(guò)程中，最大偏差就是第一個(gè)波的峰值A(chǔ)，上圖所示。當(dāng)然，最大偏差是越小越好，其值越大就表示被調(diào)參數(shù)偏離給定值也越大，偏離的時(shí)間也越長(zhǎng)。即系統(tǒng)離開(kāi)規(guī)定的工藝參數(shù)指標(biāo)也越遠(yuǎn)，但不能超過(guò)工藝規(guī)定的被調(diào)參數(shù)的短暫最大偏離值，否則就會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量或引起事故。故工藝技術(shù)人員和操作人員，要提出允許最大偏差值。有時(shí)也用超調(diào)量B來(lái)表示被調(diào)參數(shù)偏離給定值的程度，即圖中第一個(gè)峰值A(chǔ)與新穩(wěn)定值C的差值，即B=A-C。燕山石化教育培訓(xùn)中心最大偏差在衰減振蕩過(guò)程中，最大偏差就是第一個(gè)波的峰值A(chǔ)，上衰減比衰減比是表示過(guò)渡過(guò)程振蕩劇烈程度的一個(gè)指標(biāo)。用它可以判斷是否衰減以及衰減的程度，實(shí)際上就是判斷調(diào)節(jié)系統(tǒng)能否建立新的平衡狀態(tài)，以及建立平衡狀態(tài)的快慢程度。衰減比就是衰減振蕩過(guò)程前后兩個(gè)波的峰值之比，在上圖中，就是B:B’，習(xí)慣上表示為n:1。一般希望衰減比為4:1，即被調(diào)參數(shù)在經(jīng)過(guò)兩個(gè)波峰以后就可以認(rèn)為是穩(wěn)定下來(lái)了。根據(jù)工藝情況不同，一般取n為4到10之間。燕山石化教育培訓(xùn)中心衰減比衰減比是表示過(guò)渡過(guò)程振蕩劇烈程度的一個(gè)指標(biāo)。用它可以余差和過(guò)渡時(shí)間當(dāng)過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，被調(diào)參數(shù)的新穩(wěn)態(tài)值與給定值的差值，叫做余差。在上圖中以C表示。一般希望余差越小越好，但在實(shí)際生產(chǎn)中也并不是要求任何調(diào)節(jié)系統(tǒng)的余差都很小。從干擾作用發(fā)生的時(shí)刻起，直到系統(tǒng)又建立新的平衡穩(wěn)態(tài)值的±5％這一范圍之內(nèi)所經(jīng)歷的時(shí)間，叫過(guò)渡時(shí)間或調(diào)節(jié)時(shí)間，如上圖中的Tp。顯然，過(guò)渡時(shí)間力求短一些為好。燕山石化教育培訓(xùn)中心余差和過(guò)渡時(shí)間當(dāng)過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，被調(diào)參數(shù)的新穩(wěn)態(tài)值振蕩周期振蕩周期Ts就是衰減過(guò)程振蕩一次所需要的時(shí)間，即被調(diào)參數(shù)變化從第一個(gè)波峰到同側(cè)第二個(gè)波峰之間的時(shí)間。在相同的衰減比下，例如4：1，參數(shù)都是經(jīng)過(guò)兩次振蕩之后就可以回到穩(wěn)態(tài)值，因此振蕩周期短，則被調(diào)參數(shù)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間就短，一般希望Ts小一點(diǎn)，但也不能太小，否則被調(diào)參數(shù)波動(dòng)頻率就高，儀表的工作就頻繁，會(huì)使儀表使用壽命縮短。以上五項(xiàng)指標(biāo)中，只有余差是靜態(tài)特性，其余的都是屬于動(dòng)態(tài)特性。燕山石化教育培訓(xùn)中心振蕩周期振蕩周期Ts就是衰減過(guò)程振蕩一次所需要的時(shí)間，即被調(diào)常見(jiàn)執(zhí)行器

執(zhí)行器的作用接收調(diào)節(jié)器（計(jì)算機(jī)）輸出的控制信號(hào)，使調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度產(chǎn)生相應(yīng)變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)操作變量的目的。氣動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器液動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)閥電動(dòng)閥在過(guò)程控制領(lǐng)域應(yīng)用很少按閥門(mén)的輸出：連續(xù)式(0～100％)開(kāi)關(guān)式(ON/OFF)調(diào)節(jié)閥分類(lèi)－按使用的能源形式：燕山石化教育培訓(xùn)中心常見(jiàn)執(zhí)行器執(zhí)行器的作用氣動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器液動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)電磁閥是利用電磁力的作用，推動(dòng)閥芯換位，以實(shí)現(xiàn)氣流或液流換向的閥類(lèi)。注意燕山石化教育培訓(xùn)中心電磁閥是利用電磁力的作用，推動(dòng)閥芯換位，以實(shí)現(xiàn)氣流或液流換向執(zhí)行器的組成氣動(dòng)執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）由執(zhí)行機(jī)構(gòu)（膜頭）和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（閥體）組成。燕山石化教育培訓(xùn)中心執(zhí)行器的組成氣動(dòng)執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）由執(zhí)行機(jī)構(gòu)（膜頭）和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)氣源PO氣源PO正作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入氣信號(hào)增加時(shí)，其推桿向下移動(dòng)

反作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入氣信號(hào)增加時(shí)，其推桿向上移動(dòng)

燕山石化教育培訓(xùn)中心氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)氣源PO氣源PO正作用式執(zhí)行氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和工作原理基本部件：活塞和氣缸活塞在氣缸內(nèi)隨活塞兩側(cè)壓差而移動(dòng)兩側(cè)可以分別輸入一個(gè)固定信號(hào)和一個(gè)變動(dòng)信號(hào)，或兩側(cè)都輸入變動(dòng)信號(hào)。它的輸出特性有比例式及兩位式兩種。兩位式是根據(jù)輸入執(zhí)行活塞兩側(cè)的操作壓力的大小，活塞從高壓側(cè)推向低壓側(cè)，使推桿從一個(gè)位置移到另一極端位置。比例式是在兩位式基礎(chǔ)上加有閥門(mén)定位器后，使推桿位移與信號(hào)壓力成比例關(guān)系。P1P2燕山石化教育培訓(xùn)中心氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和工作原理基本部件：活塞和氣缸P薄膜式和活塞式燕山石化教育培訓(xùn)中心薄膜式和活塞式燕山石化教育培訓(xùn)中心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（閥體）是一個(gè)局部阻力可以改變的節(jié)流元件。由于閥芯在閥座內(nèi)移動(dòng)，改變了閥芯與閥座之間的流通面積，即改變了閥的阻力系數(shù)，被調(diào)介質(zhì)的流量也就相應(yīng)地改變，從而達(dá)到調(diào)節(jié)工藝參數(shù)的目的。按照不同的使用要求，調(diào)節(jié)閥主要有以下幾種:直通單座調(diào)節(jié)閥、直通雙座調(diào)節(jié)閥、角型調(diào)節(jié)閥、高壓調(diào)節(jié)閥、隔膜調(diào)節(jié)閥、蝶閥、三通調(diào)節(jié)閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、籠式閥（套筒閥）。燕山石化教育培訓(xùn)中心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（閥體）是一個(gè)局部阻力可以改變的節(jié)流元件。偏心閥特別適用于高粘度，高壓差，流通能力大，以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求密封，可調(diào)范圍寬（100：1）的場(chǎng)合?？刂崎y所能控制的最大流量Qmax與最小流量Qmin的比值，稱(chēng)為控制閥的可調(diào)范圍或可調(diào)比。燕山石化教育培訓(xùn)中心偏心閥特別適用于高粘度，高壓差，流通能力大，以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求正反作用正作用（正裝）：閥芯向下，流通面積減少反作用（反裝）：閥芯向上，流通面積增大燕山石化教育培訓(xùn)中心正反作用正作用（正裝）：閥芯向下，流通面積減少燕山石化教反作用：當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，流過(guò)執(zhí)行器的流量減小氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通常稱(chēng)為氣關(guān)閥正作用：當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，執(zhí)行器的開(kāi)度增大，即流過(guò)執(zhí)行器的流量增大氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通常稱(chēng)為氣開(kāi)閥執(zhí)行器的作用方式調(diào)節(jié)閥閥芯的正反裝正裝：調(diào)節(jié)閥閥芯向下移動(dòng)時(shí)，閥芯與閥座之間的流通面積減小。反裝：調(diào)節(jié)閥閥芯向下移動(dòng)時(shí)，閥芯與閥座之間的流通面積增大。燕山石化教育培訓(xùn)中心反作用：當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，流過(guò)執(zhí)行器的流量減小正作用：當(dāng)輸執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體的組合形式圖號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥體氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(a)正作用正裝氣關(guān)式(b)正作用反裝氣開(kāi)式(c)反作用正裝氣開(kāi)式(d)反作用反裝氣關(guān)式燕山石化教育培訓(xùn)中心執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體的組合形式圖號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥體氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(a)正選用原則：從安全生產(chǎn)的角度來(lái)確定正反作用。信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全，如閥門(mén)處于打開(kāi)位置時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣關(guān)式；反之，則用氣開(kāi)式。

另外，還要考慮：事故狀態(tài)下，減少原料或動(dòng)力消耗，保證產(chǎn)品質(zhì)量；考慮介質(zhì)的特性。燕山石化教育培訓(xùn)中心選用原則：從安全生產(chǎn)的角度來(lái)確定正反作用。信號(hào)壓力中儲(chǔ)罐液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)調(diào)節(jié)閥裝在出口管線上時(shí)，應(yīng)選風(fēng)開(kāi)式調(diào)節(jié)閥。燕山石化教育培訓(xùn)中心儲(chǔ)罐液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)調(diào)節(jié)閥裝在出口管線上時(shí)，應(yīng)選風(fēng)開(kāi)式調(diào)節(jié)閥流量特性直線：閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成直線關(guān)系，即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)。在流量小時(shí)，流量變化的相對(duì)值大；在流量大時(shí)，流量變化的相對(duì)值小。也就是說(shuō)，當(dāng)閥門(mén)在小開(kāi)度時(shí)控制作用太強(qiáng)；而在大開(kāi)度時(shí)控制作用太弱，不利于控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。等百分比（對(duì)數(shù)）：閥的相對(duì)開(kāi)度與相對(duì)流量成對(duì)數(shù)關(guān)系。在同樣的行程變化值下，流量小時(shí)，流量變化小，控制平穩(wěn)緩和；流量大時(shí)，流量變化大，控制靈敏有效。拋物線：閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成拋物線關(guān)系，介于直線與對(duì)數(shù)之間?？扉_(kāi)：在同樣的行程變化值下，流量小時(shí)，流量變化大，；流量大時(shí)，流量變化小，當(dāng)閥門(mén)在小開(kāi)度時(shí)控制作用太強(qiáng)；而在大開(kāi)度時(shí)控制作用太弱，只適用于特殊要求的場(chǎng)合。燕山石化教育培訓(xùn)中心流量特性直線：閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成直線關(guān)系，即單位位移變調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律，是指調(diào)節(jié)器的輸入和輸出之間的關(guān)系。調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)是給定值x(t)與測(cè)量值y(t)之差，即偏差e(t)。e(t)＝x(t)-y(t)調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)是送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制命令p(t)。因此，調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)p(t)隨輸入信號(hào)e(t)變化的規(guī)律，即調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律。PID控制器燕山石化教育培訓(xùn)中心調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律，是指調(diào)節(jié)器的輸入和輸出之間的關(guān)系。PID控調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)規(guī)律有比例，積分和微分等幾種。工業(yè)上所用的調(diào)節(jié)規(guī)律是其基本規(guī)律之間不同的組合。不同的調(diào)節(jié)規(guī)律適用不同特性和要求的工藝生產(chǎn)過(guò)程。若對(duì)調(diào)節(jié)器的選用不當(dāng)，不是白白增加投資，就是不能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。燕山石化教育培訓(xùn)中心調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)規(guī)律有比例，積分和微分等幾種。工業(yè)上所用的調(diào)雙位調(diào)節(jié)的動(dòng)作規(guī)律是當(dāng)測(cè)量值大于給定值時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出為最?。ɑ蜃畲螅?，而當(dāng)測(cè)量值小于給定值時(shí)，則輸出為最大（或最?。?，即調(diào)節(jié)器只有兩個(gè)輸出值。相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也只有開(kāi)和關(guān)兩個(gè)極限位置。燕山石化教育培訓(xùn)中心雙位調(diào)節(jié)的動(dòng)作規(guī)律是當(dāng)測(cè)量值大于給定值時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出為最小比例控制器（P）輸出信號(hào)的變化量與輸入信號(hào)的變化量之間成比例關(guān)系，這種控制規(guī)律稱(chēng)為“純比例控制”

比例控制器的作用是調(diào)整系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)比例系數(shù)，提高系統(tǒng)的靜態(tài)精度，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但對(duì)于高于二階的系統(tǒng)，比例系數(shù)過(guò)大會(huì)造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。比例控制最大的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)快，控制作用及時(shí)

最大的缺點(diǎn)是控制結(jié)果存在余差燕山石化教育培訓(xùn)中心比例控制器（P）燕山石化教育培訓(xùn)中心純比例控制用數(shù)學(xué)形式表示，可寫(xiě)成：P=Kpe式中P—比例調(diào)節(jié)器的輸出變化Kp—比例系數(shù)，e一調(diào)節(jié)器偏差輸入值在一般比例調(diào)節(jié)器的刻度盤(pán)上，都不直接用比例系數(shù)Kp作為刻度，而習(xí)慣用比例度δ(或稱(chēng)比例帶，比例范圍)來(lái)刻度。燕山石化教育培訓(xùn)中心純比例控制用數(shù)學(xué)形式表示，可寫(xiě)成：燕山石化教育培訓(xùn)比例度的意義就是使調(diào)節(jié)器輸出變化滿刻度時(shí)，偏差輸入對(duì)應(yīng)于滿刻度的百分?jǐn)?shù)。是調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)的倒數(shù)，即δ=1/Kp×100%。比例度δ越小，調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kp就越大，它的動(dòng)作就越靈敏。反之，比例度越大，放大倍數(shù)就越小，調(diào)節(jié)器的動(dòng)作就越不靈敏。調(diào)節(jié)器的比例作用功能有兩點(diǎn)：一是把測(cè)量值和給定比較，得出偏差；二是發(fā)出一個(gè)與偏差大小成比例的輸出信號(hào)去控制調(diào)節(jié)閥。燕山石化教育培訓(xùn)中心比例度的意義就是使調(diào)節(jié)器輸出變化滿刻度時(shí)，偏差輸入對(duì)應(yīng)于滿積分控制器（I）

調(diào)節(jié)器的輸出是偏差隨時(shí)間的積分積分控制器的作用是消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差，只要有偏差存在，調(diào)節(jié)器輸出會(huì)不斷變化，直到偏差為0。但積分控制有時(shí)會(huì)改變系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)響應(yīng)速度，所以一般不單獨(dú)采用積分作用，而與比例作用配合使用。積分控制最大的優(yōu)點(diǎn)是消除余差最大的缺點(diǎn)是動(dòng)作緩慢、產(chǎn)生相位滯后、穩(wěn)定性降低燕山石化教育培訓(xùn)中心積分控制器（I）積分控制最大的優(yōu)點(diǎn)是消除余差燕山石化教育培訓(xùn)

比例加積分控制器（PI）比例積分控制器由于有比例、積分兩個(gè)可調(diào)參數(shù)，因此可兼有比例和積分兩種控制器的優(yōu)點(diǎn)，使系統(tǒng)既穩(wěn)定又有較好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，這種控制是工程上用途最為廣泛的。比例加微分（PD）

比例加微分控制器所產(chǎn)生的控制作用反映了誤差信號(hào)的變化率，微分使控制信號(hào)提前作用，使系統(tǒng)的響應(yīng)振蕩減輕，過(guò)渡過(guò)程加快，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有利。優(yōu)點(diǎn):只要偏差出現(xiàn)變化,就進(jìn)行控制,具有超前調(diào)節(jié)的特點(diǎn).燕山石化教育培訓(xùn)中心比例加積分控制器（PI）燕山石化教育培訓(xùn)中心缺點(diǎn):假如偏差固定,即使數(shù)值很大,微分作用也沒(méi)有輸出,因而不能消除偏差.比例加積分加微分控制器（PID）在工業(yè)生產(chǎn)中，常將比例、積分、微分三種作用規(guī)律結(jié)合起來(lái)，可以得到較為滿意的控制質(zhì)量，包括這三種控制規(guī)律的控制器稱(chēng)為比例積分微分三作用控制器，習(xí)慣上稱(chēng)為PID控制器。燕山石化教育培訓(xùn)中心缺點(diǎn):假如偏差固定,即使數(shù)值很大,微分作用也沒(méi)有輸出,比例(P):依偏差的大小來(lái)動(dòng)作，越小作用越強(qiáng)。積分(I):依偏差是否存在來(lái)動(dòng)作，越小作用越強(qiáng)。微分(D):依偏差變化速度來(lái)動(dòng)作，越大作用越強(qiáng)。參數(shù)過(guò)強(qiáng)，會(huì)引起振蕩；過(guò)弱，不起作用。比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間均應(yīng)合適。燕山石化教育培訓(xùn)中心比例(P):依偏差的大小來(lái)動(dòng)作，越小作用越強(qiáng)。燕山石化教育培調(diào)節(jié)參數(shù)整定通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工程整定，使控制器獲得最佳參數(shù)，即過(guò)渡過(guò)程要有較好的穩(wěn)定性與快速性。一般希望調(diào)節(jié)過(guò)程具有較大的衰減比，超調(diào)量要小些，調(diào)節(jié)時(shí)間越短越好，又要沒(méi)有余差。對(duì)于定值控制系統(tǒng)，一般希望有4：1的衰減比，即過(guò)程曲線振動(dòng)一個(gè)半波就大致穩(wěn)定。如對(duì)象時(shí)間常數(shù)太大，調(diào)整時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)，可采用10:1衰減。有了以上最佳標(biāo)準(zhǔn)，就可整定控制器參數(shù)在最佳值上。燕山石化教育培訓(xùn)中心調(diào)節(jié)參數(shù)整定通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工程整定，使控制器獲得最佳參數(shù)，即最常用的整定方法有經(jīng)驗(yàn)法、臨界比例度法、衰減曲線法和反應(yīng)曲線法等。燕山石化教育培訓(xùn)中心最常用的整定方法有經(jīng)驗(yàn)法、臨界比例度法、衰減曲線法和反應(yīng)曲線臨界比例度法是應(yīng)用較廣的一種整定調(diào)節(jié)器參數(shù)的方法。它的特點(diǎn)是不需要求得被控對(duì)象的特性，而直接在閉環(huán)情況下進(jìn)行參數(shù)整定。具體整定方法如下：先在純比例作用下，即將控制器的Ti放到最大，Td置于零，逐步地減小比例度

，直至系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩為止，記下此時(shí)的比例度和振蕩周期，分別稱(chēng)作為臨界比例度

k和臨界振蕩周期TK，

K和TK就是控制參數(shù)整定的依據(jù)。然后可按表所列出的經(jīng)驗(yàn)算式，分別求出三種不同情況下的控制器最佳參數(shù)值。燕山石化教育培訓(xùn)中心臨界比例度法是應(yīng)用較廣的一種整定調(diào)節(jié)器參數(shù)的方法。它的特點(diǎn)是臨界比例度法整定參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)算式表調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)參數(shù)比例度

,%積分時(shí)間Ti微分時(shí)間TdP2

KPI2.2

K0.85TKPID1.7

K0.5TK0.125TK燕山石化教育培訓(xùn)中心臨界比例度法整定參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)算式表調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)參數(shù)比例度,%衰減曲線法臨界比例度法是要使系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩，還要多次試湊，而用衰減曲線法較為簡(jiǎn)單，而且可直接求得調(diào)節(jié)器比例度。衰減曲線法分為4：1和10：1兩種。燕山石化教育培訓(xùn)中心衰減曲線法臨界比例度法是要使系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩，還要多次試湊4：1衰減曲線法：使系統(tǒng)處于純比例作用下，在達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，用給定值改變的方法加入階躍干擾，觀察被控變量記錄曲線的衰減比，然后逐漸從大到小改變比例度，使其出現(xiàn)4：1的衰減比為止。記下此時(shí)的比例度

S(4:1衰減比例度)和它的衰減周期TS記。然后按下表的經(jīng)驗(yàn)公式確定三種不同規(guī)律控制下的調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)值。燕山石化教育培訓(xùn)中心4：1衰減曲線法：使系統(tǒng)處于純比例作用下，在達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，用給4:1衰減曲線法算表調(diào)節(jié)規(guī)律

%TiTdP

SPI1.2

S0.5TSPID0.8

S0.3TS0.1TS燕山石化教育培訓(xùn)中心4:1衰減曲線法算表調(diào)節(jié)規(guī)律%TiTdPSPI1.2S例題某串級(jí)控制系統(tǒng)采用兩步整定法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，測(cè)得4：1衰減過(guò)程得參數(shù)為：若已知主調(diào)節(jié)器選用PID規(guī)律，副調(diào)節(jié)器選用P規(guī)律，試求主、副調(diào)節(jié)器的參數(shù)值為多少？燕山石化教育培訓(xùn)中心例題某串級(jí)控制系統(tǒng)采用兩步整定法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，測(cè)得4：1衰解：按簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中4：1衰減曲線法整定參數(shù)的計(jì)算表，可計(jì)算出主調(diào)節(jié)器的參數(shù)值為：副調(diào)節(jié)器的參數(shù)值為：燕山石化教育培訓(xùn)中心解：按簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中4：1衰減曲線法整定參數(shù)的計(jì)算表，可計(jì)算10：1衰減曲線法有的生產(chǎn)過(guò)程，由于采用4：1的衰減仍嫌振蕩太強(qiáng)，則可采用10：1衰減曲線法。方法同上，使被控變量記錄曲線得到10：1的衰減時(shí)，記下這時(shí)的比例度

S使和上升時(shí)間TS。然后再按下表經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)值。燕山石化教育培訓(xùn)中心10：1衰減曲線法有的生產(chǎn)過(guò)程，由于采用4：1的衰減仍嫌振蕩10:1衰減曲線法算表調(diào)節(jié)規(guī)律

%TiTdP

SPI1.2

S2TSPID0.8

S1.2TS0.4TS燕山石化教育培訓(xùn)中心10:1衰減曲線法算表調(diào)節(jié)規(guī)律%TiTdPSPI1.2采用衰減曲線法時(shí)必須注意以下幾點(diǎn):加給干擾不能太大，要根據(jù)工藝操作要求來(lái)定，一般為5%左右（全量程），但也有特殊的情況。必須在工況穩(wěn)定的情況下才能加設(shè)干擾，否則得不到較正確的

S、TS值。對(duì)于快速反應(yīng)的系統(tǒng)，如流量、管道壓力等控制系統(tǒng)，想在記錄紙上得到理想的4：1曲線是不可能的。此時(shí)，通常以被控變量來(lái)回波動(dòng)兩次而達(dá)到穩(wěn)定，就近似地認(rèn)為為4：1的衰減過(guò)程。燕山石化教育培訓(xùn)中心采用衰減曲線法時(shí)必須注意以下幾點(diǎn):燕山石化教育培訓(xùn)中心經(jīng)驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)法是根據(jù)參數(shù)整定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生產(chǎn)上最常見(jiàn)的溫度、流量、壓力和液位等四大控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。將調(diào)節(jié)器參數(shù)預(yù)先放置在常見(jiàn)范圍的某些數(shù)值上，然后改變?cè)O(shè)定值，觀察控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程曲線。如過(guò)渡過(guò)程曲線不夠理想，則按一定的程序改變控制器參數(shù)，這樣反復(fù)湊試，指導(dǎo)滿意的控制質(zhì)量為止。燕山石化教育培訓(xùn)中心經(jīng)驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)法是根據(jù)參數(shù)整定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生產(chǎn)上最常見(jiàn)的溫度、各種控制系統(tǒng)PID參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表被控變量調(diào)節(jié)器參數(shù)

,%TI，minTd，min溫度20～603～100.5～3液位20～801～5壓力30～700.4～3流量40～1000.1～1燕山石化教育培訓(xùn)中心各種控制系統(tǒng)PID參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表被控變量調(diào)節(jié)器參數(shù),%TI用經(jīng)驗(yàn)湊試法整定PID參數(shù)，在整定中觀察到曲線最大偏差大且趨于非周期過(guò)程，需要把比例度（B）。A.增大B.減小C.增加到最大D.減小到最小燕山石化教育培訓(xùn)中心用經(jīng)驗(yàn)湊試法整定PID參數(shù)，在整定中觀察到曲線最大偏差大且趨調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)是指當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝就緒，或者經(jīng)過(guò)停車(chē)檢修之后，使控制系統(tǒng)投入使用的過(guò)程。簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)步驟：1.現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作2.手動(dòng)遙控3.由手動(dòng)遙控切換到自動(dòng)

燕山石化教育培訓(xùn)中心調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)是指當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝就緒，練習(xí)1.比例度越小，調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)的變化（B）。A.越小B.越大C.不變D.先變大后變小2.自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用是(BCD)。A.微積分作用B.積分作用C.微分作用D.比例作用3.按照工藝過(guò)程需要控制的參數(shù)值變化來(lái)分類(lèi),可將自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)分為(ACD)。A.定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)B.變值調(diào)節(jié)系統(tǒng)C.程序調(diào)節(jié)系統(tǒng)D.隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)燕山石化教育培訓(xùn)中心練習(xí)1.比例度越小，調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)的變化（B）。燕山練習(xí)4.儀表自動(dòng)化，就是在化工生產(chǎn)設(shè)備上配置一些自動(dòng)化儀表，代替操作人員的部分直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)地進(jìn)行。（√）5.在化工生產(chǎn)過(guò)程中，測(cè)量?jī)x表對(duì)工藝進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量的四大參數(shù)是壓力、溫度、流量、液位。（√）6.如果一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出同時(shí)送往（兩個(gè)）或更多的調(diào)節(jié)閥，而各個(gè)調(diào)節(jié)閥的（工作范圍）不同，這樣的系統(tǒng)叫做(C)系統(tǒng)。A.定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)B.隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)C.分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)D.程序調(diào)節(jié)系統(tǒng)燕山石化教育培訓(xùn)中心練習(xí)4.儀表自動(dòng)化，就是在化工生產(chǎn)設(shè)備上配置一些自動(dòng)化儀練習(xí)7.當(dāng)測(cè)量值本身波動(dòng)較大時(shí)，不宜加微分,微分作用要合適，過(guò)大會(huì)引起振蕩。（√）8.儀表自動(dòng)化指的是什么?答：所謂儀表自動(dòng)化，就是在化工生產(chǎn)設(shè)備上配置一些自動(dòng)化儀表，代替操作人員的部分直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)地進(jìn)行。9.何為串級(jí)控制系統(tǒng)？簡(jiǎn)要說(shuō)明串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投用過(guò)程。答：串級(jí)控制系統(tǒng)是以主控制器的輸出作為副控制器的給定值，副控制器的輸出去操縱控制閥，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主變量的定值控制。

燕山石化教育培訓(xùn)中心練習(xí)7.當(dāng)測(cè)量值本身波動(dòng)較大時(shí)，不宜加微分,微分作用要首先將主控制器給定開(kāi)關(guān)置于內(nèi)給定，副控制器的給定開(kāi)關(guān)置于外給定，主副控制器切換開(kāi)關(guān)均置于手動(dòng)位置。先手動(dòng)操作副環(huán)，穩(wěn)定后，投副環(huán)自動(dòng)，最后投主環(huán)自動(dòng)。10.自動(dòng)操作是用儀表模擬手動(dòng)操作的過(guò)程。（√）11.停儀表風(fēng)時(shí)，干燥崗位將系統(tǒng)內(nèi)各調(diào)節(jié)儀表由自動(dòng)改為手動(dòng)。（√）練習(xí)燕山石化教育培訓(xùn)中心首先將主控制器給定開(kāi)關(guān)置于內(nèi)給定，副控制器的給定常見(jiàn)復(fù)雜控制形式串級(jí)控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)

燕山石化教育培訓(xùn)中心常見(jiàn)復(fù)雜控制形式串級(jí)控制系統(tǒng)燕山石化教育培訓(xùn)中心簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)解決了大量的參數(shù)定值控制問(wèn)題。但是，隨著生產(chǎn)過(guò)程的大型化和復(fù)雜化，有些問(wèn)題用簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)是不能解決的。需要引入更為復(fù)雜的控制系統(tǒng)：串級(jí)控制系統(tǒng)、分程控制系統(tǒng)等。燕山石化教育培訓(xùn)中心簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)解決了大量的參數(shù)定值控制問(wèn)題。但是，隨著加熱爐的溫度控制系統(tǒng)控制通道過(guò)程分析：主要問(wèn)題：滯后太大，控制不及時(shí)，誤差長(zhǎng)時(shí)間不能克服，導(dǎo)致不符合工藝要求。燕山石化教育培訓(xùn)中心加熱爐的溫度控制系統(tǒng)控制通道過(guò)程分析：燕山石化教育培訓(xùn)中心被控變量的偏差，都是由于各種擾動(dòng)引起的，如果能將這些擾動(dòng)控制住，則可以減小被控變量的波動(dòng)。分析：燕山石化教育培訓(xùn)中心被控變量的偏差，都是由于各種擾動(dòng)引起的，如果能將該加熱爐的主要擾動(dòng)有：燃料壓力的波動(dòng)、燃料熱值的波動(dòng)、原料流量的調(diào)整或波動(dòng)、原料入口溫度的波動(dòng)等。如果我們對(duì)每種擾動(dòng)都進(jìn)行控制，肯定滿足工藝要求。但是，這樣控制系統(tǒng)就變得非常復(fù)雜、成本大大提高。燕山石化教育培訓(xùn)中心該加熱爐的主要擾動(dòng)有：燕山石化教育培訓(xùn)中心實(shí)際工業(yè)控制過(guò)程對(duì)控制系統(tǒng)的要求：在滿足工藝要求的前提下，盡可能簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。人們研究出了一種不需要增加太多的儀表就可以使被控變量達(dá)到較高的控制精度的方法——串級(jí)控制系統(tǒng)。燕山石化教育培訓(xùn)中心實(shí)際工業(yè)控制過(guò)程對(duì)控制系統(tǒng)的要求：人們研究出了一種不需串級(jí)控制系統(tǒng)的思想：把時(shí)間常數(shù)較大的被控對(duì)象分解為兩個(gè)時(shí)間常數(shù)較小的被控對(duì)象。燕山石化教育培訓(xùn)中心串級(jí)控制系統(tǒng)的思想：燕山石化教育培訓(xùn)中心加熱爐控制過(guò)程分解燕山石化教育培訓(xùn)中心加熱爐控制過(guò)程分解燕山石化教育培訓(xùn)中心加熱爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)燕山石化教育培訓(xùn)中心加熱爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)燕山石化教育培訓(xùn)中心

加熱爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)方塊圖燕山石化教育培訓(xùn)中心加熱爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)方塊圖燕山石化教育培訓(xùn)中心串級(jí)控制系統(tǒng)組成原理及術(shù)語(yǔ)燕山石化教育培訓(xùn)中心串級(jí)控制系統(tǒng)組成原理及術(shù)語(yǔ)燕山石化教育培訓(xùn)中心①將原被控對(duì)象分解為兩個(gè)串聯(lián)的被控對(duì)象。②以分解后的兩個(gè)被控對(duì)象的中間變量作為副被控變量，構(gòu)成一個(gè)副回路（簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)）。③將原被控變量作為主被控變量構(gòu)成主回路。④主控制系統(tǒng)控制器的輸出信號(hào)作為副控制系統(tǒng)控制器的設(shè)定值，副控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)作為主被控對(duì)象的輸入信號(hào)。(1)組成原理燕山石化教育培訓(xùn)中心①將原被控對(duì)象分解為兩個(gè)串聯(lián)的被控對(duì)象。(1)組成原理燕山(2)串級(jí)控制系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)主變量：生產(chǎn)過(guò)程所需要控制的工藝參數(shù)，在串級(jí)控制系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用的被控變量。副變量：串級(jí)控制系統(tǒng)中為了穩(wěn)定主變量或因某種需要引入的輔助變量。主對(duì)象：主變量表征其特性的生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。副對(duì)象：副變量表征其特性的工藝生產(chǎn)設(shè)備。燕山石化教育培訓(xùn)中心(2)串級(jí)控制系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)主變量：生產(chǎn)過(guò)程所需要控制的工藝參數(shù)副控制器：其給定值來(lái)自主控制器的輸出，并按副變量的測(cè)量值與給定值的偏差而工作的控制器（又名隨動(dòng)控制器）。主控制器：按主變量的測(cè)量值與給定值偏差而工作，其輸出作為副變量給定值的控制器（主導(dǎo)控制器）。燕山石化教育培訓(xùn)中心副控制器：其給定值來(lái)自主控制器的輸出，并按副變量主回路：由主變量的測(cè)量變送裝置，主、副控制器，執(zhí)行器和主、副對(duì)象構(gòu)成的外回路。也稱(chēng)為外環(huán)或主環(huán)。副回路：由負(fù)變量的測(cè)量變送裝置、副控制器、執(zhí)行器和副對(duì)象所構(gòu)成的內(nèi)回路。也稱(chēng)為內(nèi)環(huán)或副環(huán)。燕山石化教育培訓(xùn)中心主回路：由主變量的測(cè)量變送裝置，主、副控制器主測(cè)量值、副測(cè)量值：相應(yīng)被控變量的測(cè)量值。主設(shè)定值、副設(shè)定值：主設(shè)定值是主被控變量的期望值，由主控制器內(nèi)部設(shè)定。副設(shè)定值由主控制器的輸出信號(hào)提供。燕山石化教育培訓(xùn)中心主測(cè)量值、副測(cè)量值：相應(yīng)被控變量的測(cè)量值。主設(shè)結(jié)論：串級(jí)控制系統(tǒng)，副環(huán)的增加使得整個(gè)系統(tǒng)克服擾動(dòng)的能力更強(qiáng)、作用更及時(shí)，控制性能明顯提高。

燕山石化教育培訓(xùn)中心結(jié)論：燕山石化教育培訓(xùn)中心系統(tǒng)特點(diǎn)(1)分級(jí)控制思想——將一個(gè)控制通道較長(zhǎng)的對(duì)象分解為兩個(gè)對(duì)象。(2)串級(jí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——兩個(gè)對(duì)象、兩個(gè)控制器、兩個(gè)測(cè)量變送器、一個(gè)執(zhí)行器。組成二個(gè)閉合回路。主、副調(diào)節(jié)器串聯(lián)，主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定值。燕山石化教育培訓(xùn)中心系統(tǒng)特點(diǎn)(1)分級(jí)控制思想——將一個(gè)控制通道較長(zhǎng)的對(duì)象分解(3)系統(tǒng)的工作方式——副環(huán)是隨動(dòng)控制系統(tǒng)；主環(huán)是定值控制系統(tǒng)。主、副回路協(xié)同工作，克服干擾能力強(qiáng)，可用于不同負(fù)荷和操作條件變化的場(chǎng)合。(4)控制性能——由于副回路的引入，改善了對(duì)象特性，系統(tǒng)對(duì)于擾動(dòng)反映更及時(shí)，可有效地克服滯后，提高控制性能。燕山石化教育培訓(xùn)中心(3)系統(tǒng)的工作方式——副環(huán)是隨動(dòng)控制系統(tǒng)；主環(huán)是定值控制系①將主控制器的設(shè)定值設(shè)定為內(nèi)設(shè)定方式，副控制器設(shè)定為外設(shè)定方式；②在副控制器處于軟手動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行遙控操作，使主被控變量在主設(shè)定值附近穩(wěn)定下來(lái)；③將副控制器切入自動(dòng)；④最后將主控制器切入自動(dòng)。DDZ-Ⅲ儀表投運(yùn)步驟：燕山石化教育培訓(xùn)中心①將主控制器的設(shè)定值設(shè)定為內(nèi)設(shè)定方式，副控制器設(shè)定為外設(shè)定方適用場(chǎng)合：對(duì)象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁，采用簡(jiǎn)單控制質(zhì)量較差，或要求被控變量的誤差范圍很小，簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)不能工藝滿足要求。串級(jí)控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種。燕山石化教育培訓(xùn)中心適用場(chǎng)合：對(duì)象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁，采均勻控制系統(tǒng)不同于常規(guī)的定值控制系統(tǒng)，而對(duì)被控變量(CV)與控制變量(MV)都有平穩(wěn)的要求。均勻控制指的是控制功能，而不是控制方案。因?yàn)榫拖到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)看，有時(shí)象簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，有時(shí)象串級(jí)控制系統(tǒng)。所以要識(shí)別控制方案是否起均勻控制作用，應(yīng)從控制的目的進(jìn)行確定。均勻控制的特點(diǎn)燕山石化教育培訓(xùn)中心均勻控制系統(tǒng)不同于常規(guī)的定值控制系統(tǒng)，而對(duì)被控變量(CV)單回路均勻控制系統(tǒng)串級(jí)均勻控制系統(tǒng)燕山石化教育培訓(xùn)中心單回路均勻控制系統(tǒng)串級(jí)均勻控制系統(tǒng)燕山石化教育培訓(xùn)中心通過(guò)控制器參數(shù)的設(shè)置，而不是改變控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)前后兩個(gè)變量間的相互協(xié)調(diào)。參數(shù)整定的目的不是使變量盡快地回到給定值，而是要求變量在允許的范圍內(nèi)作緩慢的變化?？刂破鲄?shù)一般都采用純比例作用，且控制器比例度放得很大，以使輸出變化緩慢，只是在要求較高時(shí)，為了防止偏差超過(guò)允許范圍，才引入適當(dāng)?shù)姆e分作用。

均勻控制系統(tǒng)小結(jié)燕山石化教育培訓(xùn)中心通過(guò)控制器參數(shù)的設(shè)置，而不是改變控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)前后兩比值控制系統(tǒng)比值控制的目的是為了實(shí)現(xiàn)幾種物料按一定比例混合，使生產(chǎn)能安全、正常的進(jìn)行。實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱(chēng)為比值控制系統(tǒng)。通常為流量比值控制。單閉環(huán)比值控制雙閉環(huán)比值控制燕山石化教育培訓(xùn)中心比值控制系統(tǒng)單閉環(huán)比值控制雙閉環(huán)比值控制燕山石化教育培訓(xùn)分程控制系統(tǒng)兩個(gè)閥門(mén)定位器分別為：20～58KPa62～100KPa燕山石化教育培訓(xùn)中心分程控制系統(tǒng)兩個(gè)閥門(mén)定位器分別為：燕山石化教育培訓(xùn)中心給定－對(duì)象控制器控制閥A控制閥B測(cè)量、變送分程控制系統(tǒng)方塊圖燕山石化教育培訓(xùn)中心給定－對(duì)象控制器控制閥A控制閥B測(cè)量、變送分程控制系統(tǒng)方塊圖分程控制系統(tǒng)分程控制的特點(diǎn)

分程控制系統(tǒng)中，一臺(tái)控制器的輸出可以同時(shí)控制兩臺(tái)甚至兩臺(tái)以上的控制閥；分程控制系統(tǒng)中控制器按輸出信號(hào)的不同區(qū)間去控制不同的閥門(mén)；分段一般是由附設(shè)在控制閥上的閥門(mén)定位器來(lái)實(shí)現(xiàn)（也可由集散控制系統(tǒng)(DCS)中的分程模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)）。燕山石化教育培訓(xùn)中心分程控制系統(tǒng)分程控制的特點(diǎn)燕山石化教育培訓(xùn)中心前饋控制系統(tǒng)前饋控制比反饋控制及時(shí)，并且不受系統(tǒng)滯后大小的限制。前饋控制屬于開(kāi)環(huán)控制一種前饋?zhàn)饔弥荒芸朔环N干擾前饋控制的特點(diǎn)在擾動(dòng)還未影響輸出以前，直接改變操作變量，以使輸出不受或少受外部擾動(dòng)的影響。前饋思想燕山石化教育培訓(xùn)中心前饋控制系統(tǒng)前饋控制比反饋控制及時(shí)，并且不受系統(tǒng)滯后大小反饋控制方案前饋控制方案燕山石化教育培訓(xùn)中心反饋控制方案前饋控制方案燕山石化教育培訓(xùn)中心蒸汽進(jìn)料出料換熱器前饋－反饋控制系統(tǒng)燕山石化教育培訓(xùn)中心蒸汽進(jìn)料出料換熱器前饋－反饋控制系統(tǒng)燕山石化教育培訓(xùn)中心復(fù)雜控制系統(tǒng)的分類(lèi)包括（A，B，D）。A.前饋控制B.比值控制C.過(guò)程控制D.選擇控制燕山石化教育培訓(xùn)中心復(fù)雜控制系統(tǒng)的分類(lèi)包括（A，B，D）。燕山石化教育培訓(xùn)中心比值控制系統(tǒng)的類(lèi)型有（A，B，C，D）。A.開(kāi)環(huán)比值B.單閉環(huán)比值C.雙閉環(huán)比值D.變比值燕山石化教育培訓(xùn)中心比值控制系統(tǒng)的類(lèi)型有（A，B，C，D）。燕山石化教育培訓(xùn)中心三沖量控制實(shí)際上是前饋加反饋控制系統(tǒng)。燕山石化教育培訓(xùn)中心三沖量控制實(shí)際上是前饋加反饋控制系統(tǒng)。燕山石化教育培訓(xùn)中心定義：計(jì)算機(jī)控制就是利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)=自動(dòng)化技術(shù)+計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成和發(fā)展燕山石化教育培訓(xùn)中心定義：計(jì)算機(jī)控制就是利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖燕山石化教育培訓(xùn)中心計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖燕山石化教育培訓(xùn)中心計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖燕山石化教育培訓(xùn)中心計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖燕山石化教育培訓(xùn)中心組成：被控對(duì)象、測(cè)量變送、控制器及執(zhí)行器連續(xù)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相似點(diǎn)：

組成相同不同點(diǎn)：

模擬控制器數(shù)字控制器

多路開(kāi)關(guān)、采樣保持器、A/D、D/A燕山石化教育培訓(xùn)中心組成：被控對(duì)象、測(cè)量變送、控制器及執(zhí)行器連續(xù)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展燕山石化教育培訓(xùn)中心計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展燕山石化教育培訓(xùn)中心DCS及其特點(diǎn)DistributedControlSystem——DCSDCS可直譯為“分布式控制系統(tǒng)”，“集散控制系統(tǒng)”是按中國(guó)人習(xí)慣理解而稱(chēng)謂的。是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、集中操作、集中管理和分散控制的一種全新的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。DCS的主要特征是它的集中管理和分散控制它采用危險(xiǎn)分散、控制分散，而操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思想，多層分級(jí)、合作自治的結(jié)構(gòu)形式。燕山石化教育培訓(xùn)中心DCS及其特點(diǎn)DistributedControlSys顯示、操作集中控制功能強(qiáng)數(shù)據(jù)處理方便構(gòu)成靈活，可擴(kuò)張性好簡(jiǎn)化了安裝工程具有自適應(yīng)、自診斷和自檢測(cè)等“智能”可靠性高DCS的特點(diǎn)燕山石化教育培訓(xùn)中心顯示、操作集中DCS的特點(diǎn)燕山石化教育培訓(xùn)中心注意在DCS的下列組成部分中，直接與生產(chǎn)過(guò)程相連接的部件是I/O部件。DCS系統(tǒng)的供電要求為220V＋10％VAC。DCS系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心的綜合儀表控制系統(tǒng)。燕山石化教育培訓(xùn)中心注意在DCS的下列組成部分中，直接與生產(chǎn)過(guò)程相連接的部件是工作原理：該系統(tǒng)將若干臺(tái)微機(jī)分散應(yīng)用于過(guò)程控制，全部信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制，通過(guò)CRT、通信總線、鍵盤(pán)、打印機(jī)等進(jìn)行集中操作、顯示和報(bào)警。它是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、過(guò)程控制技術(shù)、通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制和過(guò)程管理的系統(tǒng)。它以多臺(tái)微處理機(jī)分散應(yīng)用于過(guò)程控制，通過(guò)通訊總線和操作站及打印機(jī)等連接，又能高度集中地進(jìn)行操作、顯示和報(bào)警。融合4C技術(shù)COMPUTERCOMMUNICATIONCONTROLCRT燕山石化教育培訓(xùn)中心工作原理：該系統(tǒng)將若干臺(tái)微機(jī)分散應(yīng)用于過(guò)程控制，全部信息通過(guò)(1)DCS的基本構(gòu)成DCS的基本結(jié)構(gòu)燕山石化教育培訓(xùn)中心(1)DCS的基本構(gòu)成DCS的基本結(jié)構(gòu)燕山石化教育培訓(xùn)過(guò)程控制單元（PCU）：又稱(chēng)為現(xiàn)場(chǎng)控制單元、現(xiàn)場(chǎng)控制站、基本控制器、多功能控制器等。其組成有：CPU、ROM/RAM、I/O、A/D、D/A等。它可以控制一個(gè)或多個(gè)回路，具有較強(qiáng)的運(yùn)算和控制功能，并可以進(jìn)行連續(xù)控制和順序控制。燕山石化教育培訓(xùn)中心過(guò)程控制單元（PCU）：又稱(chēng)為現(xiàn)場(chǎng)控制單元、現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程接口單元（PIU）：又稱(chēng)為過(guò)程輸入輸出單元、數(shù)據(jù)采集單元、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視站、I/O擴(kuò)展單元等。它的組成與過(guò)程控制單元類(lèi)似，是以微處理器為核心的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，負(fù)責(zé)采集非控制變量數(shù)據(jù)，并將其數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)通信系統(tǒng)傳遞給CRT操作站或上位管理計(jì)算機(jī)。燕山石化教育培訓(xùn)中心過(guò)程接口單元（PIU）：又稱(chēng)為過(guò)程輸入輸出單元、CRT操作站：是DCS的人-機(jī)接口，由CRT、微機(jī)、鍵盤(pán)、打印機(jī)、存儲(chǔ)器、通信控制器等組成。可以顯示：生產(chǎn)總貌和系統(tǒng)主要參數(shù)、每個(gè)回路的詳細(xì)控制情況、當(dāng)前的和歷史的數(shù)據(jù)、曲線等。在操作站上可以通過(guò)鍵盤(pán)發(fā)出操作指令，進(jìn)行回路組態(tài)、調(diào)整參數(shù)、控制外設(shè)。CRT操作站還有自診斷、報(bào)警功能。燕山石化教育培訓(xùn)中心CRT操作站：是DCS的人-機(jī)接口，由CRT上位管理機(jī)：是DCS的主計(jì)算機(jī)，它通過(guò)通信系統(tǒng)與各個(gè)工作站聯(lián)系，綜合管理全系統(tǒng)的所有信息，能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起到優(yōu)化控制和管理作用。通信系統(tǒng)：是具有高速通信能力的信息總線，可由雙絞線、同軸電纜或光纖構(gòu)成。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、美國(guó)電子電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)、工廠自動(dòng)化協(xié)議集團(tuán)(MAP)為不同層次網(wǎng)絡(luò)制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。燕山石化教育培訓(xùn)中心上位管理機(jī)：是DCS的主計(jì)算機(jī)，它通過(guò)通信系統(tǒng)與(2)DCS的硬件、軟件組態(tài)DCS的硬件組態(tài)：依據(jù)：系統(tǒng)規(guī)模及控制要求。包括通信系統(tǒng)、人機(jī)接口、過(guò)程接口和電源系統(tǒng)的選擇等。應(yīng)綜合考慮各方面的因素：①滿足系統(tǒng)的控制要求，性能價(jià)格比最佳②系統(tǒng)在未來(lái)的定位③操作人員的易操作性、系統(tǒng)的易維護(hù)性等燕山石化教育培訓(xùn)中心(2)DCS的硬件、軟件組態(tài)DCS的硬件組態(tài)：依據(jù)：應(yīng)用軟件組態(tài)方式：①直接經(jīng)DCS操作站組態(tài)②通過(guò)填寫(xiě)表格組態(tài)③利用PC機(jī)進(jìn)行組態(tài)應(yīng)用軟件的組態(tài)包括：網(wǎng)絡(luò)組態(tài)文件組態(tài)、數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)、用戶(hù)畫(huà)面、自由格式報(bào)表和鍵定義組態(tài)、區(qū)域數(shù)據(jù)庫(kù)和控制程序的編制等。燕山石化教育培訓(xùn)中心應(yīng)用軟件組態(tài)方式：燕山石化教育培訓(xùn)中心DCS(DistributedControlSystem)系統(tǒng)是集散控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。DCS操作站中過(guò)程報(bào)警和系統(tǒng)報(bào)警的意義是不一樣的，過(guò)程報(bào)警是由于工藝參數(shù)超過(guò)設(shè)定的報(bào)警值而產(chǎn)生，系統(tǒng)報(bào)警是由于系統(tǒng)本身報(bào)警而產(chǎn)生的。燕山石化教育培訓(xùn)中心DCS(DistributedControlSystem下列DCS模塊故障現(xiàn)象，對(duì)生產(chǎn)有影響的是（B）。A.單個(gè)顯示器黒屏B.工藝數(shù)據(jù)不刷新，伴隨有系統(tǒng)報(bào)警C.單個(gè)顯示器畫(huà)面不能調(diào)用D.工作站數(shù)據(jù)不刷新燕山石化教育培訓(xùn)中心下列DCS模塊故障現(xiàn)象，對(duì)生產(chǎn)有影響的是（B）。燕山石化下列DCS模塊故障現(xiàn)象，對(duì)生產(chǎn)沒(méi)有影響的是（A）。A.某一點(diǎn)或數(shù)點(diǎn)（4/8/16）工藝數(shù)據(jù)不刷新B.某一點(diǎn)或數(shù)點(diǎn)（4/8/16）輸出回路沒(méi)有響應(yīng)C.某一區(qū)域（幾十點(diǎn)或上百點(diǎn)）工藝數(shù)據(jù)不刷新，甚至所有工作站全部黒屏D.某一點(diǎn)或數(shù)點(diǎn)（4/8/16）輸出回路數(shù)據(jù)突變燕山石化教育培訓(xùn)中心下列DCS模塊故障現(xiàn)象，對(duì)生產(chǎn)沒(méi)有影響的是（A）。燕山石化教遇到某一區(qū)域（幾十點(diǎn)或上百點(diǎn)）工藝參數(shù)不刷新（伴隨有系統(tǒng)報(bào)警）的故障現(xiàn)象，控制回路會(huì)進(jìn)行（C）控制。A.自動(dòng)B.手動(dòng)C.自動(dòng)切至手動(dòng)D.保持原狀態(tài)燕山石化教育培訓(xùn)中心遇到某一區(qū)域（幾十點(diǎn)或上百點(diǎn)）工藝參數(shù)不刷新（伴隨有系統(tǒng)報(bào)警某一區(qū)域（幾十點(diǎn)或上百點(diǎn)）工藝參數(shù)不刷新（伴隨有系統(tǒng)報(bào)警），若故障點(diǎn)多數(shù)為指示參數(shù)（不帶控制回路），正確的處理方法是(C)。A.進(jìn)行緊急停車(chē)B.依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行手動(dòng)控制C.參照其他正常參數(shù)進(jìn)行操作D.將控制閥改副線操作燕山石化教育培訓(xùn)中心某一區(qū)域（幾十點(diǎn)或上百點(diǎn)）工藝參數(shù)不刷新（伴隨有系統(tǒng)報(bào)警），遇到某一區(qū)域（幾十點(diǎn)或上百點(diǎn)）的工藝參數(shù)不刷新故障時(shí)，對(duì)于帶控制回路的輸出鎖位點(diǎn)，正確的處理方法是(D)。A.進(jìn)行緊急停車(chē)B.依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行手動(dòng)控制C.依據(jù)一次表指示進(jìn)行手動(dòng)控制D.將控制閥改副線操作燕山石化教育培訓(xùn)中心遇到某一區(qū)域（幾十點(diǎn)或上百點(diǎn)）的工藝參數(shù)不刷新故障時(shí)，對(duì)于帶看到電源與系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，正確處理的方法是（A）。A.立即聯(lián)系儀表DCS運(yùn)行維護(hù)人員B.按緊急停工處理

C.將控制閥改副線操作D.依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行手動(dòng)控制燕山石化教育培訓(xùn)中心看到電源與系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，正確處理的方法是（A）。燕山石化教育培對(duì)于單個(gè)顯示器黒屏，主要是（B）故障，對(duì)生產(chǎn)沒(méi)有影響。A.輸入卡件B.顯示器C.工作站壞死D.控制器燕山石化教育培訓(xùn)中心對(duì)于單個(gè)顯示器黒屏，主要是（B）故障，對(duì)生產(chǎn)沒(méi)有影響。燕山石ESD系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)之間不可以任意互相操作。燕山石化教育培訓(xùn)中心ESD系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)之間不可以任意互相操作。燕山石化教育培傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意FCS結(jié)構(gòu)示意DDC與FCS的結(jié)構(gòu)比較F