浙大工業(yè)過程控制9.選擇性控制與分程控制

主要內(nèi)容選擇性控制問題的由來；選擇性控制的設(shè)計方法與應(yīng)用場合；分程控制的特點與適用場合；分程區(qū)間的確定方法；閥位控制的概念與設(shè)計方法。2024/8/15工業(yè)過程控制選擇性控制系統(tǒng)戴連奎浙江大學(xué)智能系統(tǒng)與決策研究所2004/04/062024/8/15工業(yè)過程控制選擇性控制分類超馳控制（OverrideControl），也稱約束控制（ConstraintControl） 特點：被控變量類型不同，通常有兩個以上的控制器，主要用于設(shè)備軟保護。被控變量選擇控制（SelectiveControl） 特點：被控變量類型相同，通常只有一個控制器，與單回路控制相近，只是控制器輸入由多個測量信號選擇得到。2024/8/15工業(yè)過程控制放熱反應(yīng)器熱點溫度選擇控制2024/8/15工業(yè)過程控制超馳控制概念“超馳控制系統(tǒng)”的受控變量往往包括：一個常規(guī)受控變量，需要進行定值控制；一個區(qū)間約束變量，正常工況下無需控制，但一旦超出允許范圍就需要及時加以調(diào)節(jié)，以防止事故的發(fā)生?！俺Y控制系統(tǒng)”的操作變量往往只有一個，因此，控制系統(tǒng)需要隨時針對實際情況，選擇某一個受控變量加以控制。2024/8/15工業(yè)過程控制液氨蒸發(fā)器的單回路控制2024/8/15工業(yè)過程控制液氨蒸發(fā)器的選擇控制系統(tǒng)問題：（1）調(diào)節(jié)閥氣開氣關(guān)特性的選擇；（2）控制器正反作用的選擇；（3）選擇器（低選器LS或高選器HS）的選擇。2024/8/15工業(yè)過程控制液氨蒸發(fā)器選擇控制方塊圖2024/8/15工業(yè)過程控制選擇控制系統(tǒng)的抗積分飽和抗積分飽和方法：當(dāng)某一控制器起作用時，讓另一備用控制器的輸出跟蹤起作用控制器的輸出，從而避免備用控制器的積分累加。2024/8/15工業(yè)過程控制選擇控制系統(tǒng)抗積分飽和的實現(xiàn)2024/8/15工業(yè)過程控制分程與閥位控制系統(tǒng)戴連奎浙江大學(xué)智能系統(tǒng)與決策研究所2003/10/122024/8/15工業(yè)過程控制間歇聚合反應(yīng)器的控制問題控制要求：反應(yīng)開始前，需要用蒸汽加熱以達到反應(yīng)所需的溫度；當(dāng)反應(yīng)開始后，因放出大量反應(yīng)熱，需要用冷水進行冷卻。要求全過程自動控制反應(yīng)器的溫度？2024/8/15工業(yè)過程控制反應(yīng)器溫度分程控制系統(tǒng)問題：（1）選擇兩調(diào)節(jié)閥的氣開氣關(guān)屬性；（2）溫度控制器的正反作用；（3）協(xié)調(diào)兩調(diào)節(jié)閥的動作；（4）如何克服廣義對象的非線性。2024/8/15工業(yè)過程控制反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)

調(diào)節(jié)閥的分程動作關(guān)系工作過程：（1）當(dāng)溫度偏低時，調(diào)節(jié)閥氣動信號增大。若冷水閥還未全關(guān)，則逐步關(guān)冷水閥；否則，開大蒸汽閥；（2）當(dāng)溫度偏高時，調(diào)節(jié)閥氣動信號減少。若蒸汽閥還未全關(guān)，則逐步關(guān)蒸汽閥；否則，開大冷水閥；2024/8/15工業(yè)過程控制分程控制系統(tǒng)的非線性問題：2024/8/15工業(yè)過程控制分程控制系統(tǒng)非線性的補償補償原理：2024/8/15工業(yè)過程控制分程控制非線性補償方法補償原理：若2024/8/15工業(yè)過程控制貯罐氣封分程控制系統(tǒng)問題：（1）協(xié)調(diào)兩調(diào)節(jié)閥的動作；（2）如何避免兩調(diào)節(jié)閥的頻繁開閉以減少N2用量?2024/8/15工業(yè)過程控制貯罐氣封分程控制系統(tǒng)

分程動作過程避免兩調(diào)節(jié)閥頻繁開閉的方法：（1）控制閥引入不靈敏區(qū)。（2）同時，控制器引入調(diào)節(jié)死區(qū)（為什么？）2024/8/15工業(yè)過程控制分餾塔輕柴油

抽出塔板溫度控制問題問題：TIC203與輕柴油的產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系密切，需要加以有效控制。但原控制方案中三通調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)能力不足，經(jīng)常需要人工干預(yù)（手動調(diào)節(jié)一中回流量）。如何改進方案？要求：（1）確保TIC203的控制能力；（2）盡可能使一中回流經(jīng)換熱器進行能量回收；（3）一中回流量作為穩(wěn)定塔的熱源，希望波動盡可能小。2024/8/15工業(yè)過程控制輕柴油抽出板溫度

的雙重控制系統(tǒng)圖中VPC稱為“閥位控制器”，其測量值為主調(diào)節(jié)閥（本例中為三通調(diào)節(jié)閥）的開度。系統(tǒng)特點：（1）對主參數(shù)的控制能力顯著提高。與分程控制不同的是，兩調(diào)節(jié)閥可同時動作。（2）通過設(shè)定Vsp，可實現(xiàn)能量回收的最大化。2024/8/15工業(yè)過程控制多回路PID控制系統(tǒng)小結(jié)用于改善控制系統(tǒng)性能的多回路PID系統(tǒng) （1）串級控制系統(tǒng)； （2）前饋控制系統(tǒng)； （3）變增益/變比值控制系統(tǒng)。用于滿足工藝特定需要的多回路PID系統(tǒng) （1）均勻控制系統(tǒng)； （2）比值控制系統(tǒng)； （3）分程控制系統(tǒng)； （4）閥位控制系統(tǒng)； （5）選擇性控制系統(tǒng)。2024/8/15工業(yè)過程控制練習(xí)題如圖所示的精餾塔提餾段靈敏板溫度控制回路很可能引起液泛。假設(shè)液泛可以用塔底和塔頂壓力之差來表征（壓差太大表示可能存在液泛）。請在此基礎(chǔ)上設(shè)計一個液泛約束控制系統(tǒng)，以