2.2-均勻控制系統(tǒng)

2.2均勻控制系統(tǒng)目錄均勻控制系統(tǒng)的由來和目的2.2.1均勻控制的特點(diǎn)2.2.2均勻控制方案2.2.3均勻控制系統(tǒng)的理論分析2.2.42.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

石油化工生產(chǎn)過程是一個(gè)連續(xù)生產(chǎn)過程，隨著生產(chǎn)的進(jìn)一步強(qiáng)化，使得前后生產(chǎn)過程的關(guān)系更加緊密了，往往出現(xiàn)前一設(shè)備的出料直接作為后一設(shè)備的進(jìn)料，而后者的出料又連續(xù)輸送給其他設(shè)備作進(jìn)料?，F(xiàn)以連續(xù)精餾的多塔分離過程為例，如圖2.2-1所示。2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

圖2.2-1前后精餾塔的供求關(guān)系2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

出現(xiàn)的問題：甲塔的液位控制系統(tǒng)

與乙塔進(jìn)料流量控制系統(tǒng)相耦合。

（a）液位定值控制

（b）流量定值控制

2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

解決問題的方法：

1.加中間儲(chǔ)槽

2.設(shè)置均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)

3.采用解耦控制系統(tǒng)工藝改革解耦示意圖2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

解決問題的方法：

2.設(shè)置均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)（b)均勻控制系統(tǒng)圖(a)均勻控制曲線2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

解決問題的方法：

3.采用解耦控制系統(tǒng)解耦控制系統(tǒng)方框圖2.2.1均勻控制系統(tǒng)的由來和目的

均勻控制系統(tǒng)均勻控制輸出曲線圖2.2.2均勻控制系統(tǒng)特點(diǎn)1表征前后供求矛盾的兩個(gè)變量都應(yīng)該是變化的，且變化緩慢，保持在所允許的范圍內(nèi)。23均勻控制特點(diǎn)控制方案的結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有變化，只是控制目的不同（如簡(jiǎn)單均勻外形類似單回路）?？刂葡到y(tǒng)的參數(shù)整定不同：2.2.3均勻控制方案1.簡(jiǎn)單均勻控制系統(tǒng)（如圖所示）特點(diǎn)：方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但他對(duì)于克服閥前后壓力變化的影響及液位貯罐自衡作用的影響效果較差。簡(jiǎn)單均勻控制系統(tǒng)適用于：進(jìn)料量為主干擾，流量波動(dòng)大，自衡能力弱的對(duì)象。（自衡能力弱指：當(dāng)流量變化很激烈，而液位變化很?。?.2.3均勻控制方案2.串級(jí)均勻控制系統(tǒng)特點(diǎn)：串級(jí)均勻控制系統(tǒng)所用的儀表較多，適用于控制閥前后壓力干擾和自衡作用較顯著而且對(duì)流量的平穩(wěn)要求又高的場(chǎng)合。2.2.3均勻控制方案3.雙沖量均勻控制系統(tǒng)（a）原理圖（b）方塊圖

雙沖量均勻控制是以液位和流量?jī)尚盘?hào)之差（或和）為被控變量來達(dá)到均勻控制目的的系統(tǒng)。2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析

（一）采用比例調(diào)節(jié)規(guī)律==（a）原理圖（b）方塊圖2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析在一般情況下的簡(jiǎn)單均勻控制，建議采用純比例控制，這是因?yàn)椋孩偌儽壤刂苾x表投資可減少，可以用變送器代替100%調(diào)節(jié)器。②從求得的傳遞函數(shù)可以看出液位與流量具有很好的同步性（如圖所示）。由于同步性，輸出流量的變化總比輸入流量變化幅度小，靜態(tài)增益始終比1小，并且輸入頻率越高，輸出液位與流量的同步特性圖2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析變化越?。ň彌_的好），具有低頻通過，高頻濾掉特性。③由于輸出變化?。ㄔ诹魉俸愣ㄏ拢┩ㄟ^流出管道的最大流量減小，因此下一部分的管道與閥門的尺寸都可以縮小。對(duì)操作工人，輸出參數(shù)變化緩慢，心理上有好處。④調(diào)節(jié)器參數(shù)很容易整定，因?yàn)橛嗖钏栽酱?，余差越??；流出量變化越大。同時(shí)時(shí)間常數(shù)越小，變化也越大。⑤變化不會(huì)引起振蕩(因?yàn)橹挥幸粋€(gè)極點(diǎn))，比例度一般取等于100%，這意味著液位變送器達(dá)到上限值時(shí)，調(diào)節(jié)閥全開；液位變送器達(dá)到上限值時(shí)，調(diào)節(jié)閥全開。

2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析（1）均勻控制因?yàn)椴煌?輸出流量會(huì)超越輸入流量，因?yàn)橄聢D的①與②面積要相等，要恢復(fù)液位無差，輸出流量值必須超越，因此流量與液位不能同步。（二）采用比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律比例積分控制流量與液位變化圖2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析（2)參數(shù)整定困難（控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示）設(shè)圖中各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為：特征方程為：2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析即

令比較標(biāo)準(zhǔn)二階系統(tǒng)：=02.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析結(jié)論：①?gòu)氖娇煽闯觯?越大，自然振蕩頻率越高；

*越大，越低。2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析結(jié)論：②從式可看出：*越大，越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定（即周期長(zhǎng)，回復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，變化平穩(wěn)）；*對(duì)于的影響不是單調(diào)的，要用求極值的方法來判斷。2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析用求極值法進(jìn)行分析：

這里：則解此方程取，當(dāng)>1則

>0；當(dāng)<1

，〈0

為極小值。2.2.4均勻控制系統(tǒng)的理論分析結(jié)論：