《電廠化學(xué)自動(dòng)控制》PPT課件.ppt

1、電廠化學(xué)自動(dòng)控制,主講人：曾蓉,第一篇 電廠化學(xué)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),第一章 自動(dòng)調(diào)節(jié)簡介 自動(dòng)化的四個(gè)方面： 自動(dòng)檢測(cè) 自動(dòng)調(diào)節(jié) 自動(dòng)保護(hù) 順序控制 自動(dòng)控制分類： 模擬量控制 開關(guān)量控制,第一節(jié) 自動(dòng)調(diào)節(jié)概述,一、人工調(diào)節(jié) 所謂人工調(diào)節(jié)，是指運(yùn)行人員根據(jù)對(duì)參數(shù)變化原因的分析，人工操作某一閥門或擋板的開度改變流入量或流出量，使參數(shù)恢復(fù)到給定值。,二、自動(dòng)調(diào)節(jié) 電廠在生產(chǎn)過程中，為了使被調(diào)量恒定或按預(yù)定規(guī)律變化，采用一整套自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置來代替運(yùn)行人員的操作，這種用自動(dòng)控制儀表進(jìn)行的操作稱為自動(dòng)調(diào)節(jié)。,三、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中常用的名詞和術(shù)語 調(diào)節(jié)對(duì)象：被調(diào)節(jié)的生產(chǎn)過程或生產(chǎn)設(shè)備稱為調(diào)節(jié)對(duì)象。 被調(diào)量：表征生產(chǎn)

2、過程是否正常進(jìn)行而需要加以調(diào)節(jié)的物理量稱為被調(diào)量。 給定值：被調(diào)量所應(yīng)保持的希望值稱為給定值。 擾動(dòng)：引起被調(diào)量偏離給定值的各種因素稱為擾動(dòng)。 調(diào)節(jié)量：由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變的使被調(diào)量恢復(fù)到給定值的物理量稱為調(diào)節(jié)量。 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)作用的裝置稱為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，如調(diào)節(jié)閥、擋板、給粉機(jī)等,補(bǔ)充水調(diào)節(jié)系統(tǒng)：,軟化器,軟化器,軟化水箱,調(diào)節(jié)器,水位計(jì),定值器,生水流量W,軟化水流量D,四、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成 一是自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置：傳感器、變送器、定值器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器； 二是調(diào)節(jié)對(duì)象。,六、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類 （一）按調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同分類 1。開環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng):前饋控制系統(tǒng)直接根據(jù)擾動(dòng)進(jìn)行控制,2。閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng):根

3、據(jù)偏差進(jìn)行控制，最終消除偏差,3.復(fù)合控制：在閉環(huán)控制回路的基礎(chǔ)上，附加一個(gè)輸入信號(hào)或擾動(dòng)作用的前饋通路。,（二）按給定值 不同分類 1。定值調(diào)節(jié)系統(tǒng):被控量的給定值在運(yùn)行中恒定不變的系統(tǒng)，稱為定值控制系統(tǒng)。 2。隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng):被控量的給定值是時(shí)間的未知函數(shù)的控制系統(tǒng)，稱為隨動(dòng)控制系統(tǒng)。 3。程序調(diào)節(jié)系統(tǒng):被控量的給定值是時(shí)間的已知函數(shù)的控制系統(tǒng)，稱為程序控制系統(tǒng)。,（三）其他分類 單輸入調(diào)節(jié)系統(tǒng) 多輸入調(diào)節(jié)系統(tǒng),七、調(diào)節(jié)過程的品質(zhì)指標(biāo) 調(diào)節(jié)過度過程： 1）等幅振蕩 2）擴(kuò)散振蕩 3）衰減振蕩 4）非周期過程,1.穩(wěn)定性：衰減率,2.準(zhǔn)確性：準(zhǔn)確性是指被控量的偏差大小，它包括動(dòng)態(tài)偏差yM和靜態(tài)

4、(穩(wěn)態(tài))偏差yK 動(dòng)態(tài)偏差:在控制過程中，被控量與給定值之間的最大偏差稱為動(dòng)態(tài)偏差. 靜態(tài)偏差:在控制過程結(jié)束后，被控量的穩(wěn)態(tài)值y與給定值yg之間的殘余偏差，稱為靜態(tài)偏差yK。,3。快速性：快速性是指過渡過程持續(xù)時(shí)間的長短，調(diào)節(jié)時(shí)間ts 被調(diào)量衰減到與穩(wěn)態(tài)值這差不超過5% 或2%時(shí),第二節(jié) 調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)規(guī)律,調(diào)節(jié)規(guī)律：調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性，即調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)關(guān)系。 一、比例規(guī)律調(diào)節(jié)器（P） 調(diào)節(jié)特點(diǎn)： 動(dòng)作迅速，沒有遲延；總是朝著消除偏差的方向動(dòng)作。保證動(dòng)作方向正確； 但是被調(diào)量卻存在靜態(tài)偏差。,二、比例積分規(guī)律調(diào)節(jié)器（PI） 式中 Si稱為積分規(guī)律調(diào)節(jié)器的積分速度； Ti，積分

5、時(shí)間，習(xí)慣上多用積分時(shí)間來表示被調(diào)量偏差積累的快慢。 I調(diào)節(jié)特點(diǎn): 能消除靜態(tài)偏差。 調(diào)節(jié)過程發(fā)生反復(fù)振蕩。,2。比例積分規(guī)律調(diào)節(jié)器（PI） PI調(diào)節(jié)特點(diǎn)： P作用為主，使系統(tǒng)穩(wěn)定和達(dá)到快速調(diào)節(jié)的目的。 I為輔助作用，用來消除靜態(tài)偏差。,三、比例積分微分規(guī)律調(diào)節(jié)器（PID） 1。微分規(guī)律調(diào)節(jié)器 特點(diǎn)：按偏差的變化趨勢(shì)提前進(jìn)行調(diào)節(jié)，但不能單獨(dú)使用。,PID調(diào)節(jié)特點(diǎn)： P作用為主，朝著消除偏差的方向快速動(dòng)作，但有靜態(tài)偏差。 I為輔助作用，用來消除靜態(tài)偏差。 D作用：提前調(diào)節(jié)，有效克服對(duì)象的慣性及遲延，減小動(dòng)態(tài)偏差。,1。 采用P調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)存在靜態(tài)偏差； 2。采用PI調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)靜態(tài)偏差消失，但動(dòng)

6、態(tài)偏差增大，調(diào)節(jié)時(shí)間增加； 3。而使用PID調(diào)節(jié)器，則調(diào)節(jié)質(zhì)量最好，但需整定的參數(shù)最多。 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，根據(jù)控制要求，不同的調(diào)節(jié)對(duì)象需采用不同的調(diào)節(jié)器。,第三節(jié) 單回路、多回路及其他調(diào)節(jié)系統(tǒng),一、單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng) 只有一個(gè)輸入和輸出信號(hào)，反饋信號(hào)只有一個(gè)。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)參數(shù)比較容易整定。 對(duì)復(fù)雜對(duì)象調(diào)節(jié)效果有限。,二、串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 兩個(gè)調(diào)節(jié)器：主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定值信號(hào)。 1。主調(diào)節(jié)器3：維持被調(diào)節(jié)量為給定值。 2。副調(diào)節(jié)器4：快速消除內(nèi)擾。,特點(diǎn)： 1）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 2）整個(gè)對(duì)象遲延和慣性減小了，動(dòng)態(tài)性能改善。,四、前饋反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng) 反饋調(diào)節(jié)的特點(diǎn)： (1)根據(jù)被調(diào)量與給定恒之

7、偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后消除偏羌。 (2)只有當(dāng)擾動(dòng)引起被調(diào)量變化后調(diào)節(jié)器才開始動(dòng)作，這樣被調(diào)量的動(dòng)態(tài)偏差較大，因此反饋調(diào)節(jié)是一種不及時(shí)的調(diào)節(jié)。 (3)反饋調(diào)節(jié)是閉環(huán)調(diào)節(jié)。如果反饋?zhàn)饔没蛘{(diào)節(jié)作用過強(qiáng)或相位不對(duì)，則調(diào)節(jié)作用反復(fù)作用的結(jié)果是使調(diào)節(jié)過程振蕩加劇，穩(wěn)定性降低，甚至失去穩(wěn)定c因此反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在穩(wěn)定性問題。,前饋調(diào)節(jié)的特點(diǎn)是： (1)根據(jù)擾動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，即用擾動(dòng)產(chǎn)生的調(diào)節(jié)作用去補(bǔ)償它對(duì)被調(diào)量的擾動(dòng)作用。說就是擾動(dòng)補(bǔ)償。 (2)擾動(dòng)是引起被調(diào)量變化的原因，因此，根據(jù)擾動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以在被調(diào)量偏差末出現(xiàn)以前就開始動(dòng)作，所以前饋調(diào)節(jié)早于反饋調(diào)節(jié)，是一種及時(shí)調(diào)節(jié)，它使被調(diào)量的動(dòng)態(tài)偏差大為減小。 (3)前饋調(diào)節(jié)是開環(huán)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)動(dòng)作一次完成，因此前饋調(diào)節(jié)不會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況；由于沒有被調(diào)量的反饋信號(hào)，所以無法檢查調(diào)節(jié)效果。 前饋調(diào)節(jié)雖然顯著減小被調(diào)量的動(dòng)態(tài)偏差但工業(yè)上不能單獨(dú)采用前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。,第二章 加氨自動(dòng)控制系統(tǒng),給水加氨目的： 提高PH值在8.89.3這間，一方面可使給水中CO2得以消除，從而防止給水系統(tǒng)的腐蝕，另一面，給水加氨為聯(lián)胺除氧創(chuàng)造條件。,第三章 自動(dòng)加磷酸鹽系統(tǒng),目的： 爐水協(xié)調(diào)加磷酸鹽控制不公能防止鈣鎂垢的形成，而且能有效地防止?fàn)t水中產(chǎn)生游離NaOH引起爐管的堿性腐蝕，實(shí)施PH-磷酸鹽協(xié)調(diào)處理，主