过程控制系统007.ppt

⑶ 衰减曲线法 在闭环系统中，先将积分时间置于最大值，微分时间置于最小值，比例时间置于较大值，然后让设定值的变化作为干扰输入，逐渐减小比例度值，观察系统的输出响应曲线。按照过渡过程的衰减情况改变比例度值，直到系统出现的衰减振荡，如图4-10所示。记下此时的比例度和衰减振荡周期，然后根据表4-5中相应的经验公式，求出控制器的整定参数。 衰减曲线法对大多数系统均可适用，且由于试验过渡过程振荡的时间较短，又都是衰减振荡，易为工艺人员所接受。故这种整定方法应用较为广泛。 过程控制系统 第七讲 表4-5 衰减曲线法控制器参数计算表（衰减比） 应采用的 控制规律 δ （%） TI （min） TD （min） P δs ? ? PI 1.2δs 0.5 Ts ? PID 0.8δs 0.3 Ts 0.1 Ts 过程控制系统 第七讲 ⑷ 反应曲线法 根据广义对象的时间特性，通过经验公式求取。这是一种开环的整定方法。 过程控制系统 第七讲 4.4 控制系统的投运 4.4.1.投运前的准备工作 熟悉工艺生产过程 熟悉控制系统的控制方案 熟悉各种控制装置 综合检查 现场校验 过程控制系统 第七讲 4.4.2 投运过程 ① 根据经验或估算，设置控制器参数； ② 确认控制阀的气开、气关作用后确认控制器的正、反作用； ③ 现场的人工操作； ④手动遥控； ⑤ 投入自动 。 过程控制系统 第七讲 4.5 简单控制系统设计案例 以喷雾式干燥设备控制系统设计作为案例介绍。 工艺要求将浓缩的乳液用热空气干燥成奶粉。乳液从高位槽流下，经过滤器进入干燥器从喷嘴喷出。空气由鼓风机送到热交换器，通过蒸汽加热。热空气与鼓风机直接送来的空气混合以后，经风管进入干燥器，乳液中的水分被蒸发，成为奶粉，并随湿空气一起送出。干燥后的奶粉含水量不能波动太大，否则将影响奶粉质量。 过程控制系统 第七讲 过程控制系统 第七讲 ① 确定被控变量 从工艺概况可知需要控制奶粉含水量。由于测水分的仪表精度不太高，因此不能直接选奶粉含水量作为被控变量。实际上，奶粉含水量与干燥温度密切相关，只要控制住干燥温度就能控制住奶粉含水量。所以选干燥温度作为被控变量。 过程控制系统 第七讲 ② 确定操纵变量 影响干燥器温度的因素有乳液流量、旁路空气流量和加热蒸汽量。粗略一看，选其中任一变量作为操纵变量，都能构成温度控制系统。 方案一：如果乳液流量作为操纵变量，则滞后最小，对干燥温度控制作用明显。但是乳液流量是生产负荷，如果选它作为操纵变量，就不可能保证其在最大值上工作，限制了该装置的生产能力。这种方案是为保证质量而牺牲产量，工艺上是不合理的。因此不能选乳液流量作为操纵变量，该方案不能成立。 方案二：如果选择蒸汽流量作为操纵变量，由于换热过程本身是一个多容过程，因此从改变蒸汽量，到改变热空气温度，再来控制干燥温度，这一过程时滞太大，控制效果差。 方案三：如果选择旁路空气流量作为操纵变量，旁路空气量与热风量的混合后经风管进入干燥器，其控制通道的时滞虽比方案一大，但比方案二小。 综合比较之后，确定将旁路控制流量作为操纵变量较为理想。 过程控制系统 第七讲 根据生产工艺和用户要求，选用电动单元组合仪表。 ① 由于被控温度在600℃以下，选用热电阻作为测温元件，配用温度变送器。 ② 根据过程特性和控制要求，选用对数流量特性的控制阀。根据生产工艺安全原则和被控介质特点，控制阀应为气关型。 ③ 为减小滞后，控制器选用PID控制。控制器正反作用选择时，可假设干燥温度偏高（即乳液中水分减少），则要求减少空气流量，由于控制阀是气关型，因此要求控制器输出增加。这样控制器应选择正作用。 过程控制系统 第七讲 过程控制系统 第七讲 过程控制系统 第七讲 过程控制系统 第七讲 小结 过程控制系统 第七讲 小结 ① 线性流量特性 线性流量特性是指控制阀的流量与阀杆的行程成线性关系，即单位行程变化引起的流量变化是常数。 ② 对数流量特性 对数流量特性是指单位行程变化引起的流量变化与此点的流量成正比关系，即控制阀的放大系数是变化的，随流量的增加而增大。 ③ 快开流量特性 快开流量特性是指是指单位行程变化引起的流量变化与此点的流量成反比关系。 过程控制系统 第七讲 过程控制系统 第七讲 控制阀的理想流量特性是在阀两端压降恒定条件下的流量特性，实际应用时，控制阀两端的压降下降，因此，控制阀理想流量特性发生畸变。 过程控制系统 第七讲 压降比S定义为控制阀全开时，阀两端压降占系统总压降的比值。 Pv是控制阀两端的压降，PP是系统中其他管路的阻力，包括静压头、管路阻力等。系统的总压降为PT。则有： 过程控制系统 第七讲 ⑷ 控制阀流量特性的选择 根据控制系统稳定运行准则，扰动或设定变化时，控