第1讲 简单控制系统.ppt

第六章 简单控制系统 第二节 被控变量的选择 第三节 操纵变量的选择 作业 思考 P168 4、5、6、7 （1）“看曲线，调参数” 先用纯比例进行凑试（把积分时间放在∞，微分时间放在0的位置上），待过渡过程已基本稳定并符合要求后，再加积分作用消除余差，最后加入微分作用是为了提高控制质量 作业 思考 P168 9、10、11 作业 P168 12、13 比例度过小（6-22b)、积分时间过小(6-22a)或微分时间过大(6-22c)，都会产生周期性的激烈振荡。但是，积分时间过小引起的振荡，周期较长；比例度过小引起的振荡，周期较短；微分时间过大引起的振荡周期最短 6-22 三种振荡曲线比较图 6-23 比例度、积分时间过大比较图 被控变量 被控变量 比例度过大或积分时间过大，都会使过渡过程变化缓慢，一般来说，比例度过大，曲线波动较剧烈、不规则地、较大幅度地偏离给定值，形状像波浪般起伏变化，如图曲线(6-23a)所示。如果曲线通过非周期的不正常路径，慢慢地回复到给定值，这说明积分时间过大，如图曲线(6-23b)所示。 第一个问题：控制什么？ 答：控制工艺要求的指标 具体分为两种情况： 1.工艺要求的指标可以直接在线测量 直接控制这个指标就可以了（直接指标控制） 2.工艺要求的指标不可以直接在线测量 寻找一个于工艺指标有明显的对于关系，且可以测量的另一个间接指标，通过控制间接指标来达到控制工艺指标的目的（间接指标控制） 例如：精馏塔的组分是不能直接在线测量的，通过分析可以发现，当压力恒定的时候，组分与温度存在单值对应关系；或者温度恒定的时候，组分与压力存在单值对应关系，根据P155的分析，最终可以确定： 固定压力，通过控制温度来间接控制组分是合理的 第二个问题：拿什么控制？ 答：拿一个对被控变量影响较显著的变量来作操纵变量。 K0大一些，T0小一些，τ0最好为0 测量仪表的选用和安装： 量程、材质、精度等满足工艺要求 测量仪表本身要反应快 应选择有代表性位置进行安装 仪表安装时所用的辅助装置不应带来较大的测量滞后(至少要满足要求) 执行器的选用和安装： 口径（流通能力）、材质、结构形式、正反作用、流量特性等满足要求 本身反应快（气信号不要进行远距离传输、必要时可以采用电气转换器、阀门定位器） 阀门安装位置应尽可能靠近被控设备（二者中间不能有很长的工艺管路，否则会人为增大广义对象的纯滞后） —化工仪表以自动化— * * * 简单控制系统的结构与组成 控制的目的、被控变量的选择 对象特性、操纵变量的选择 测量滞后、测量信号处理 负荷变化、调节阀选择 控制规律的选择 控制系统的投运与参数整定 这一章主要回答三个问题 1.控制什么？ 2.拿什么来控制？ 3.通过什么方式控制？ 第一节 概述 四个基本环节： 测量变送环节 控制器 执行器 被控对象 被控变量 控制器 执行器 被控对象 测量变送环节 干扰 偏差 设定值 ＋ － 选择被控变量 选择操纵变量 处理测量信号 选择调节阀 选择控制规律 系统投运 参数整定 概述 简单控制系统的结构与组成 明确 控制目的 使生产过程自动按照预定的目标进行，并使工艺参数保持在预先规定的数值上（或按预定规律变化） 分析 生产工艺 “关键”变量：对产品的产量、质量以及生产过程的安全具有决定作用的变量 确定 被控变量 两种控制类型：直接指标控制和间接指标控制 当质量指标信号缺少检测手段、信号微弱、滞后很大时，可选取与直接质量指标有单值对应关系而反应又快的变量做为间接控制指标。 选择被控变量 选择被控变量 选择操纵变量 处理测量信号 选择调节阀 选择控制规律 系统投运 参数整定 概述 塔顶易挥发组分纯度XD、塔顶温度TD、塔顶压力P三者之间的关系为： XD= f (TD，P)，两个独立变量。 精馏塔系统的被控变量选择 苯－二甲苯的T-x图 TD ℃ XD% P恒定 苯－二甲苯的P-x图 P MPa XD% T恒定 要有代表性。被控变量应能代表一定的工艺操作指标或能反映工艺操作状态，一般都是工艺过程中比较重要的变量。 应该独立可控。简单控制系统的被控变量应避免和其他控制系统的被控变量有关联（耦合)关系。 滞后要小。采用直接指标作为被控变量最直接也最有效。当无法获得直接指标信号，或其测量和变送环节滞后很大时，可选择与直接指标有单值对应关系的间接指标作为被控变量。 灵敏度要高。被控变量应能被测量出来，并具有足够大的灵敏度。 成本要低。选择被控变量时，必须考虑工艺的合理性和国内仪表产品现状。 被控变量选择的一般原则 操纵变量与干扰变量 原则上，在诸多影响被控变量的输入中选择一个对被控变