第七章复杂控制系统新(化工仪表)讲解.ppt

六、控制器参数的工程整定 1. 两步整定法 先整定副控制器，后整定主控制器的方法 整定过程： （1） 在工况稳定，主、副控制器都在纯比例作用运行的条件下，将主控制器的比例度先固定在100%上，逐渐减小副控制器的比例度，求取副回路在满足某种衰减比(如4:1)过渡过程下的副控制器比例度和操作周期，分别用δ2s和T2s表示。 （2）在副控制器比例度等于δ2s的条件下，逐步减小主控制器的比例度，直至得到同样衰减比下的过渡过程，记下此时主控制器的比例度δ1s和操作周期T1s。 （3）根据得到的δ1s、T1s、δ2s和T2s，按表6-2（或6-3）的规定关系计算主、副控制器的比例度、积分时间和微分时间。 （4）按“先副后主“、”先比例次积分后微分“的整定规律，将计算出的控制器参数加到控制器上。 （5）观察控制过程，适当调整，直到获得满意的过渡过程。 适当减小副控制器δ或TI，以达到减小副回路操作周期的目的。或可以加大主控制器的δ或TI，以增大主回路的操作周期，使主、副回路的操作周期之比加大，避免“共振“。 步骤： (1) 在生产正常，系统为纯比例运行的条件下，按照表7-1所列的数据，将副控制器比例度调到适当的数值。 (2) 利用简单控制系统中任一参数整定方法整定主控制器参数。 (3) 如果出现“共振“现象，可加大主控制器或减小副控制器的参数整定值，一般即能消除。 2. 一步整定法 根据经验先将副控制器一次放好，不再变动，然后按一般单回路控制系统的整定方法直接整定主控制器参数。 第七章 复杂控制系统 第一节 串级控制系统 第二节 均匀控制系统 第三节 比值控制系统 第四节 前馈控制系统 第二节 均匀控制系统 目的：为解决连续生产过程中前后设备供求之间的矛盾而设置的。 均匀控制系统：用来保持前后两个设备供求间的被控变量在规定范围内缓慢、均匀变化的系统。 一、均匀控制的目的 s.p s.p 图7-9 如果甲塔的液位上升，则LC就会开大出料阀1，而这将引起乙塔进料量增大，也是乙塔的FC又要关小阀2，其结果会使甲塔液位升高，出料阀1继续开大 。 s.p s.p 图7-9 图7-10 对两个变量的要求： ①表征前、后供求矛盾的两个变量在控制过程中都应是变化的，且变化是缓慢的。 液位定值控制 流量定值控制 均匀控制 ②前后互相联系又互相矛盾的两个变量应局限在所允许的范围内变化。 1.简单均匀控制 二、均匀控制方案 控制器：P、PI，δ很大， TI很大。控制作用弱，两个参数都会平稳变化。 图7-11 简单均匀控制 s.p 甲 乙 图7-10 液位定值控制 流量定值控制 均匀控制 优点： 结构简单，成本低廉。 适用于：干扰不大，要求不高的场合。 图7-9 简单均匀控制 s.p 甲 乙 2.串级均匀控制 如果流量波动比较严重时设计液位与流量串级均匀控制。 s.p 图7-12 优 点：串级均匀控制，能克服较大的干扰。 适用于：系统前后压力波动较大的系统。对流量要求比较平稳的场合。 LC的输出作为FC的给定值，用FC的输出来操纵执行器。 串级均匀控制系统的主、副控制器：P或PI。δ和TI由小到大地进行调整，数值一般都很大。 三、均匀控制系统的特点 1．前后供求的两个变量都应是缓慢变化的。 “均匀”并非平均分配，应根据前后设备大小及重要性等确定均匀的主次，有时需要以照顾流量为主，有时以液位为主。 2．变量应在允许范围内变化。 3．结构上仍然是简单控制系统或串级控制系统。 均匀控制必须满足上述两个限制条件。 能否实现主要在于控制器参数的整定。 第八章 复杂控制系统 第一节 串级控制系统 第二节 均匀控制系统 第三节 比值控制系统 第四节 前馈控制系统 第三节 比值控制系统 一、概述 比值控制系统：实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统。 主动量：表征主物料的参数，也称主流量。用Q1表示。 从动量：表征从物料的参数，或称副流量。用Q2表示。 比值控制系统就是要实现副流量Q2与主流量Q1成一定比值关系： K：副流量与主流量的流量比值。 二、比值控制系统的类型 1.开环比值控制系统： 优点：结构简单，使用仪表少。 适用于：从物料流量稳定且比值要求不高的场合。 图7-13 开环比值控制 主流量 副流量 - 测量变送 Q1 对象 Q2 执行器 给定 控制器 图7-14 开环比值控制方块图 图7-16 单闭环比值控制系统方块图 2.单闭环比值控制系统 为了克服开环比值控制系统的弱点，设计单闭环比值控制系统。 F2T F1C F2C