第5章比值控制系统分解.ppt

第五章 比值控制系统 5，1 概述 　　工艺上常常要求保持两种物料的流量成一定的比例关系。 主流量：在保持比值关系的两种物料中，一种物料处于 主导地位，称为主物料，又称为主流量。 副流量：另一种物料按主物料进行配比，称为从物料，又称为副流量。 常将主要物料定为主物料，次要流量定为从物料；或将不可控流量定为主流量，将可控流量定为副流量。 若用F1表示主流量，F2表示副流量，则F1和F2之间应满足一定的关系 F2=KF1 （5-l） K为F2和F1的比值。 F2按比例关系随F1变化而改变。 1）比值控制：实现两个或两个以上的流量参数按一定的比例关系变化的控制。 2）比值控制主要应用领域： 化学过程物料流量控制 比值控制原理图 基本属性 属于开环控制 主动物流Q1，一般取生产中的主要物料、不可控物料、以及贵重物料作为主物流。 至少一个从动物流Q2，副物流按规定的比例关系随主物流变动而变动。 属于随动控制 比值关系描述 Q2∶从动（副）物流 Q1∶主动（主）物流 k：工艺要求的二物流比例 5.2 比值控制系统构成类型 开环比值控制 单闭环比值控制 双闭环比值控制 串级比值控制 定比值控制 变比值控制 分类1： 分类2： 1）开环比值控制系统 特点： 结构简单，占用设备及耗资较少; 对由副物流引入的干扰无克服能力,比值关系不能保证; 主物流的干扰将引起总流量波动,不能保证总流量稳定; 应用场合： 副流量工作平稳，控制质量要求不高的场合。 开环比值控制方框图 例：NaOH稀释工艺比值控制 工艺要求： 30%NaOH加水稀释生产6~8%的NaOH 主物流：30%NaOH 副物流：H2O 单闭环比值控制系统 单闭环比值控制方框图 构成： 副流量控制中引入反馈控制机制。 单闭环比值控制特点： 应用最广泛的比值控制系统 对副物流干扰有控制能力，可以保证二物流的比值关系 单闭环属于随动控制 对来自主物流的干扰无克服能力，不能保证总流量稳定 方案简单，易于实施。 要注意与串级控制的区别 例： 3) 双闭环比值控制系统 构成： 主物流流路增加一个闭环控制回路稳定主物流流量 双闭环比值控制方框图 双闭环比值控制系统构成特点： 主、副物流各有一个闭环控制回路保证其流体稳定流动 主物流测变信号经比值计算后作为副物流控制器的给定值 比值部分属于开环 双闭环比值控制系统特点 克服了主物流干扰影响，保证了总流量稳定。 有利于对物流量实施平稳的提、降操作。（缓慢调节主控制器给定值） 投资高，维护量大，动态比值要求不高时可考虑应用两个单闭环控制回路代替双闭环比值控制。 应注意防止双闭环产生共振 双闭环比值控制例 4）变比值控制系统 按照工艺指标，根据第三个参数的需要自动修正二物流比值系数的比值控制系统 变比值控制系统方框图 变比值控制特点 是以某参数为主变量，以二流量比值为副参数的串级控制 可随工艺条件修正比值系数，具有一定的自适应能力 主参数稳定，比值部分特性同定比值控制。 主参数波动场合，比值部分特性同随动控制。 变比值控制应用举例（60页图3-7） 主控制器： 温度控制器(TC) 主控输出信号 二物流比值关系给定信号 副控制器 流量控制器(FC) 副控输入信号 二物流实际流量比值关系信号 5）串级与比值组合控制系统 控制目的： 在保持二流量混合比的前提下改变总流量。 特点： 二流量的比值不随其他因素而变化，比值控制部分属定比值控制 主物流控制器的给定值依据第三个参数的变化而变化，比值控制部分属随动控制 动态过程有控制滞后，能产生比例关系波动。 原理图 方框图 修改方案 特点： 第三方参数直接送给两个闭环调节器，可以减小原方案的动态滞后，但是不能保证Q2对Q1的静态比值。 5.3 比值控制系统的实施 主要内容： 1）比值系数计算 2）比值控制实现方法 1）比值系数计算 关键问题： 确定比值计算器的比值系数K 定义： k：工艺要求二物流流量比 k=Q2 / Q1 K：仪表设定比值系数（k的标准信号值） 设定： 流量由0上升到最大值Qmax，对应变送器输出信号由相应的标准信号最小值变到最大值。 信号关系式 根据原理图： 比值计算单元： IK=KI1 稳态时存在关系：