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1、西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院 信息與控制工程系過程控制與自動化儀表主講教師：趙躍第七章特殊功能過控系統(tǒng)一比值控制系統(tǒng)二均勻控制系統(tǒng)三分程控制系統(tǒng)四選擇性控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)在控制系統(tǒng)的設(shè)計中經(jīng)常遇到控制兩種或多種物料比例的控制問題，這就是比值控制。K加熱爐控制系統(tǒng)結(jié)論：在加熱爐控制系統(tǒng)中可以通過合理匹配燃料與助燃空氣的比例系數(shù)使鍋爐充分燃燒！開環(huán)比值控制系統(tǒng)開環(huán)比值控制系統(tǒng)溶液稀釋的比值控制：開環(huán)比值控制系統(tǒng)這種比值控制的缺陷是Q2容易受干擾和非線性的影響而破壞Q1與Q2的比值關(guān)系?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)：單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)單閉環(huán)
2、比值控制系統(tǒng)：單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)方框圖：這種單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)可以精確的控制Q1與Q2的比值關(guān)系但Q1的值不可控。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)：控制給定比值設(shè)定方法相乘比值給定值相除比值給定值變比值控制系統(tǒng)硝酸生產(chǎn)控制系統(tǒng)：在有些生產(chǎn)過程中要求兩種物料的流量比隨第三個工藝參數(shù)的要求而變化，也就是比值系數(shù)不是固定的而是隨工況而變化的，這就是變比值控制。變比值控制系統(tǒng)硝酸生產(chǎn)控制系統(tǒng)：變比值控制系統(tǒng)應(yīng)該注意在變比值控制系統(tǒng)中比值通常只是一種控制手段不是最終目的，而第三參數(shù)y(s)往往是產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。比值控制中的特殊問題比值系數(shù)的計算：兩個測量回路的電流
3、為：如何將工藝上兩流量的比值K折算成儀表上的讀數(shù)K’。比值控制中的特殊問題兩個測量回路的電流為：比值系數(shù)的計算流量測量中經(jīng)常遇到開方的問題，而在進(jìn)行比值控制時某些情況下可以取消開方器！由于所以取消開方器后的非線性問題在某些特殊的生產(chǎn)工藝中，對比值控制的要求非常高，即不僅在靜態(tài)工況下要求兩種物料流量的比值一定，而且在動態(tài)情況下也要求兩種物料流量的比值一定。比值控制系統(tǒng)中的動態(tài)補(bǔ)償動態(tài)補(bǔ)償?shù)膫鬟f函數(shù)：動態(tài)補(bǔ)償器的傳遞函數(shù)為注意：由于從動流量總要滯后于主動流量，所以動態(tài)補(bǔ)償器一般具有超前特性。比值控制系統(tǒng)中的動態(tài)補(bǔ)償實例計算實例:已知某流量比值系統(tǒng)采用差壓式流量計測量主
4、副流量，其最大量程分別為：工藝要求試計算不加開方器與加開方器后儀表的比值系數(shù)K’加開方器后:不加開方器時:解:返回均勻控制系統(tǒng)控制目標(biāo)：1穩(wěn)定塔A的液位2穩(wěn)定塔B的進(jìn)料流量解決的方法：1增加中間儲存容器2采用均勻控制石油裂解氣分離過程簡單均勻控制系統(tǒng)圖a圖c是普通的單回路控制系統(tǒng)，只有圖b體現(xiàn)了均勻控制的思想，L和F都緩慢波動但都穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。均勻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)1結(jié)構(gòu)上無特殊性同樣一個單回路液位控制系統(tǒng)，由于控制作用強(qiáng)弱不一，既可以是單回路定值控制系統(tǒng)，也可以是均勻控制系統(tǒng)。因此均勻控制是靠降低控制回路的靈敏度而不是靠結(jié)構(gòu)變化獲得的。2參數(shù)應(yīng)變化，而且應(yīng)緩慢地
5、變化因為均勻控制是前后設(shè)備物料供求之間的均勻，所以表征兩個物料的參數(shù)都不應(yīng)是某一固定值。那種試圖把兩個參數(shù)都穩(wěn)定不變的想法絕非均勻控制的目的。無需將兩個參數(shù)平均分配，而是視前后設(shè)備的特性及重要件等因素來確定其主次。3參數(shù)應(yīng)限定在允許范圍內(nèi)變化在均勻控制系統(tǒng)中，被控變量是非單一、非定值的，允許它們在一定的范圍內(nèi)變化，但前塔的液位變化有一個規(guī)定的上、下限。同樣，后塔的進(jìn)料流量也不能超過它所能承受的最大負(fù)荷和最低處理量，否則不能保證反應(yīng)塔的正常工作。串級均勻控制為了克服調(diào)節(jié)閥前后壓力波動和被控過程的自平衡待性對流量的影響，設(shè)計了以流量為副參數(shù)、以液位為主參數(shù)的串級均勻控
6、制系統(tǒng)，如圖所示。從結(jié)構(gòu)上看，它與一般的液位和流量串級控制系統(tǒng)是一致的。但這里采用串級形式的目的并不是為了提高主參數(shù)液位的控制精度，而是為了克服閥前壓力波動及自平衡特性對流量的影響，使流量變化平緩。均勻控制的調(diào)節(jié)規(guī)律(1)在所有的均勻控制系統(tǒng)中，不應(yīng)加微分控制。(2)主調(diào)節(jié)器一般采用比例控制或比例積分控制，而在串級控制中，副調(diào)節(jié)器一般采用比例控制，特殊情況下，也可采用比例積分控制。(1)所有均勻控制中，均比定值控制要大。(2)對串級均勻控制可采用停留時法進(jìn)行整定。均勻控制調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定：停留時間t／min＜2020～40＞40比例度δ／（%）100～150150
7、～200200～250積分時間Ti／min51015分程控制系統(tǒng)在一般的控制系統(tǒng)中，通常是一臺調(diào)節(jié)器的輸出只控制一個執(zhí)行器。但在某些工業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)工藝要求，需將調(diào)節(jié)器的輸出信號分段，去分別控制兩個或兩個以上的調(diào)節(jié)閥，這種控制系統(tǒng)通常稱為：分程控制系統(tǒng)?；瘜W(xué)反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)的信號分段蒸汽閥為氣開，冷水閥為氣關(guān)!廢液中和過程分程控制特點(diǎn)：控制作用相反分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用形式1)應(yīng)用于兩種控制介質(zhì)作用相反的生產(chǎn)過程。酸性堿性中性分程控制的應(yīng)用2)應(yīng)用于兩種控制介質(zhì)作用相同的生產(chǎn)過程。物料加熱分程控制特點(diǎn)：一個不足一個補(bǔ)分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用形式3)擴(kuò)大執(zhí)行器可
8、調(diào)范圍，改
