《控制方案的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《控制方案的设计（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章第三章 简单过程控制系统简单过程控制系统单回路控制系统的工程设计单回路控制系统的工程设计3.1 3.1 过程控制系统设计概述过程控制系统设计概述3.2 3.2 控制方案的设计控制方案的设计3.3 3.3 控制系统的投运和控制器参数的整定控制系统的投运和控制器参数的整定3.4 3.4 单回路系统设计实例单回路系统设计实例1 13.2 3.2 控制方案的设计控制方案的设计3.2.1 3.2.1 过程控制系统的性能指标过程控制系统的性能指标 3.2.2 3.2.2 被控参数的选择被控参数的选择3.2.3 3.2.3 控制参数的选择控制参数的选择3.2.4 3.2.4 系统设计中的测量变送问题系
2、统设计中的测量变送问题 3.2.5 3.2.5 执行器的选择执行器的选择3.2.6 3.2.6 控制器的选择控制器的选择2 2uu核心：包括根据生产工艺要求合理选择系统性能指标，合理选择核心：包括根据生产工艺要求合理选择系统性能指标，合理选择核心：包括根据生产工艺要求合理选择系统性能指标，合理选择核心：包括根据生产工艺要求合理选择系统性能指标，合理选择 被控参数，控制参数，控制规律，兼顾被控参数的测量与被控参数，控制参数，控制规律，兼顾被控参数的测量与被控参数，控制参数，控制规律，兼顾被控参数的测量与被控参数，控制参数，控制规律，兼顾被控参数的测量与 变送、执行器的选择等。变送、执行器的选择等
3、。变送、执行器的选择等。变送、执行器的选择等。3.2.1 3.2.1 过程控制系统的性能指标过程控制系统的性能指标WC（S）WV（S）WO（S）Wm(S)X（S）+-E（S）Y（S）Z（S）F（S）过程控制系统的工程设计与应用的核心是控制方案的设计过程控制系统的工程设计与应用的核心是控制方案的设计过程控制系统的工程设计与应用的核心是控制方案的设计过程控制系统的工程设计与应用的核心是控制方案的设计3 3uu静态：系统不受外来干扰（或扰动量不变），同时给定值不变，静态：系统不受外来干扰（或扰动量不变），同时给定值不变，静态：系统不受外来干扰（或扰动量不变），同时给定值不变，静态：系统不受外来干扰（
4、或扰动量不变），同时给定值不变， 被控参数也不随时间变化，整个系统处于稳定平衡的工况。被控参数也不随时间变化，整个系统处于稳定平衡的工况。被控参数也不随时间变化，整个系统处于稳定平衡的工况。被控参数也不随时间变化，整个系统处于稳定平衡的工况。l l平衡和静态是暂时的、相对的、有条件的，平衡和静态是暂时的、相对的、有条件的，平衡和静态是暂时的、相对的、有条件的，平衡和静态是暂时的、相对的、有条件的，l l不平衡是和动态是普遍的、绝对的、无条件的。不平衡是和动态是普遍的、绝对的、无条件的。不平衡是和动态是普遍的、绝对的、无条件的。不平衡是和动态是普遍的、绝对的、无条件的。l l干扰不断产生，控制作
5、用不断克服干扰的影响，干扰不断产生，控制作用不断克服干扰的影响，干扰不断产生，控制作用不断克服干扰的影响，干扰不断产生，控制作用不断克服干扰的影响， 所以自控系统处在运动之中。所以自控系统处在运动之中。所以自控系统处在运动之中。所以自控系统处在运动之中。uu动态：干扰变化或者给定值变化，稳态遭到破坏，系统各部动态：干扰变化或者给定值变化，稳态遭到破坏，系统各部动态：干扰变化或者给定值变化，稳态遭到破坏，系统各部动态：干扰变化或者给定值变化，稳态遭到破坏，系统各部分的输入输出量都相继发生变化，被控参数也将偏离稳态。分的输入输出量都相继发生变化，被控参数也将偏离稳态。分的输入输出量都相继发生变化，
6、被控参数也将偏离稳态。分的输入输出量都相继发生变化，被控参数也将偏离稳态。4 4 评价：评价：评价：评价： 系统经常处于动态过渡过程，评价一个系统的性能，主系统经常处于动态过渡过程，评价一个系统的性能，主系统经常处于动态过渡过程，评价一个系统的性能，主系统经常处于动态过渡过程，评价一个系统的性能，主要看它在受到扰动（或给定值变化）后能否快速、准确、平要看它在受到扰动（或给定值变化）后能否快速、准确、平要看它在受到扰动（或给定值变化）后能否快速、准确、平要看它在受到扰动（或给定值变化）后能否快速、准确、平稳地恢复到原来（或新的）稳态。稳地恢复到原来（或新的）稳态。稳地恢复到原来（或新的）稳态。稳
7、地恢复到原来（或新的）稳态。性能指标：性能指标：性能指标：性能指标： 1 1 1 1）阶跃响应性能指标）阶跃响应性能指标）阶跃响应性能指标）阶跃响应性能指标 2 2 2 2）偏差积分性能指标）偏差积分性能指标）偏差积分性能指标）偏差积分性能指标5 5（一）（一）. 系统阶跃响应性能指标系统阶跃响应性能指标l l余差余差余差余差C(C(静态偏差静态偏差静态偏差静态偏差) )余差余差C余差余差C给定值域稳态值的差值。给定值域稳态值的差值。给定值域稳态值的差值。给定值域稳态值的差值。6 6l l衰减率衰减率衰减率衰减率B1y-=B2B1=1 -B2B1衡量系统过渡过程稳定性的动态指标。取值：衡量系统
8、过渡过程稳定性的动态指标。取值：衡量系统过渡过程稳定性的动态指标。取值：衡量系统过渡过程稳定性的动态指标。取值：0.75-0.90.75-0.90.75-0.90.75-0.97 7l l最大偏差最大偏差最大偏差最大偏差A A（超调量）（超调量）（超调量）（超调量）A A A A：第一个波峰与给定值的差：第一个波峰与给定值的差：第一个波峰与给定值的差：第一个波峰与给定值的差8 8过度过程时间过度过程时间ts进入新的稳态值进入新的稳态值进入新的稳态值进入新的稳态值+ + + +5%5%5%5%9 9（二）（二）. 偏差积分性能指标偏差积分性能指标 偏差平方值积分偏差平方值积分偏差平方值积分偏差平
9、方值积分 (ISE)(ISE)(ISE)(ISE)： 时间乘偏差的平方积分时间乘偏差的平方积分时间乘偏差的平方积分时间乘偏差的平方积分(ITSE)(ITSE)(ITSE)(ITSE)： 偏差绝对值积分偏差绝对值积分偏差绝对值积分偏差绝对值积分 (IAE)(IAE)(IAE)(IAE)： 时间乘偏差绝对值的积分时间乘偏差绝对值的积分时间乘偏差绝对值的积分时间乘偏差绝对值的积分 (ITAE)(ITAE)(ITAE)(ITAE)：这些值达到最小的系统就是最优的系统。这些值达到最小的系统就是最优的系统。这些值达到最小的系统就是最优的系统。这些值达到最小的系统就是最优的系统。以目标函数形式表示的。以目标
10、函数形式表示的。以目标函数形式表示的。以目标函数形式表示的。抑制大误差抑制大误差抑制大误差抑制大误差惩罚过渡过惩罚过渡过惩罚过渡过惩罚过渡过程拖得太大程拖得太大程拖得太大程拖得太大10103.2.2 3.2.2 被控参数的选择被控参数的选择一、选择的意义一、选择的意义 二、选择的方法二、选择的方法三、实例三、实例四、选择的原则四、选择的原则1111一、选择的意义一、选择的意义l 影响正常操作的因素很多，但并非都需加以控制。只有根据工艺影响正常操作的因素很多，但并非都需加以控制。只有根据工艺影响正常操作的因素很多，但并非都需加以控制。只有根据工艺影响正常操作的因素很多，但并非都需加以控制。只有根
11、据工艺 要求，深入分析工艺过程，才能选择出合适、可测的被控参数。要求，深入分析工艺过程，才能选择出合适、可测的被控参数。要求，深入分析工艺过程，才能选择出合适、可测的被控参数。要求，深入分析工艺过程，才能选择出合适、可测的被控参数。l 是控制系统方案设计的一个至关重要的问题。是控制系统方案设计的一个至关重要的问题。是控制系统方案设计的一个至关重要的问题。是控制系统方案设计的一个至关重要的问题。l l 适当的选择对于稳定生产、提高产品产量和质量、改善劳动条件适当的选择对于稳定生产、提高产品产量和质量、改善劳动条件适当的选择对于稳定生产、提高产品产量和质量、改善劳动条件适当的选择对于稳定生产、提高
12、产品产量和质量、改善劳动条件 有很大的作用。有很大的作用。有很大的作用。有很大的作用。l l 若选择不当，则不论组成什么样的控制系统，选择多么先进的过若选择不当，则不论组成什么样的控制系统，选择多么先进的过若选择不当，则不论组成什么样的控制系统，选择多么先进的过若选择不当，则不论组成什么样的控制系统，选择多么先进的过 程检测控制仪表，都不能达到良好的控制效果。程检测控制仪表，都不能达到良好的控制效果。程检测控制仪表，都不能达到良好的控制效果。程检测控制仪表，都不能达到良好的控制效果。1212二、选择的方法二、选择的方法 对于以温度、压力、流量、液位为操作指标的生产过程，就选对于以温度、压力、流
13、量、液位为操作指标的生产过程，就选对于以温度、压力、流量、液位为操作指标的生产过程，就选对于以温度、压力、流量、液位为操作指标的生产过程，就选择温度、压力、流量、液位作为被控变量，这是容易理解的，也无择温度、压力、流量、液位作为被控变量，这是容易理解的，也无择温度、压力、流量、液位作为被控变量，这是容易理解的，也无择温度、压力、流量、液位作为被控变量，这是容易理解的，也无需多加讨论。需多加讨论。需多加讨论。需多加讨论。 当选直接参数有困难（信号微弱或者无法进行检测）时采用。当选直接参数有困难（信号微弱或者无法进行检测）时采用。当选直接参数有困难（信号微弱或者无法进行检测）时采用。当选直接参数有
14、困难（信号微弱或者无法进行检测）时采用。 可以选择那些能可以选择那些能可以选择那些能可以选择那些能间接反应产品质量和产量间接反应产品质量和产量间接反应产品质量和产量间接反应产品质量和产量又又又又与直接参数有单值对与直接参数有单值对与直接参数有单值对与直接参数有单值对 应关系应关系应关系应关系的、的、的、的、易于测量易于测量易于测量易于测量的参数作为被控参数。的参数作为被控参数。的参数作为被控参数。的参数作为被控参数。 即能直接反应生产过程产品产量和质量，以及安全运行的参数。即能直接反应生产过程产品产量和质量，以及安全运行的参数。即能直接反应生产过程产品产量和质量，以及安全运行的参数。即能直接反
15、应生产过程产品产量和质量，以及安全运行的参数。(1).选直接参数选直接参数(2).选间接参数选间接参数1313三、实例三、实例精馏过程示意图精馏过程示意图精馏过程示意图精馏过程示意图精馏原理精馏原理：根据被分离物各组分挥发度：根据被分离物各组分挥发度：根据被分离物各组分挥发度：根据被分离物各组分挥发度 的不同，把混合物分离为组的不同，把混合物分离为组的不同，把混合物分离为组的不同，把混合物分离为组 分较纯的产品。分较纯的产品。分较纯的产品。分较纯的产品。n n假定：要使塔顶馏出物达到规定的纯假定：要使塔顶馏出物达到规定的纯假定：要使塔顶馏出物达到规定的纯假定：要使塔顶馏出物达到规定的纯 度，那
16、么塔顶馏出物的度，那么塔顶馏出物的度，那么塔顶馏出物的度，那么塔顶馏出物的组分纯组分纯 度度X XD D应该作为被控变量，因为应该作为被控变量，因为应该作为被控变量，因为应该作为被控变量，因为 它就是成产工艺的质量指标。它就是成产工艺的质量指标。它就是成产工艺的质量指标。它就是成产工艺的质量指标。n n但是：对于成分的分析一直以来都比但是：对于成分的分析一直以来都比但是：对于成分的分析一直以来都比但是：对于成分的分析一直以来都比 较困难，或者分析出的结果滞较困难，或者分析出的结果滞较困难，或者分析出的结果滞较困难，或者分析出的结果滞 后比较大。后比较大。后比较大。后比较大。n n因此：不能直接
17、以因此：不能直接以因此：不能直接以因此：不能直接以X X X XD D作为被控变量的进行直接控制，此时，要从作为被控变量的进行直接控制，此时，要从作为被控变量的进行直接控制，此时，要从作为被控变量的进行直接控制，此时，要从 与与与与X X X XD D有关的参数中找出合适的变量作为被控变量，进行间接有关的参数中找出合适的变量作为被控变量，进行间接有关的参数中找出合适的变量作为被控变量，进行间接有关的参数中找出合适的变量作为被控变量，进行间接 指标控制。指标控制。指标控制。指标控制。1414过程控制 第三章n n假设：对苯、甲苯二元体系的精馏假设：对苯、甲苯二元体系的精馏假设：对苯、甲苯二元体系
18、的精馏假设：对苯、甲苯二元体系的精馏 精馏过程示意图精馏过程示意图精馏过程示意图精馏过程示意图 n n根据：化工原理可知，当气液两相根据：化工原理可知，当气液两相根据：化工原理可知，当气液两相根据：化工原理可知，当气液两相 并存时，塔顶易挥发组分的并存时，塔顶易挥发组分的并存时，塔顶易挥发组分的并存时，塔顶易挥发组分的 纯度纯度纯度纯度X XD D、塔顶温度、塔顶温度、塔顶温度、塔顶温度T TD D、塔顶、塔顶、塔顶、塔顶 压力压力压力压力P P三者之间的关系为：三者之间的关系为：三者之间的关系为：三者之间的关系为：T T T TD D D DX X X XD D D D （分子百分比）（分子
19、百分比）（分子百分比）（分子百分比）P PX XD D （分子百分比）（分子百分比）（分子百分比）（分子百分比）1515n n结论：结论：结论：结论：选择选择T TD D作为被控变量作为被控变量， 原因是在精馏操作中，往往希望原因是在精馏操作中，往往希望原因是在精馏操作中，往往希望原因是在精馏操作中，往往希望塔压保持一定塔压保持一定塔压保持一定塔压保持一定，如果塔压，如果塔压，如果塔压，如果塔压 波动，塔内原来的气、液平衡关系就会遭到破坏，随之挥发度波动，塔内原来的气、液平衡关系就会遭到破坏，随之挥发度波动，塔内原来的气、液平衡关系就会遭到破坏，随之挥发度波动，塔内原来的气、液平衡关系就会遭到
20、破坏，随之挥发度 就会发生变化，塔处于不良的工作状态；同时，塔压变化，塔就会发生变化，塔处于不良的工作状态；同时，塔压变化，塔就会发生变化，塔处于不良的工作状态；同时，塔压变化，塔就会发生变化，塔处于不良的工作状态；同时，塔压变化，塔 的进料和出料也会相应受到影响，原来的物料平衡会遭到破坏。的进料和出料也会相应受到影响，原来的物料平衡会遭到破坏。的进料和出料也会相应受到影响，原来的物料平衡会遭到破坏。的进料和出料也会相应受到影响，原来的物料平衡会遭到破坏。n n分析：在分析：在分析：在分析：在T T T TD D D D和和和和P P P P之间只要固定一个，另一个就可以代替组分之间只要固定一
21、个，另一个就可以代替组分之间只要固定一个，另一个就可以代替组分之间只要固定一个，另一个就可以代替组分X X X XD D D D作为作为作为作为 间接指标。间接指标。间接指标。间接指标。1616l l选择被控变量时需要考虑到工艺的合理性和国内外仪表的生选择被控变量时需要考虑到工艺的合理性和国内外仪表的生选择被控变量时需要考虑到工艺的合理性和国内外仪表的生选择被控变量时需要考虑到工艺的合理性和国内外仪表的生 产状况。产状况。产状况。产状况。l l若可行，尽量选择质量指标参数作为被控变量。若可行，尽量选择质量指标参数作为被控变量。若可行，尽量选择质量指标参数作为被控变量。若可行，尽量选择质量指标参
22、数作为被控变量。l l当不能选择质量指标作被控量时，应当选择一个与产品质量当不能选择质量指标作被控量时，应当选择一个与产品质量当不能选择质量指标作被控量时，应当选择一个与产品质量当不能选择质量指标作被控量时，应当选择一个与产品质量 指标有单值对应关系的间接指标参数作为被控量。指标有单值对应关系的间接指标参数作为被控量。指标有单值对应关系的间接指标参数作为被控量。指标有单值对应关系的间接指标参数作为被控量。l l所选的间接指标应当具有足够大的灵敏度，以便反应产品质所选的间接指标应当具有足够大的灵敏度，以便反应产品质所选的间接指标应当具有足够大的灵敏度，以便反应产品质所选的间接指标应当具有足够大的
23、灵敏度，以便反应产品质 量的变化。量的变化。量的变化。量的变化。被控变量选择的原则：被控变量选择的原则：被控变量选择的原则：被控变量选择的原则：17173.2.3 3.2.3 控制参数（量）的选择控制参数（量）的选择一、概述一、概述二、过程静态特性的分析二、过程静态特性的分析 三、过程动态特性的分析三、过程动态特性的分析四、选择的一般原则四、选择的一般原则五、实例讨论五、实例讨论1818一、概述一、概述 被控量确定后，需要选择一个合适的操纵变量（控制量）。被控量确定后，需要选择一个合适的操纵变量（控制量）。被控量确定后，需要选择一个合适的操纵变量（控制量）。被控量确定后，需要选择一个合适的操纵
24、变量（控制量）。 扰动发生后，通过控制量的调整，使被控量迅速地返回到给定扰动发生后，通过控制量的调整，使被控量迅速地返回到给定扰动发生后，通过控制量的调整，使被控量迅速地返回到给定扰动发生后，通过控制量的调整，使被控量迅速地返回到给定 值上，以保持产品质量的不变。值上，以保持产品质量的不变。值上，以保持产品质量的不变。值上，以保持产品质量的不变。 控制量一般选系统中可以调整的物料量或能量控制量一般选系统中可以调整的物料量或能量控制量一般选系统中可以调整的物料量或能量控制量一般选系统中可以调整的物料量或能量 系数，最常见的控制量是物料流或能量流，系数，最常见的控制量是物料流或能量流，系数，最常见
25、的控制量是物料流或能量流，系数，最常见的控制量是物料流或能量流， 即流量。即流量。即流量。即流量。 在一个控制系统中，可以作为控制量的参数在一个控制系统中，可以作为控制量的参数在一个控制系统中，可以作为控制量的参数在一个控制系统中，可以作为控制量的参数 往往不至一个，所以控制量的选择问题也是往往不至一个，所以控制量的选择问题也是往往不至一个，所以控制量的选择问题也是往往不至一个，所以控制量的选择问题也是 系统设计中一个重要考虑的因素。系统设计中一个重要考虑的因素。系统设计中一个重要考虑的因素。系统设计中一个重要考虑的因素。u 从从从从过程特性对控制质量的影响过程特性对控制质量的影响过程特性对控
26、制质量的影响过程特性对控制质量的影响入手来讨论入手来讨论入手来讨论入手来讨论 控制量的选择问题控制量的选择问题控制量的选择问题控制量的选择问题 过程静态特性的分析过程静态特性的分析 过程动态特性的分析过程动态特性的分析 根据过程特性选择控制参数的一般原则根据过程特性选择控制参数的一般原则1919二、过程静态特性的分析二、过程静态特性的分析 假设假设假设假设被控量被控量被控量被控量Y(S)Y(S)Y(S)Y(S)对扰动对扰动对扰动对扰动F(S)F(S)F(S)F(S)的闭环传递函数为：的闭环传递函数为：的闭环传递函数为：的闭环传递函数为：系统是稳定的，在系统是稳定的，在系统是稳定的，在系统是稳定
27、的，在阶跃扰动作用阶跃扰动作用阶跃扰动作用阶跃扰动作用下，系统下，系统下，系统下，系统稳态值可应用终值定理求得：稳态值可应用终值定理求得：稳态值可应用终值定理求得：稳态值可应用终值定理求得：分析得：分析得：分析得：分析得：（1 1 1 1）静态特性对控制质量好坏有很大影响，）静态特性对控制质量好坏有很大影响，）静态特性对控制质量好坏有很大影响，）静态特性对控制质量好坏有很大影响，这是选择操纵参数的一个重要依据这是选择操纵参数的一个重要依据这是选择操纵参数的一个重要依据这是选择操纵参数的一个重要依据（2 2 2 2）扰动）扰动）扰动）扰动K K K Kf f f f越大，系统稳态误差就越大，降低
28、控制质量，越大，系统稳态误差就越大，降低控制质量，越大，系统稳态误差就越大，降低控制质量，越大，系统稳态误差就越大，降低控制质量，应使应使应使应使K K K Kf f f f越小越好越小越好越小越好越小越好（3 3 3 3）控制通道）控制通道）控制通道）控制通道K K K K0 0 0 0越大，表示控制作用越灵敏，克服扰动的能力越强越大，表示控制作用越灵敏，克服扰动的能力越强越大，表示控制作用越灵敏，克服扰动的能力越强越大，表示控制作用越灵敏，克服扰动的能力越强（4 4 4 4）确定控制参数时，）确定控制参数时，）确定控制参数时，）确定控制参数时，K K K K0 0 0 0K K K Kf
29、f f f是合理的，当这一条件是合理的，当这一条件是合理的，当这一条件是合理的，当这一条件 不能满足时，可以调节不能满足时，可以调节不能满足时，可以调节不能满足时，可以调节K K K Kc c c c，使，使，使，使K K K Kc c c cK K K K0 0 0 0KKKKf f f f2020三、过程动态特性的分析三、过程动态特性的分析 ( ( ( (一一一一).).).).扰动通道动态特性对控制质量的影响扰动通道动态特性对控制质量的影响扰动通道动态特性对控制质量的影响扰动通道动态特性对控制质量的影响复平面复平面复平面复平面分析得：（分析得：（分析得：（分析得：（p145-146p14
30、5-146p145-146p145-146）（1 1 1 1）T Tf f的影响的影响：T T T Tf f f f越大，扰动通道容积越大，越大，扰动通道容积越大，越大，扰动通道容积越大，越大，扰动通道容积越大，T T T Tf f f f越多，容积越多，扰动对被控参越多，容积越多，扰动对被控参越多，容积越多，扰动对被控参越多，容积越多，扰动对被控参 数的影响就越小，控制质量越好数的影响就越小，控制质量越好数的影响就越小，控制质量越好数的影响就越小，控制质量越好（2 2 2 2）扰动通道滞后时间扰动通道滞后时间f f的影响的影响：干扰通道的纯滞后时间仅使被控参数对其反干扰通道的纯滞后时间仅使被
31、控参数对其反干扰通道的纯滞后时间仅使被控参数对其反干扰通道的纯滞后时间仅使被控参数对其反 应在时间上平移了一段时间，理论上无影响。应在时间上平移了一段时间，理论上无影响。应在时间上平移了一段时间，理论上无影响。应在时间上平移了一段时间，理论上无影响。 （3 3 3 3）干扰作用位置的影响：干扰作用位置的影响：在系统设计时，应使扰动作用点位置远离被控量在系统设计时，应使扰动作用点位置远离被控量在系统设计时，应使扰动作用点位置远离被控量在系统设计时，应使扰动作用点位置远离被控量，p146p146p146p1461 12121( ( ( (二二二二).).).).控制通道动态特性对控制质量的影响控制
32、通道动态特性对控制质量的影响控制通道动态特性对控制质量的影响控制通道动态特性对控制质量的影响P147P147表表3-13-1分析得：分析得：分析得：分析得：（1 1）时间常数）时间常数T T0 0的影响的影响：T T T T0 0 0 0太大太大太大太大：使控制作用变弱，控制质量变坏。：使控制作用变弱，控制质量变坏。：使控制作用变弱，控制质量变坏。：使控制作用变弱，控制质量变坏。T T T T0 0 0 0过小：控制作用增强，但系统容易振荡。过小：控制作用增强，但系统容易振荡。过小：控制作用增强，但系统容易振荡。过小：控制作用增强，但系统容易振荡。控制通道时间常数的大小反映了控制作用的强弱控制
33、通道时间常数的大小反映了控制作用的强弱控制通道时间常数的大小反映了控制作用的强弱控制通道时间常数的大小反映了控制作用的强弱（2 2）. .滞后时间的影响（滞后时间的影响（ 0 0 c c ） (1). (1). (1). (1).纯滞后纯滞后纯滞后纯滞后 0 0 0 0的影响较大的影响较大的影响较大的影响较大 控制器的校正作用将要滞后一个时间，从而使超调量增控制器的校正作用将要滞后一个时间，从而使超调量增控制器的校正作用将要滞后一个时间，从而使超调量增控制器的校正作用将要滞后一个时间，从而使超调量增 ，被控参数偏差增大，系统动态指标下降。，被控参数偏差增大，系统动态指标下降。，被控参数偏差增大
34、，系统动态指标下降。，被控参数偏差增大，系统动态指标下降。 (2). (2). (2). (2).容量滞后容量滞后容量滞后容量滞后 c c c c同样会使控制作用不及时，使控制作用下同样会使控制作用不及时，使控制作用下同样会使控制作用不及时，使控制作用下同样会使控制作用不及时，使控制作用下 降，但是降，但是降，但是降，但是 c c c c的影响比较缓和，引入微分作用可有效克服。的影响比较缓和，引入微分作用可有效克服。的影响比较缓和，引入微分作用可有效克服。的影响比较缓和，引入微分作用可有效克服。（3 3）T T的分布的影响：的分布的影响：p149p149表表3-23-22222( ( ( (四
35、四四四).).).).选择控制参数的一般原则选择控制参数的一般原则选择控制参数的一般原则选择控制参数的一般原则vv 1. 1. 1. 1.控制变量应该是可控的，即工艺上允许调节的变量控制变量应该是可控的，即工艺上允许调节的变量控制变量应该是可控的，即工艺上允许调节的变量控制变量应该是可控的，即工艺上允许调节的变量vv 2. 2. 2. 2.控制变量一般应该比其他干扰对被控量的影响更加灵敏。控制变量一般应该比其他干扰对被控量的影响更加灵敏。控制变量一般应该比其他干扰对被控量的影响更加灵敏。控制变量一般应该比其他干扰对被控量的影响更加灵敏。 l l 扰动通道扰动通道扰动通道扰动通道的放大系数的放大
36、系数的放大系数的放大系数K K K Kf f f f应尽可能小；时间常数应尽可能小；时间常数应尽可能小；时间常数应尽可能小；时间常数T T T Tf f f f要大；扰动要大；扰动要大；扰动要大；扰动引入系统的位置要远离控制过程引入系统的位置要远离控制过程引入系统的位置要远离控制过程引入系统的位置要远离控制过程( ( ( (即靠近调节阀即靠近调节阀即靠近调节阀即靠近调节阀) ) ) )；容量滞后；容量滞后；容量滞后；容量滞后愈大，愈有利于控制。愈大，愈有利于控制。愈大，愈有利于控制。愈大，愈有利于控制。l l为此，要合理选择控制变量，使为此，要合理选择控制变量，使为此，要合理选择控制变量，使为
37、此，要合理选择控制变量，使控制通道控制通道控制通道控制通道的放大系数的放大系数的放大系数的放大系数K K K K0 0 0 0要适要适要适要适当选大一些；时间常数当选大一些；时间常数当选大一些；时间常数当选大一些；时间常数T T T T0 0 0 0要适当小一些；纯滞后时间要适当小一些；纯滞后时间要适当小一些；纯滞后时间要适当小一些；纯滞后时间 0 0 0 0越小越小越小越小 越好，越好，越好，越好， 0 0 0 0与与与与T T T T0 0 0 0之比应小于之比应小于之比应小于之比应小于1.1.1.1.l l时间常数匹配时间常数匹配时间常数匹配时间常数匹配：广义过程：广义过程：广义过程：广
38、义过程( ( ( (包括调节阀和测量变送器包括调节阀和测量变送器包括调节阀和测量变送器包括调节阀和测量变送器) ) ) )由几个由几个由几个由几个一阶环节组成，在选择控制参数时，应尽量设法把几个时间一阶环节组成，在选择控制参数时，应尽量设法把几个时间一阶环节组成，在选择控制参数时，应尽量设法把几个时间一阶环节组成，在选择控制参数时，应尽量设法把几个时间常数错开，使其中一个时间常数比其他时间常数大得多，同常数错开，使其中一个时间常数比其他时间常数大得多，同常数错开，使其中一个时间常数比其他时间常数大得多，同常数错开，使其中一个时间常数比其他时间常数大得多，同时注意减小第二、第三个时间常数。时注意
39、减小第二、第三个时间常数。时注意减小第二、第三个时间常数。时注意减小第二、第三个时间常数。 vv 3. 3. 3. 3.注意工艺操作的合理性、经济性。注意工艺操作的合理性、经济性。注意工艺操作的合理性、经济性。注意工艺操作的合理性、经济性。 2323五、实例讨论五、实例讨论实例实例实例实例1 1 1 1：氨直冷式薄板冷却系统：氨直冷式薄板冷却系统：氨直冷式薄板冷却系统：氨直冷式薄板冷却系统n n组成：组成：组成：组成：液氨贮罐、薄板冷却器液氨贮罐、薄板冷却器液氨贮罐、薄板冷却器液氨贮罐、薄板冷却器n n原理：原理：原理：原理：热物料从薄板器的上端热物料从薄板器的上端热物料从薄板器的上端热物料从
40、薄板器的上端 进入、下端流出；液氨进入、下端流出；液氨进入、下端流出；液氨进入、下端流出；液氨 从薄板器的下端进入，从薄板器的下端进入，从薄板器的下端进入，从薄板器的下端进入， 与热物料逆流相遇时被与热物料逆流相遇时被与热物料逆流相遇时被与热物料逆流相遇时被 气化成氨后，从上端抽气化成氨后，从上端抽气化成氨后，从上端抽气化成氨后，从上端抽 出。出。出。出。利用液氨汽化时所利用液氨汽化时所利用液氨汽化时所利用液氨汽化时所 消耗的热量带走热物料消耗的热量带走热物料消耗的热量带走热物料消耗的热量带走热物料 的热量而对其进行冷却的热量而对其进行冷却的热量而对其进行冷却的热量而对其进行冷却。n n工艺要
41、求：工艺要求：工艺要求：工艺要求：冷却器物料冷却器物料冷却器物料冷却器物料出口出口出口出口 温度温度温度温度保持在恒定保持在恒定保持在恒定保持在恒定 值，对物料流量不作要求。值，对物料流量不作要求。值，对物料流量不作要求。值，对物料流量不作要求。n n分析：分析：分析：分析：影响影响影响影响T0T0T0T0的因素主要有哪些的因素主要有哪些的因素主要有哪些的因素主要有哪些热物料的温度热物料的温度热物料的温度热物料的温度T T T T1 1 1 1、热物料的流量、热物料的流量、热物料的流量、热物料的流量F F F F1 1 1 1、液氨的流量、液氨的流量、液氨的流量、液氨的流量F F F F2 2
42、 2 2及气氨的回气压力及气氨的回气压力及气氨的回气压力及气氨的回气压力P P P PT1T1T1T1F1F1F1F1F2F2F2F2P P P P2424热物料的温度热物料的温度热物料的温度热物料的温度T T T T1 1 1 1：不可控不可控热物料的流量热物料的流量热物料的流量热物料的流量F F1 1：液氨的流量液氨的流量液氨的流量液氨的流量F F F F2 2 2 2 ：不适宜不适宜气氨的回气压力气氨的回气压力气氨的回气压力气氨的回气压力P P：n n实验获得的两个通道的放大系数：实验获得的两个通道的放大系数：实验获得的两个通道的放大系数：实验获得的两个通道的放大系数：冷物料温度最大变化
43、范围为冷物料温度最大变化范围为冷物料温度最大变化范围为冷物料温度最大变化范围为0-100 0-100 0-100 0-100 0 0 0 0C C C C热物料流量最大变化范围为热物料流量最大变化范围为热物料流量最大变化范围为热物料流量最大变化范围为0-50 t/h0-50 t/h0-50 t/h0-50 t/h压力最大变化范围为压力最大变化范围为压力最大变化范围为压力最大变化范围为0-500 KPa0-500 KPa0-500 KPa0-500 KPan n结论：结论：结论：结论：选择选择选择选择P P P P0 0 0 0为控制变量为控制变量为控制变量为控制变量T1T1T1T1F1F1F1
44、F1F2F2F2F2P P P P2525实例实例实例实例2 2 2 2：牛奶的干燥过程：牛奶的干燥过程：牛奶的干燥过程：牛奶的干燥过程高位槽高位槽过滤器过滤器1干燥器干燥器风管风管产品产品换热器换热器蒸汽蒸汽鼓风机鼓风机23n n工作过程：工作过程：工作过程：工作过程：浓缩的溶液由高位槽流浓缩的溶液由高位槽流浓缩的溶液由高位槽流浓缩的溶液由高位槽流 经过滤器，除去凝结块等杂质，经过滤器，除去凝结块等杂质，经过滤器，除去凝结块等杂质，经过滤器，除去凝结块等杂质， 再至干燥器顶部由喷嘴喷出。再至干燥器顶部由喷嘴喷出。再至干燥器顶部由喷嘴喷出。再至干燥器顶部由喷嘴喷出。 空气由鼓风机送至换热器（热
45、蒸空气由鼓风机送至换热器（热蒸空气由鼓风机送至换热器（热蒸空气由鼓风机送至换热器（热蒸 汽加热），热空气与鼓风机送来汽加热），热空气与鼓风机送来汽加热），热空气与鼓风机送来汽加热），热空气与鼓风机送来 的空气混合后，经风管进入干燥的空气混合后，经风管进入干燥的空气混合后，经风管进入干燥的空气混合后，经风管进入干燥 器，从而蒸发乳液中的水分，成器，从而蒸发乳液中的水分，成器，从而蒸发乳液中的水分，成器，从而蒸发乳液中的水分，成 为奶粉，并随湿空气一起送出，为奶粉，并随湿空气一起送出，为奶粉，并随湿空气一起送出，为奶粉，并随湿空气一起送出， 进行分离。进行分离。进行分离。进行分离。n n工艺要求：
46、工艺要求：工艺要求：工艺要求：对干燥后的产品质量对干燥后的产品质量对干燥后的产品质量对干燥后的产品质量 要求很高，水分含量要求很高，水分含量要求很高，水分含量要求很高，水分含量 不能波动太大，即对不能波动太大，即对不能波动太大，即对不能波动太大，即对 干燥的温度要求严格控制。干燥的温度要求严格控制。干燥的温度要求严格控制。干燥的温度要求严格控制。n n1.1.1.1.被控参数：被控参数：被控参数：被控参数： 由于产品中水分检测精度不高，根据生产工艺，产品质量（水分含量）与由于产品中水分检测精度不高，根据生产工艺，产品质量（水分含量）与由于产品中水分检测精度不高，根据生产工艺，产品质量（水分含量
47、）与由于产品中水分检测精度不高，根据生产工艺，产品质量（水分含量）与干燥温度密切相关，因此，选取干燥温度密切相关，因此，选取干燥温度密切相关，因此，选取干燥温度密切相关，因此，选取干燥温度干燥温度为被控量。为被控量。为被控量。为被控量。2626过程控制 第三章高位槽高位槽过滤器过滤器1干燥器干燥器风管风管产品产品换热器换热器蒸汽蒸汽鼓风鼓风机机23牛奶干燥过程示意图牛奶干燥过程示意图影响干燥温度的因素有：影响干燥温度的因素有：影响干燥温度的因素有：影响干燥温度的因素有：乳液流量乳液流量乳液流量乳液流量f f f f1 1 1 1(t)(t)(t)(t)：旁路空气流量旁路空气流量旁路空气流量旁路
48、空气流量f f f f2 2 2 2(t)(t)(t)(t)：热蒸汽流量热蒸汽流量热蒸汽流量热蒸汽流量f f f f3 3 3 3(t)(t)(t)(t)：n n2.2.2.2.控制量的选择：控制量的选择：控制量的选择：控制量的选择：n n 通过实验测得：通过实验测得：通过实验测得：通过实验测得：干燥筒的传函干燥筒的传函(f(f(f(f1 1 1 1为输入，干燥温度为输入，干燥温度为输入，干燥温度为输入，干燥温度T T T T为输出为输出为输出为输出) ) ) )换热器的传函换热器的传函1 1(f(f(f(f2 2 2 2为输入，冷热混合处温度为输入，冷热混合处温度为输入，冷热混合处温度为输入
49、，冷热混合处温度T T T T2 2 2 2为输出为输出为输出为输出) ) ) )换热器的传函换热器的传函2 2(f(f(f(f3 3 3 3为输入，冷热混合处温度为输入，冷热混合处温度为输入，冷热混合处温度为输入，冷热混合处温度T T T T2 2 2 2为输出为输出为输出为输出) ) ) )风管的传函风管的传函(T(T(T(T2 2 2 2为输入，为输入，为输入，为输入，T T T T为输出为输出为输出为输出) ) ) )G G1 1（S S）G G2 2（S S）G G3 3（S S）G Gf f（S S）假设调节阀、测量假设调节阀、测量假设调节阀、测量假设调节阀、测量/ / / /变送
50、变送变送变送环节的传函为环节的传函为环节的传函为环节的传函为1 1 1 1T T T T2 2 2 22727n n 分析：分析：分析：分析：根据被控量根据被控量根据被控量根据被控量T T T T，三个主要影响因数：三个主要影响因数：三个主要影响因数：三个主要影响因数：f f f f1 1 1 1(t)(t)(t)(t)、f f f f2 2 2 2(t)(t)(t)(t)和和和和f f f f3 3 3 3(t)(t)(t)(t)，根据示意图，可得到控制对象的方框图根据示意图，可得到控制对象的方框图根据示意图，可得到控制对象的方框图根据示意图，可得到控制对象的方框图过程控制 第三章过程控制
51、第三章高位槽高位槽过滤器过滤器1干燥器干燥器风管风管产品产品换热器换热器蒸汽蒸汽鼓风鼓风机机23G G1 1（S S）G G2 2（S S）G G3 3（S S）G Gf f（S S）牛奶干燥过程示意图牛奶干燥过程示意图T T T T2 2 2 2T T2 22828 f f2 2分别以分别以分别以分别以f f f f1 1 1 1、f f f f2 2 2 2和和和和f f f f3 3 3 3为控制变量可以得到三个不同的控制方案：为控制变量可以得到三个不同的控制方案：为控制变量可以得到三个不同的控制方案：为控制变量可以得到三个不同的控制方案：2929方案方案 1 1 1 1：控通：控通：控
52、通：控通： 扰道：扰道：扰道：扰道： 2 2 2 2：控通：控通：控通：控通： 扰通：扰通：扰通：扰通： 3 3 3 3：控通：控通：控通：控通： 扰通：扰通：扰通：扰通：1 1 1 1一阶惯性一阶惯性e e-2s-2se e-3s-3s3 3 3 3（8.58.58.58.5） 1 1 1 1（2s2s2s2s）2 2 2 2（100100100100）1 1 1 1（3s3s3s3s）1 1 1 1（3s3s3s3s）1 1 1 1（3s3s3s3s）4 4 4 41 1 1 1（2s2s2s2s）1 1 1 1（100100100100）5 5 5 51 1 1 1（2s2s2s2s）n
53、 n结论结论结论结论：方案？方案？过程控制 第三章过程控制 第三章高位槽高位槽过滤器过滤器1干燥器干燥器风管风管产品产品换热器换热器蒸汽蒸汽鼓风鼓风机机23G G1 1（S S）G G2 2（S S）G G3 3（S S）G Gf f（S S）牛奶干燥过程示意图牛奶干燥过程示意图1 1 1 1（3s3s3s3s）3030 若使用若使用若使用若使用T T T Tm m m m较大的测量元件，控制器得到的是一个失真信号，较大的测量元件，控制器得到的是一个失真信号，较大的测量元件，控制器得到的是一个失真信号，较大的测量元件，控制器得到的是一个失真信号， 不能发出正确控制指令，使控制质量下降。不能发出
54、正确控制指令，使控制质量下降。不能发出正确控制指令，使控制质量下降。不能发出正确控制指令，使控制质量下降。3.2.4 3.2.4 系统设计中的测量变送问题系统设计中的测量变送问题v 被控参数的测量和变送必须迅速正确地反映其实际变化情况，被控参数的测量和变送必须迅速正确地反映其实际变化情况，被控参数的测量和变送必须迅速正确地反映其实际变化情况，被控参数的测量和变送必须迅速正确地反映其实际变化情况，为系统设计提供准确的控制依据。为系统设计提供准确的控制依据。为系统设计提供准确的控制依据。为系统设计提供准确的控制依据。 v 测量和变送环节的描述：测量和变送环节的描述：测量和变送环节的描述：测量和变送
55、环节的描述： u 1.1.1.1.测量变送元件时间常数测量变送元件时间常数测量变送元件时间常数测量变送元件时间常数T T T Tm m m m对测量过程的影响对测量过程的影响对测量过程的影响对测量过程的影响一、测量滞后对控制质量的影响：一、测量滞后对控制质量的影响： (a)(a)(a)(a)被控量作阶跃变化，被控量作阶跃变化，被控量作阶跃变化，被控量作阶跃变化，z z z z慢慢靠近慢慢靠近慢慢靠近慢慢靠近y y y y，前一段，两者差距较大，前一段，两者差距较大，前一段，两者差距较大，前一段，两者差距较大 (b)(b)(b)(b)被控量作递增变化，被控量作递增变化，被控量作递增变化，被控量作
56、递增变化，z z z z一直跟不上一直跟不上一直跟不上一直跟不上y y y y (c)(c)(c)(c)被控量作周期性变化，被控量作周期性变化，被控量作周期性变化，被控量作周期性变化，z z z z要落后要落后要落后要落后y y y y一个相位一个相位一个相位一个相位 T T T Tm m m m越大，以上现象越显著，使测量值与被控量之间产生较大的动态误差越大，以上现象越显著，使测量值与被控量之间产生较大的动态误差越大，以上现象越显著，使测量值与被控量之间产生较大的动态误差越大，以上现象越显著，使测量值与被控量之间产生较大的动态误差 3131u 2.2.2.2.测量变送元件纯滞后时间常数测量变
57、送元件纯滞后时间常数测量变送元件纯滞后时间常数测量变送元件纯滞后时间常数m m m m对测量过程的影响对测量过程的影响对测量过程的影响对测量过程的影响造成测量纯滞后原因：造成测量纯滞后原因：i i i i）工艺原因，安装位置）工艺原因，安装位置）工艺原因，安装位置）工艺原因，安装位置 iiiiiiii）物理测量：如分析仪表，采样，预处理，分析）物理测量：如分析仪表，采样，预处理，分析）物理测量：如分析仪表，采样，预处理，分析）物理测量：如分析仪表，采样，预处理，分析对过程的影响对过程的影响i.i.i.i.) ) ) )不能及时反映被控量的变化不能及时反映被控量的变化不能及时反映被控量的变化不能
58、及时反映被控量的变化 ii.ii.ii.ii.和对象控制通道存在滞后一样，会严重影响控制质量和对象控制通道存在滞后一样，会严重影响控制质量和对象控制通道存在滞后一样，会严重影响控制质量和对象控制通道存在滞后一样，会严重影响控制质量u 3.3.3.3.信号传输滞后的影响信号传输滞后的影响信号传输滞后的影响信号传输滞后的影响变送器变送器控制器控制器调节阀调节阀现场现场现场现场控制室控制室控制室控制室 距离传输产生信号传输滞后距离传输产生信号传输滞后距离传输产生信号传输滞后距离传输产生信号传输滞后 对电信号来说，传输滞后可以忽略对电信号来说，传输滞后可以忽略对电信号来说，传输滞后可以忽略对电信号来说
59、，传输滞后可以忽略 不计不计不计不计 对气动信号来说，传输滞后不能不对气动信号来说，传输滞后不能不对气动信号来说，传输滞后不能不对气动信号来说，传输滞后不能不 加以忽略，因为因为气动管线具有加以忽略，因为因为气动管线具有加以忽略，因为因为气动管线具有加以忽略，因为因为气动管线具有 一定的容量。一定的容量。一定的容量。一定的容量。3232二、克服测量滞后的几种常用方法二、克服测量滞后的几种常用方法 u 1.1.1.1.选择快速测量元件选择快速测量元件选择快速测量元件选择快速测量元件 T T T Tm m m m1111 10 T10 T10 T10 To o o o ( ( ( (控制通道时常控
60、制通道时常控制通道时常控制通道时常) ) ) )为宜为宜为宜为宜 克服测量滞后的根本方法克服测量滞后的根本方法克服测量滞后的根本方法克服测量滞后的根本方法u 2.2.2.2.正确选择测量元件的安装位置正确选择测量元件的安装位置正确选择测量元件的安装位置正确选择测量元件的安装位置 温度和成分分析的取样装置引起的测量滞后最大温度和成分分析的取样装置引起的测量滞后最大温度和成分分析的取样装置引起的测量滞后最大温度和成分分析的取样装置引起的测量滞后最大 通常，测量元件应选择在最具代表性、响应最灵敏、最通常，测量元件应选择在最具代表性、响应最灵敏、最通常，测量元件应选择在最具代表性、响应最灵敏、最通常，
61、测量元件应选择在最具代表性、响应最灵敏、最迅速的位置安装，尽量减少纯滞后迅速的位置安装，尽量减少纯滞后迅速的位置安装，尽量减少纯滞后迅速的位置安装，尽量减少纯滞后u 3.3.3.3.正确使用微分器正确使用微分器正确使用微分器正确使用微分器 微分作用具有微分作用具有微分作用具有微分作用具有“ “超前超前超前超前” ”控制作用，控制作用，控制作用，控制作用，可合理使用来克服测量容量滞后可合理使用来克服测量容量滞后可合理使用来克服测量容量滞后可合理使用来克服测量容量滞后Y(S)Y(S)Z(S)Z(S)U(S)U(S)若调整若调整若调整若调整T T T Td d d d，使，使，使，使T T T Td
62、 d d d=T=T=T=Tm m m m，K K K Km m m m=1=1=1=1，则，则，则，则U(S)=Y(S)U(S)=Y(S) 但若微分作用使用不当，会产生相反结果，导致系统不稳定但若微分作用使用不当，会产生相反结果，导致系统不稳定但若微分作用使用不当，会产生相反结果，导致系统不稳定但若微分作用使用不当，会产生相反结果，导致系统不稳定u 4.4.4.4.尽量采用电信号进行传输尽量采用电信号进行传输尽量采用电信号进行传输尽量采用电信号进行传输 电电电电/ / / /气转换器气转换器气转换器气转换器 气动继动器（提高信号传输功率）气动继动器（提高信号传输功率）气动继动器（提高信号传输
63、功率）气动继动器（提高信号传输功率）, , , ,减少滞后减少滞后减少滞后减少滞后33333.2.5 3.2.5 执行器的选择执行器的选择一、阀的结构形式的选择：一、阀的结构形式的选择：根据工艺生产过程需要单座、双座、高压角型根据工艺生产过程需要单座、双座、高压角型根据工艺生产过程需要单座、双座、高压角型根据工艺生产过程需要单座、双座、高压角型uu 控制阀在系统设计中考虑：控制阀在系统设计中考虑：控制阀在系统设计中考虑：控制阀在系统设计中考虑： 1 1 1 1）阀结构类型阀结构类型直通单座、双座、蝶阀等直通单座、双座、蝶阀等直通单座、双座、蝶阀等直通单座、双座、蝶阀等 2 2 2 2）阀门的口
64、径阀门的口径正常开度在正常开度在正常开度在正常开度在15%-85%15%-85%15%-85%15%-85% 3 3 3 3）阀的开闭形式阀的开闭形式气开、气关气开、气关气开、气关气开、气关 4 4 4 4）阀的流量特性阀的流量特性对数、直线、快开对数、直线、快开对数、直线、快开对数、直线、快开阀的结构形式阀的结构形式特点及适用场合特点及适用场合直通单座直通单座直通单座直通单座阀前后压差低、泄漏量要求小的场合阀前后压差低、泄漏量要求小的场合阀前后压差低、泄漏量要求小的场合阀前后压差低、泄漏量要求小的场合直通双座直通双座直通双座直通双座阀前后压差大、泄漏量要求不高的场合阀前后压差大、泄漏量要求不
65、高的场合阀前后压差大、泄漏量要求不高的场合阀前后压差大、泄漏量要求不高的场合角形阀角形阀角形阀角形阀高压降、高粘度、含悬浮物或颗粒状物质的场合高压降、高粘度、含悬浮物或颗粒状物质的场合高压降、高粘度、含悬浮物或颗粒状物质的场合高压降、高粘度、含悬浮物或颗粒状物质的场合高压阀高压阀高压阀高压阀高压控制的特殊场合高压控制的特殊场合高压控制的特殊场合高压控制的特殊场合蝶阀蝶阀蝶阀蝶阀含悬浮物流体、大流量气体，压差低，允许泄漏量大含悬浮物流体、大流量气体，压差低，允许泄漏量大含悬浮物流体、大流量气体，压差低，允许泄漏量大含悬浮物流体、大流量气体，压差低，允许泄漏量大隔膜阀隔膜阀隔膜阀隔膜阀有腐蚀性介质
66、的场合有腐蚀性介质的场合有腐蚀性介质的场合有腐蚀性介质的场合三通阀三通阀三通阀三通阀分流或合流控制的场合分流或合流控制的场合分流或合流控制的场合分流或合流控制的场合3434二、调节阀口径大小的选择：二、调节阀口径大小的选择：uu控制阀的口径大小直接决定其流通能力控制阀的口径大小直接决定其流通能力控制阀的口径大小直接决定其流通能力控制阀的口径大小直接决定其流通能力 1 1 1 1）口径太大）口径太大）口径太大）口径太大 3 3 3 3）阀门的口径）阀门的口径）阀门的口径）阀门的口径D D D Dg g g g、d d d dg g g g必须合理选择，正常工况下，希望调节必须合理选择，正常工况下
67、，希望调节必须合理选择，正常工况下，希望调节必须合理选择，正常工况下，希望调节阀的开度在阀的开度在阀的开度在阀的开度在15%-85%15%-85%之间之间之间之间 调节阀将经常处于小开度下工作调节阀将经常处于小开度下工作调节阀将经常处于小开度下工作调节阀将经常处于小开度下工作 2 2 2 2）口径太小）口径太小）口径太小）口径太小 调节阀将经常处于大开度下工作，阀的特性也不好调节阀将经常处于大开度下工作，阀的特性也不好调节阀将经常处于大开度下工作，阀的特性也不好调节阀将经常处于大开度下工作，阀的特性也不好 阀的特性会产生畸变，调节不灵敏，容易引起震荡阀的特性会产生畸变，调节不灵敏，容易引起震荡
68、阀的特性会产生畸变，调节不灵敏，容易引起震荡阀的特性会产生畸变，调节不灵敏，容易引起震荡 口径选择应留有一定的余量，以适应增加生产的需要口径选择应留有一定的余量，以适应增加生产的需要口径选择应留有一定的余量，以适应增加生产的需要口径选择应留有一定的余量，以适应增加生产的需要 当系统受到较大扰动时，阀可能运行在全开或者接近全开当系统受到较大扰动时，阀可能运行在全开或者接近全开当系统受到较大扰动时，阀可能运行在全开或者接近全开当系统受到较大扰动时，阀可能运行在全开或者接近全开 的非线性饱和状态，使系统暂时失控的非线性饱和状态，使系统暂时失控的非线性饱和状态，使系统暂时失控的非线性饱和状态，使系统暂
69、时失控 若需要设备增加负荷时，原有口径将不够用，需更换阀或若需要设备增加负荷时，原有口径将不够用，需更换阀或若需要设备增加负荷时，原有口径将不够用，需更换阀或若需要设备增加负荷时，原有口径将不够用，需更换阀或 生产线，不适应生产发展的需要生产线，不适应生产发展的需要生产线，不适应生产发展的需要生产线，不适应生产发展的需要3535三、调节阀气开、气关形式的选择：三、调节阀气开、气关形式的选择： 1 1 1 1）首先从）首先从）首先从）首先从生产安全生产安全生产安全生产安全考虑：考虑：考虑：考虑： 供气、供电中断，保证装置和人身设备安全。供气、供电中断，保证装置和人身设备安全。供气、供电中断，保证
70、装置和人身设备安全。供气、供电中断，保证装置和人身设备安全。 uu 选择原则：选择原则：选择原则：选择原则： 2 2 2 2）从）从）从）从事故状态下减少经济损失事故状态下减少经济损失事故状态下减少经济损失事故状态下减少经济损失考虑：考虑：考虑：考虑： 如如如如控控控控制制制制精精精精馏馏馏馏塔塔塔塔进进进进料料料料的的的的控控控控制制制制阀阀阀阀应应应应选选选选用用用用气气气气开开开开阀阀阀阀，一一一一旦旦旦旦失失失失去去去去气气气气源源源源，发发发发就处于关闭状态，以免造成浪费。就处于关闭状态，以免造成浪费。就处于关闭状态，以免造成浪费。就处于关闭状态，以免造成浪费。 3 3 3 3）从介
71、质特点的角度考虑：）从介质特点的角度考虑：）从介质特点的角度考虑：）从介质特点的角度考虑： 如如如如精精精精馏馏馏馏塔塔塔塔塔塔塔塔釜釜釜釜的的的的加加加加热热热热蒸蒸蒸蒸气气气气阀阀阀阀一一一一般般般般选选选选用用用用气气气气开开开开式式式式，一一一一旦旦旦旦阀阀阀阀失失失失去去去去气气气气源源源源立立立立即关闭，以避免蒸汽的浪费。即关闭，以避免蒸汽的浪费。即关闭，以避免蒸汽的浪费。即关闭，以避免蒸汽的浪费。 但是，如果塔釜内液体为易凝固、易结晶或易聚合等但是，如果塔釜内液体为易凝固、易结晶或易聚合等但是，如果塔釜内液体为易凝固、易结晶或易聚合等但是，如果塔釜内液体为易凝固、易结晶或易聚合等
72、物料时，蒸汽阀应选择物料时，蒸汽阀应选择物料时，蒸汽阀应选择物料时，蒸汽阀应选择气关式气关式气关式气关式，防止阀失去能源时关闭，防止阀失去能源时关闭，防止阀失去能源时关闭，防止阀失去能源时关闭，蒸汽停止进入而导致塔釜内液体的结晶或凝聚。蒸汽停止进入而导致塔釜内液体的结晶或凝聚。蒸汽停止进入而导致塔釜内液体的结晶或凝聚。蒸汽停止进入而导致塔釜内液体的结晶或凝聚。3636uu 4 4 4 4）由于工艺要求不一，对同一个阀可能有两种不同的选择结果）由于工艺要求不一，对同一个阀可能有两种不同的选择结果）由于工艺要求不一，对同一个阀可能有两种不同的选择结果）由于工艺要求不一，对同一个阀可能有两种不同的选
73、择结果 1 1 1 1）从防止蒸汽带水会损坏汽轮机叶片）从防止蒸汽带水会损坏汽轮机叶片）从防止蒸汽带水会损坏汽轮机叶片）从防止蒸汽带水会损坏汽轮机叶片 的角度出发：的角度出发：的角度出发：的角度出发：气开式气开式 2 2 2 2）从保护锅炉出发，防止断水导致锅）从保护锅炉出发，防止断水导致锅）从保护锅炉出发，防止断水导致锅）从保护锅炉出发，防止断水导致锅炉爆炸：炉爆炸：炉爆炸：炉爆炸：气关式气关式 3 3 3 3）矛盾：分清主要矛盾和次要矛盾，）矛盾：分清主要矛盾和次要矛盾，）矛盾：分清主要矛盾和次要矛盾，）矛盾：分清主要矛盾和次要矛盾，权衡利弊，按主要矛盾进行选择权衡利弊，按主要矛盾进行选择
74、权衡利弊，按主要矛盾进行选择权衡利弊，按主要矛盾进行选择3737四、调节阀流量特性的选择：四、调节阀流量特性的选择：uu阀出厂时参数中标注的是理想特性阀出厂时参数中标注的是理想特性阀出厂时参数中标注的是理想特性阀出厂时参数中标注的是理想特性uu阀工作时，受多种因素影响（配管），压降不能保持恒定，流阀工作时，受多种因素影响（配管），压降不能保持恒定，流阀工作时，受多种因素影响（配管），压降不能保持恒定，流阀工作时，受多种因素影响（配管），压降不能保持恒定，流量特性发生变化，呈现工作流量特性量特性发生变化，呈现工作流量特性量特性发生变化，呈现工作流量特性量特性发生变化，呈现工作流量特性uu选择原则
75、选择原则选择原则选择原则 1. 1. 1. 1.根据过程特性选择根据过程特性选择根据过程特性选择根据过程特性选择 根据控制理论：系统开环放大系数根据控制理论：系统开环放大系数根据控制理论：系统开环放大系数根据控制理论：系统开环放大系数KcKcKcKc、KvKvKvKv、KmKmKmKm、KoKoKoKo乘积为常数乘积为常数乘积为常数乘积为常数时系统衰减比保持不变，常数时系统衰减比保持不变，常数时系统衰减比保持不变，常数时系统衰减比保持不变，常数=0.5=0.5=0.5=0.5，则系统近似，则系统近似，则系统近似，则系统近似4 4 4 4：1 1 1 1衰减衰减衰减衰减 当系统一定时当系统一定时
76、当系统一定时当系统一定时, Kc, Kc, Kc, Kc、 Km Km Km Km 为常数。为常数。为常数。为常数。 当对象特性当对象特性当对象特性当对象特性KoKoKoKo变化时，可用阀的变化时，可用阀的变化时，可用阀的变化时，可用阀的KvKvKvKv来补偿其变化，使开环系来补偿其变化，使开环系来补偿其变化，使开环系来补偿其变化，使开环系统放大倍数乘积为一常数，保证衰减比统放大倍数乘积为一常数，保证衰减比统放大倍数乘积为一常数，保证衰减比统放大倍数乘积为一常数，保证衰减比 当过程为线性时，选择直线特性调节阀当过程为线性时，选择直线特性调节阀当过程为线性时，选择直线特性调节阀当过程为线性时，选
77、择直线特性调节阀 非线性时，非线性时，非线性时，非线性时， 对数对数对数对数 2. 2. 2. 2.根据生产负荷选择根据生产负荷选择根据生产负荷选择根据生产负荷选择 3. 3. 3. 3.根据配管情况选择根据配管情况选择根据配管情况选择根据配管情况选择 S=1 S=1 S=1 S=10.60.60.60.6时，时，时，时， 理想与工作特性一致理想与工作特性一致理想与工作特性一致理想与工作特性一致S=0.3-0.5S=0.3-0.5S=0.3-0.5S=0.3-0.5时，应选对数特性时，应选对数特性时，应选对数特性时，应选对数特性 在在在在1 1 1 1的基础上，同时考虑的基础上，同时考虑的基础
78、上，同时考虑的基础上，同时考虑2 2 2 2，3 3 3 338383.2.6 3.2.6 控制器的选择控制器的选择一、控制规律的选择一、控制规律的选择二、控制器正、反作用的选择二、控制器正、反作用的选择3939一、控制规律的选择一、控制规律的选择uu在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称分、微分控制，简称分、微分控制，简称分、微分控制，简称PIDPIDPIDPID控制，又称控制，又称控制，又称控制，又称PI
79、DPIDPIDPID调节。调节。调节。调节。uuPIDPIDPIDPID控制器问世至今已有近控制器问世至今已有近控制器问世至今已有近控制器问世至今已有近70707070年历史，它以其结构简单、稳定性年历史，它以其结构简单、稳定性年历史，它以其结构简单、稳定性年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。uu被控对象、执行器、测量变送器合在一起称为被控对象、执行器、测量变送器合在一起称为被控对象、执行器、测
80、量变送器合在一起称为被控对象、执行器、测量变送器合在一起称为广义对象广义对象。WC（S）WV（S）WO（S）Wm(S)X（S）+-E（S）Y（S）Z（S）F（S）uu在广义对象已经确定不能任意改变的情况下，只能通过控制在广义对象已经确定不能任意改变的情况下，只能通过控制在广义对象已经确定不能任意改变的情况下，只能通过控制在广义对象已经确定不能任意改变的情况下，只能通过控制规律的选择来提高系统的控制质量。规律的选择来提高系统的控制质量。规律的选择来提高系统的控制质量。规律的选择来提高系统的控制质量。广义对象广义对象广义对象广义对象4040n n 1. 1. 1. 1.根据根据根据根据 比值选择控
81、制规律比值选择控制规律比值选择控制规律比值选择控制规律 l l经验表明：经验表明：经验表明：经验表明： 时，选用时，选用时，选用时，选用P P P P或或或或PIPIPIPI控制规律；控制规律；控制规律；控制规律； 时，选用时，选用时，选用时，选用PIPIPIPI或或或或PIDPIDPIDPID控制规律；控制规律；控制规律；控制规律； 时，单回路反馈控制系统已不能满足控制要求，时，单回路反馈控制系统已不能满足控制要求，时，单回路反馈控制系统已不能满足控制要求，时，单回路反馈控制系统已不能满足控制要求， 应根据具体情况，采用其他控制方式。应根据具体情况，采用其他控制方式。应根据具体情况，采用其他
82、控制方式。应根据具体情况，采用其他控制方式。l l当已知过程的数学模型，并可用当已知过程的数学模型，并可用当已知过程的数学模型，并可用当已知过程的数学模型，并可用 近似描述时，可近似描述时，可近似描述时，可近似描述时，可根据根据根据根据滞后时间滞后时间滞后时间滞后时间0 0 0 0与时间常数与时间常数与时间常数与时间常数T T T T0 0 0 0之比之比之比之比来选取控制器的控制规律。来选取控制器的控制规律。来选取控制器的控制规律。来选取控制器的控制规律。4141适用于过程容量滞后较大的场合。适用于过程容量滞后较大的场合。适用于过程容量滞后较大的场合。适用于过程容量滞后较大的场合。对于滞后很
83、小和扰动作用频繁的系统，应尽可能避免使用微分作用，对于滞后很小和扰动作用频繁的系统，应尽可能避免使用微分作用，对于滞后很小和扰动作用频繁的系统，应尽可能避免使用微分作用，对于滞后很小和扰动作用频繁的系统，应尽可能避免使用微分作用，避免系统的震荡和失控。避免系统的震荡和失控。避免系统的震荡和失控。避免系统的震荡和失控。n n 2. 2. 2. 2.根据根据过程特性选择控制规律根据根据过程特性选择控制规律根据根据过程特性选择控制规律根据根据过程特性选择控制规律 l l若过程的数学模型比较复杂或无法准确建模时，可以根据若过程的数学模型比较复杂或无法准确建模时，可以根据若过程的数学模型比较复杂或无法准
84、确建模时，可以根据若过程的数学模型比较复杂或无法准确建模时，可以根据不同控不同控不同控不同控制规律适用于不同的过程特性再结合工艺要求制规律适用于不同的过程特性再结合工艺要求制规律适用于不同的过程特性再结合工艺要求制规律适用于不同的过程特性再结合工艺要求来选择。来选择。来选择。来选择。 P P P P：克服干扰能力强，控制及时，简单、调整方便：克服干扰能力强，控制及时，简单、调整方便：克服干扰能力强，控制及时，简单、调整方便：克服干扰能力强，控制及时，简单、调整方便 但存在余差但存在余差但存在余差但存在余差适用于控制通道滞后较小，时间常数不太大，适用于控制通道滞后较小，时间常数不太大，适用于控制
85、通道滞后较小，时间常数不太大，适用于控制通道滞后较小，时间常数不太大， 扰动幅度较小，扰动幅度较小，扰动幅度较小，扰动幅度较小，负荷变化不大，控制质量要求不高，允许有余差的场合。负荷变化不大，控制质量要求不高，允许有余差的场合。负荷变化不大，控制质量要求不高，允许有余差的场合。负荷变化不大，控制质量要求不高，允许有余差的场合。如如如如贮罐液位贮罐液位贮罐液位贮罐液位、和、和、和、和不太重要的蒸汽压力不太重要的蒸汽压力不太重要的蒸汽压力不太重要的蒸汽压力的控制等。的控制等。的控制等。的控制等。 PI PI PI PI：引入积分作用能消除余差。：引入积分作用能消除余差。：引入积分作用能消除余差。：
86、引入积分作用能消除余差。适用于控制通道滞后小，负荷变化不太大，适用于控制通道滞后小，负荷变化不太大，适用于控制通道滞后小，负荷变化不太大，适用于控制通道滞后小，负荷变化不太大，工艺上不允许有余差的场合，如流量或压力的控制。工艺上不允许有余差的场合，如流量或压力的控制。工艺上不允许有余差的场合，如流量或压力的控制。工艺上不允许有余差的场合，如流量或压力的控制。 PD PD PD PD：引入了微分，会有：引入了微分，会有：引入了微分，会有：引入了微分，会有“ “超前超前超前超前” ”控制作用，能使系统的稳定控制作用，能使系统的稳定控制作用，能使系统的稳定控制作用，能使系统的稳定 性增加，最大偏差和
87、余差减小，加快了控制过程，性增加，最大偏差和余差减小，加快了控制过程，性增加，最大偏差和余差减小，加快了控制过程，性增加，最大偏差和余差减小，加快了控制过程， 改善了控制质量。改善了控制质量。改善了控制质量。改善了控制质量。4242 PIDPIDPIDPID：PIPIPIPI作用消除了余差，但是降低了响应速度。作用消除了余差，但是降低了响应速度。作用消除了余差，但是降低了响应速度。作用消除了余差，但是降低了响应速度。 对多容过程，响应过程本身就很缓慢，仅采用对多容过程，响应过程本身就很缓慢，仅采用对多容过程，响应过程本身就很缓慢，仅采用对多容过程，响应过程本身就很缓慢，仅采用PIPIPIPI作
88、用会更缓慢。作用会更缓慢。作用会更缓慢。作用会更缓慢。 加入微分加入微分加入微分加入微分“ “超前超前超前超前” ”作用，来补偿容量滞后，提高响应速度作用，来补偿容量滞后，提高响应速度作用，来补偿容量滞后，提高响应速度作用，来补偿容量滞后，提高响应速度适用于容量滞后大、负荷变化大、控制质量要求较高的场合；适用于容量滞后大、负荷变化大、控制质量要求较高的场合；适用于容量滞后大、负荷变化大、控制质量要求较高的场合；适用于容量滞后大、负荷变化大、控制质量要求较高的场合；温度和成分分析等属于缓慢和多容过程，常采用温度和成分分析等属于缓慢和多容过程，常采用温度和成分分析等属于缓慢和多容过程，常采用温度和
89、成分分析等属于缓慢和多容过程，常采用PIDPIDPIDPID控制控制控制控制. . . .l lPIDPIDPIDPID控制作用最佳，但并不意味任何情况下采用控制作用最佳，但并不意味任何情况下采用控制作用最佳，但并不意味任何情况下采用控制作用最佳，但并不意味任何情况下采用PIDPIDPIDPID三种作用调节三种作用调节三种作用调节三种作用调节都是最好的：都是最好的：都是最好的：都是最好的： 引入引入引入引入I I I I作用消除余差，但降低了系统的响应速度作用消除余差，但降低了系统的响应速度作用消除余差，但降低了系统的响应速度作用消除余差，但降低了系统的响应速度 引入引入引入引入D D D D
90、作用作用作用作用“ “超前超前超前超前” ”控制，但对纯滞后无效。且对于滞后控制，但对纯滞后无效。且对于滞后控制，但对纯滞后无效。且对于滞后控制，但对纯滞后无效。且对于滞后 小，干扰频繁的系统尽可能避免微分作用，避免震荡。小，干扰频繁的系统尽可能避免微分作用，避免震荡。小，干扰频繁的系统尽可能避免微分作用，避免震荡。小，干扰频繁的系统尽可能避免微分作用，避免震荡。l l选择什么样动作规律的调节器与具体的被控对象相匹配，是个复选择什么样动作规律的调节器与具体的被控对象相匹配，是个复选择什么样动作规律的调节器与具体的被控对象相匹配，是个复选择什么样动作规律的调节器与具体的被控对象相匹配，是个复杂的
91、问题杂的问题杂的问题杂的问题 l l综合考虑对象特性、负荷变化、主要扰动、系统控制指标等具体综合考虑对象特性、负荷变化、主要扰动、系统控制指标等具体综合考虑对象特性、负荷变化、主要扰动、系统控制指标等具体综合考虑对象特性、负荷变化、主要扰动、系统控制指标等具体情况，同时考虑系统的经济性及系统投入运行的方便等。情况，同时考虑系统的经济性及系统投入运行的方便等。情况，同时考虑系统的经济性及系统投入运行的方便等。情况，同时考虑系统的经济性及系统投入运行的方便等。 4343二、控制器正、反作用的选择二、控制器正、反作用的选择uu1.1.1.1.控制器有正、反作用的原因：保证系统正常运行和安全操作控制器
92、有正、反作用的原因：保证系统正常运行和安全操作控制器有正、反作用的原因：保证系统正常运行和安全操作控制器有正、反作用的原因：保证系统正常运行和安全操作 控制系统运行的必要条件：闭环回路构成控制系统运行的必要条件：闭环回路构成控制系统运行的必要条件：闭环回路构成控制系统运行的必要条件：闭环回路构成负反馈负反馈 被控量增加，控制作用使之降低被控量增加，控制作用使之降低被控量增加，控制作用使之降低被控量增加，控制作用使之降低 偏低，偏低，偏低，偏低， 增加增加增加增加 控制系统中，控制器、被控对象、测量元件及执行器都有控制系统中，控制器、被控对象、测量元件及执行器都有控制系统中，控制器、被控对象、测
93、量元件及执行器都有控制系统中，控制器、被控对象、测量元件及执行器都有 各自的作用方向。各自的作用方向。各自的作用方向。各自的作用方向。 若组合不当，构成正反馈，破坏生产过程的稳定性若组合不当，构成正反馈，破坏生产过程的稳定性若组合不当，构成正反馈，破坏生产过程的稳定性若组合不当，构成正反馈，破坏生产过程的稳定性 系统投运前，必须注意各环节的作用方向，保证系统形成负反馈系统投运前，必须注意各环节的作用方向，保证系统形成负反馈系统投运前，必须注意各环节的作用方向，保证系统形成负反馈系统投运前，必须注意各环节的作用方向，保证系统形成负反馈4444uu2.2.2.2.各环节的正、反作用方向的定义：各环
94、节的正、反作用方向的定义：各环节的正、反作用方向的定义：各环节的正、反作用方向的定义： 执行器：执行器：执行器：执行器： 气开式调节阀：正作用，气开式调节阀：正作用，气开式调节阀：正作用，气开式调节阀：正作用， 其静态放大系数其静态放大系数其静态放大系数其静态放大系数KvKvKvKv取正；取正；取正；取正； 气关式调节阀：反作用，气关式调节阀：反作用，气关式调节阀：反作用，气关式调节阀：反作用， 其静态放大系数其静态放大系数其静态放大系数其静态放大系数KvKvKvKv取负；取负；取负；取负； 变送器：一般为正作用，其静态放大系数变送器：一般为正作用，其静态放大系数变送器：一般为正作用，其静态放
95、大系数变送器：一般为正作用，其静态放大系数KmKmKmKm取正；取正；取正；取正； 被控过程：正作用：控制量增加（减小）时，被控量增加（减被控过程：正作用：控制量增加（减小）时，被控量增加（减被控过程：正作用：控制量增加（减小）时，被控量增加（减被控过程：正作用：控制量增加（减小）时，被控量增加（减 小），其静态放大系数小），其静态放大系数小），其静态放大系数小），其静态放大系数KoKoKoKo取正；取正；取正；取正； 反作用：控制量增加（减小）时，被控量减小（增反作用：控制量增加（减小）时，被控量减小（增反作用：控制量增加（减小）时，被控量减小（增反作用：控制量增加（减小）时，被控量减小（增
96、 加），其静态放大系数加），其静态放大系数加），其静态放大系数加），其静态放大系数KoKoKoKo取正；取正；取正；取正； 调节器：正作用：测量值增加时，调节器的输出亦增加，调节器：正作用：测量值增加时，调节器的输出亦增加，调节器：正作用：测量值增加时，调节器的输出亦增加，调节器：正作用：测量值增加时，调节器的输出亦增加， 其静态放大系数其静态放大系数其静态放大系数其静态放大系数KcKc取负取负； 反作用：测量值增加时，调节器的输出减小，反作用：测量值增加时，调节器的输出减小，反作用：测量值增加时，调节器的输出减小，反作用：测量值增加时，调节器的输出减小， 其静态放大系数其静态放大系数其静态放
97、大系数其静态放大系数KcKc取正取正；l 过程控制系统要能正常工作，则该系统的各个环节的极性过程控制系统要能正常工作，则该系统的各个环节的极性( (可用其可用其静态放大系数表示静态放大系数表示) )相乘必须为正相乘必须为正。l 变送器的静态放大系数变送器的静态放大系数KmKm通常为正极性，故只需调节器通常为正极性，故只需调节器KcKc、调节阀、调节阀KvKv和过程的和过程的KoKo极性相乘起来必须为正即可。极性相乘起来必须为正即可。4545uu3.3.3.3.控制器的正、反作用确定的过程控制器的正、反作用确定的过程控制器的正、反作用确定的过程控制器的正、反作用确定的过程 首先首先首先首先根据生
98、产工艺安全等原则确定调节阀的气开气关形式；根据生产工艺安全等原则确定调节阀的气开气关形式；根据生产工艺安全等原则确定调节阀的气开气关形式；根据生产工艺安全等原则确定调节阀的气开气关形式； 然后然后然后然后按被控过程特性，确定其正、反作用；按被控过程特性，确定其正、反作用；按被控过程特性，确定其正、反作用；按被控过程特性，确定其正、反作用； 最后最后最后最后根据上述组成该系统的开环传递函数各环节的静态放大系数根据上述组成该系统的开环传递函数各环节的静态放大系数根据上述组成该系统的开环传递函数各环节的静态放大系数根据上述组成该系统的开环传递函数各环节的静态放大系数极性相乘必须为正的原则来确定调节器
99、的正、反作用方式。极性相乘必须为正的原则来确定调节器的正、反作用方式。极性相乘必须为正的原则来确定调节器的正、反作用方式。极性相乘必须为正的原则来确定调节器的正、反作用方式。 验证验证验证验证uu实例实例实例实例1 1 1 1：要求故障时物料不能烧焦，加热炉不能烧坏要求故障时物料不能烧焦，加热炉不能烧坏要求故障时物料不能烧焦，加热炉不能烧坏要求故障时物料不能烧焦，加热炉不能烧坏uu实例实例实例实例2 2 2 2：要求故障时阀门自动关闭，避免物料流走浪费要求故障时阀门自动关闭，避免物料流走浪费要求故障时阀门自动关闭，避免物料流走浪费要求故障时阀门自动关闭，避免物料流走浪费4646uu4.4.4.
100、4.控制器的正、反作用确定的另一种方法控制器的正、反作用确定的另一种方法控制器的正、反作用确定的另一种方法控制器的正、反作用确定的另一种方法 首先首先首先首先根据生产工艺安全等原则确定调节阀的气开气关形式；根据生产工艺安全等原则确定调节阀的气开气关形式；根据生产工艺安全等原则确定调节阀的气开气关形式；根据生产工艺安全等原则确定调节阀的气开气关形式； 其后其后其后其后按被控过程特性，确定其正、反作用；按被控过程特性，确定其正、反作用；按被控过程特性，确定其正、反作用；按被控过程特性，确定其正、反作用； 然后然后然后然后确定广义对象的正、反作用方式：确定广义对象的正、反作用方式：确定广义对象的正、
101、反作用方式：确定广义对象的正、反作用方式： 执行器、被控过程执行器、被控过程 作用方向一致，广义对象为正作用作用方向一致，广义对象为正作用 执行器、被控过程执行器、被控过程 作用方向相反，广义对象为反作用作用方向相反，广义对象为反作用 最后根据广义对象的正、反作用方式最后根据广义对象的正、反作用方式最后根据广义对象的正、反作用方式最后根据广义对象的正、反作用方式 确定调节器的正、反作用方式。确定调节器的正、反作用方式。确定调节器的正、反作用方式。确定调节器的正、反作用方式。广义对象为正作用，控制器为反作用广义对象为正作用，控制器为反作用广义对象为反作用，控制器为正作用广义对象为反作用，控制器为
102、正作用4747小结小结 方案设计是系统设计的核心方案设计是系统设计的核心方案设计是系统设计的核心方案设计是系统设计的核心. . . . 内容主要包括：根据生产工艺要求合理选择系统性能指标，内容主要包括：根据生产工艺要求合理选择系统性能指标，内容主要包括：根据生产工艺要求合理选择系统性能指标，内容主要包括：根据生产工艺要求合理选择系统性能指标， 合理选择被控参数，控制参数，控制规律，兼顾被控参数合理选择被控参数，控制参数，控制规律，兼顾被控参数合理选择被控参数，控制参数，控制规律，兼顾被控参数合理选择被控参数，控制参数，控制规律，兼顾被控参数 的测量与变送、执行器的选择等。的测量与变送、执行器的选择等。的测量与变送、执行器的选择等。的测量与变送、执行器的选择等。 被控量选择原则被控量选择原则被控量选择原则被控量选择原则 控制量选择原则控制量选择原则控制量选择原则控制量选择原则 测量变送环节的影响测量变送环节的影响测量变送环节的影响测量变送环节的影响 执行器选择主要包含哪些方执行器选择主要包含哪些方执行器选择主要包含哪些方执行器选择主要包含哪些方面面面面 控制规律及控制器正、反作用的选择控制规律及控制器正、反作用的选择控制规律及控制器正、反作用的选择控制规律及控制器正、反作用的选择4848
