1、主編 倪志蓮 龔素文機械工業(yè)出版社過程控制與自動化儀表過程控制與自動化儀表2第六章 過程控制系統(tǒng)掌握簡單控制系統(tǒng)設計方法及參數整定。 了解復雜控制系統(tǒng)的主要類型及適用條件。 掌握典型控制單元的控制方案。 3能分析識別過程控制系統(tǒng)工藝流程圖。124過程控制與自動化儀表36.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制v過程控制系統(tǒng)工藝流程圖過程控制系統(tǒng)工藝流程圖是用圖示的方法把流程是用圖示的方法把流程工業(yè)生產的工藝流程和所需的設備、管道、閥門、工業(yè)生產的工藝流程和所需的設備、管道、閥門、管件、管道附件及儀表控制點表示出來的一種圖管件、管道附件及儀表控制點表示出來的一種圖樣

2、，是設備布置和管道布置設計的依據，也是施樣，是設備布置和管道布置設計的依據，也是施工、操作、運行及檢修的指南。工、操作、運行及檢修的指南。v根據工藝設計的不同階段，工藝流程圖可分為根據工藝設計的不同階段，工藝流程圖可分為工工藝方案流程圖、物料流程圖和施工流程圖藝方案流程圖、物料流程圖和施工流程圖。其中。其中施工流程圖又稱為帶控制點的工藝流程圖。施工流程圖又稱為帶控制點的工藝流程圖。 過程控制與自動化儀表46.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制圖6-1 物料殘液蒸餾處理系統(tǒng)的施工流程圖過程控制與自動化儀表5v6.1.16.1.1識圖基礎識圖基礎v1 1設備的畫法

3、及標注設備的畫法及標注6.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制與自動化儀表6v6.1.16.1.1識圖基礎識圖基礎v各類設備各類設備6.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制與自動化儀表7v6.1.16.1.1識圖基礎識圖基礎v各類設備各類設備6.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制與自動化儀表8v6.1.16.1.1識圖基礎識圖基礎v2 2工藝流程線的畫法及標注工藝流程線的畫法及標注6.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制與自動化儀表9

4、v6.1.16.1.1識圖基礎識圖基礎v2 2工藝流程線的畫法及標注工藝流程線的畫法及標注6.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制與自動化儀表10v6.1.16.1.1識圖基礎識圖基礎v3 3管件的畫法及標注管件的畫法及標注n管道上的管件有閥門、管接頭、三通、四通、法蘭等。這些管件可連通、分流、調節(jié)、切換管道中的流體。 6.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制閘閥閘閥 截止閥截止閥 隔膜閥隔膜閥 三通截止閥三通截止閥 球閥球閥 碟閥碟閥 四通截止閥四通截止閥 四通球閥四通球閥 過程控制與自動化儀表11v6.1.16.1.1

5、識圖基礎識圖基礎v4 4儀表的畫法及標注儀表的畫法及標注6.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制與自動化儀表126.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制v6.1.16.1.1識圖基礎識圖基礎v4 4儀表的畫法及標注儀表的畫法及標注n儀表的位號由字母代號和數字編號兩部分組成，其中字母代號寫在儀表圓圈的上半部，數字編號寫上圓圈的下半部。 過程控制與自動化儀表13字母字母第一位字母第一位字母后繼字母后繼字母被測變量被測變量修飾詞修飾詞功功 能能ACDEFIJKLMPQRSTVWXZ分析分析電導率電導率密度或比重密度或比重電壓電壓

6、流量流量電流電流功率功率時間或時間程序時間或時間程序物位物位水份或濕度水份或濕度壓力或真空壓力或真空數量或件數數量或件數放射性放射性速度或頻率速度或頻率溫度溫度黏度黏度重量或力重量或力未分類參數未分類參數位置位置差差比比掃描掃描積分、累計積分、累計安全安全安全安全報警報警控制（調節(jié)）控制（調節(jié)）檢測元件檢測元件指示指示自動自動-手動操作器手動操作器指示燈指示燈試驗點（接頭）試驗點（接頭）積分、累積積分、累積記錄或打印記錄或打印開關、聯鎖開關、聯鎖變送變送閥、擋板、百葉窗閥、擋板、百葉窗套管套管未分類未分類驅動、執(zhí)行或未分類的終端執(zhí)行機構驅動、執(zhí)行或未分類的終端執(zhí)行機構被測變量和儀表功能的字母代

7、號被測變量和儀表功能的字母代號6.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制與自動化儀表14v脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖舉例右圖是乙烯生產過右圖是乙烯生產過程中脫乙烷塔的工程中脫乙烷塔的工藝管道及控制流程藝管道及控制流程圖圖 舉例舉例6.1 6.1 過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制系統(tǒng)工藝流程圖的繪制過程控制與自動化儀表156.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v6.2.16.2.1簡單控制系統(tǒng)的組成簡單控制系統(tǒng)的組成n簡單控制系統(tǒng)是指由一個測量元件及變送器、一個控制器、個控制閥和一個被控對象所構成的閉環(huán)負反饋的定值系統(tǒng)。過程控制與自動化儀表16液位控制

8、系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v6.2.16.2.1簡單控制系統(tǒng)的組成簡單控制系統(tǒng)的組成過程控制與自動化儀表17v6.2.2 6.2.2 過程控制系統(tǒng)的設計概念過程控制系統(tǒng)的設計概念v準備工作準備工作n首先要求自動控制系統(tǒng)設計人員在掌握較為全面的自動化專業(yè)知識的同時，也要盡可能多地熟悉所要控制的工藝裝置對象；其次，要求自動化專業(yè)技術人員與工藝專業(yè)技術人員進行必要的交流，共同討論確定自動化方案；第三，一定要遵守行業(yè)相關的標準、行規(guī)，按科學合理的程序進行。 6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表186.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v6.2.2 6.2.2

9、 過程控制系統(tǒng)的設計概念過程控制系統(tǒng)的設計概念v1 1設計內容設計內容n1）確定控制方案n2）儀表及裝置的選型 n3）相關工程內容的設計 n4）工程安裝與儀表調試 n5）控制器參數工程整定 過程控制與自動化儀表196.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v6.2.2 6.2.2 過程控制系統(tǒng)的設計概念過程控制系統(tǒng)的設計概念v2 2設計步驟設計步驟n1）初步設計 初步設計的主要目的是上報審批，并為訂貨做準備。n2）施工圖設計 是在項目和方案獲批后，為工程施工提供有關內容詳細的設計資料。n3）設計文件和責任簽字 包括設計、校核、審核、審定、各相關專業(yè)負責人員的會簽等，以嚴格把關，明確責任，保持協(xié)調。n

10、4）參與施工和試車 設計代表應該到現場配合施工，并參加試車和考核。n5）設計回訪 在生產裝置正常運行一段時間后，應去現場了解情況，聽取意見，總結經驗。過程控制與自動化儀表20v6.2.3 6.2.3 簡單控制系統(tǒng)控制方案設計簡單控制系統(tǒng)控制方案設計v簡單控制系統(tǒng)方案設計的主要內容包括：簡單控制系統(tǒng)方案設計的主要內容包括：合理選合理選擇被控參數和控制參數，信息的獲取與變送，控擇被控參數和控制參數，信息的獲取與變送，控制閥的選擇，控制器參數的整定及控制規(guī)律的選制閥的選擇，控制器參數的整定及控制規(guī)律的選取取等方面。等方面。6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表21v6.2.3 6.

11、2.3 簡單控制系統(tǒng)控制方案設計簡單控制系統(tǒng)控制方案設計v1 1被控變量的選擇被控變量的選擇n1）盡量選擇對產品的產量和質量、安全生產、經濟運行和環(huán)境保護具有決定性作用的、可按工藝操作的要求直接測量的工藝參數（如溫度、壓力、流量等）作為被控變量；n2）當不能用直接測量的參數作為被控變量時，可選擇一個與直接參數有單值函數關系、滿足工藝的合理性的間接參數作為被控變量；n3）被控變量必須具有足夠大的靈敏度且線性度好，滯后要小，以利于得到高精度的控制質量；n4）必須考慮工藝流程合理性和自動化儀表及裝置的現狀。6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表22v6.2.3 6.2.3 簡單控制

12、系統(tǒng)控制方案設計簡單控制系統(tǒng)控制方案設計v1 1被控變量的選擇被控變量的選擇精餾過程示意圖精餾過程示意圖11精餾塔；精餾塔；22蒸汽加熱器蒸汽加熱器苯苯- -甲苯溶液的甲苯溶液的T T- -x x圖圖苯苯- -甲苯溶液的甲苯溶液的p p- -x x圖圖舉例舉例6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表23 在精餾塔操作中，壓力往往需要固定。只有將塔操在精餾塔操作中，壓力往往需要固定。只有將塔操作在規(guī)定的壓力下，才易于保證塔的分離純度，保證作在規(guī)定的壓力下，才易于保證塔的分離純度，保證塔的效率和經濟性。塔的效率和經濟性。 在塔壓固定的情況下，精餾塔各層塔板上的壓力在塔壓固定的情況下

13、，精餾塔各層塔板上的壓力基本上是不變的，這樣各層塔板上的溫度與組分之間基本上是不變的，這樣各層塔板上的溫度與組分之間就有一定的單值對應關系。就有一定的單值對應關系。 所選變量有足夠的靈敏度。所選變量有足夠的靈敏度。6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表24v6.2.3 6.2.3 簡單控制系統(tǒng)控制方案設計簡單控制系統(tǒng)控制方案設計v2 2操縱變量的選擇操縱變量的選擇6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng) 在自動控制系統(tǒng)中，把用來克服干擾對被控變量在自動控制系統(tǒng)中，把用來克服干擾對被控變量的影響，實現控制作用的變量稱為操縱變量。的影響，實現控制作用的變量稱為操縱變量。 最常見的操縱

14、變量是介質的流量。最常見的操縱變量是介質的流量。操作變量操作變量系統(tǒng)的干擾系統(tǒng)的干擾通過工藝分析通過工藝分析確定確定過程控制與自動化儀表25v6.2.3 6.2.3 簡單控制系統(tǒng)控制方案設計簡單控制系統(tǒng)控制方案設計v2 2操縱變量的選擇操縱變量的選擇n1）操縱變量必須是工藝上允許調節(jié)的變量。n2）操縱變量應該是系統(tǒng)中所有被控變量的輸入變量中對被控變量影響最大的一個?？刂仆ǖ赖姆糯笙禂礙要盡量大一些，時間常數T要適當小些，滯后時間應盡量小。n3）不宜選擇代表生產負荷的變量作為操縱變量，以免產量受到波動。6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表26舉例舉例精餾塔流程圖如果根據工藝要

15、求，如果根據工藝要求，選擇提餾段某塊塔板選擇提餾段某塊塔板（一般為靈敏板）的溫（一般為靈敏板）的溫度作為被控變量。度作為被控變量。 6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v2 2操縱變量的選擇操縱變量的選擇過程控制與自動化儀表27影響提餾段溫度的各種因素示意圖進料的流量（進料的流量（Q入入）、成分（）、成分（x入入）、溫度（）、溫度（T入入）、回流的流量）、回流的流量（Q回回）、回流液溫度（）、回流液溫度（T回回）、）、加熱蒸汽流量（加熱蒸汽流量（Q蒸蒸）、冷凝器冷）、冷凝器冷卻溫度及塔壓等等。卻溫度及塔壓等等。 6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v2 2操縱變量的選擇操縱變量的選擇過程控制與

16、自動化儀表286.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v 6.2.3 6.2.3 簡單控制系統(tǒng)控制方案設計簡單控制系統(tǒng)控制方案設計v 3 3控制規(guī)律及控制器作用方向的選擇控制規(guī)律及控制器作用方向的選擇n（1）控制規(guī)律的選擇 常見的位式控制有雙位和三位兩種。適用于：滯后較小，負荷變化不大也不劇烈，控制質量要求不高，允許被控變量在一定范圍內波動的場合，如恒溫箱、電阻爐等的溫度控制。00,)0(0,minmaxeepeepp或或過程控制與自動化儀表29簡單控制系統(tǒng)簡化方塊圖 比例控制器是具有比比例控制器是具有比例控制規(guī)律的控制器。例控制規(guī)律的控制器。eKpC%1001CK對于單元組合儀表對于單元組合儀表

17、 控制通道滯后較小、負荷變化不大、工藝上沒有控制通道滯后較小、負荷變化不大、工藝上沒有提出無差要求的系統(tǒng)。提出無差要求的系統(tǒng)。 6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v3 3控制規(guī)律及控制器作用方向的選擇控制規(guī)律及控制器作用方向的選擇n（1）控制規(guī)律的選擇過程控制與自動化儀表30 控制器的輸出與偏差成比例?？刂破鞯妮敵雠c偏差成比例。 當負荷變化時，比例控制器克服干擾能力強、當負荷變化時，比例控制器克服干擾能力強、控制及時、過渡時間短?？刂萍皶r、過渡時間短。 在常用控制規(guī)律中，比例作用是最基本的控制在常用控制規(guī)律中，比例作用是最基本的控制規(guī)律，不加比例作用的控制規(guī)律是很少采用的。規(guī)律，不加比例作用

18、的控制規(guī)律是很少采用的。 純比例控制系統(tǒng)在過渡過程終了時存在余差。純比例控制系統(tǒng)在過渡過程終了時存在余差。負荷變化越大，余差就越大。負荷變化越大，余差就越大。 比例控制器比例控制器6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表31v3 3控制規(guī)律及控制器作用方向的選擇控制規(guī)律及控制器作用方向的選擇n（1）控制規(guī)律的選擇比例積分控制器是具有比例積分控制規(guī)律的控制器。比例積分控制器是具有比例積分控制規(guī)律的控制器。edtTeKpIC1比例放大系數比例放大系數KC（或比例度（或比例度）和積分時間）和積分時間TI?？刂仆ǖ罍筝^小、負荷變化不大、工藝參數控制通道滯后較小、負荷變化不大、工藝參數

19、不允許有余差的系統(tǒng)。不允許有余差的系統(tǒng)。 6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表32 由于在比例作用的基礎上加上積分作用，而積分作由于在比例作用的基礎上加上積分作用，而積分作用的輸出是與偏差的積分成比例，只要偏差存在，控用的輸出是與偏差的積分成比例，只要偏差存在，控制器的輸出就會不斷變化，直至消除偏差為止。制器的輸出就會不斷變化，直至消除偏差為止。 積分作用會使穩(wěn)定性降低，雖然在加積分作用的同積分作用會使穩(wěn)定性降低，雖然在加積分作用的同時，可以通過加大比例度，使穩(wěn)定性基本保持不變，時，可以通過加大比例度，使穩(wěn)定性基本保持不變，但超調量和振蕩周期都相應增大，過渡過程的時間也但超

20、調量和振蕩周期都相應增大，過渡過程的時間也加長。加長。 比例積分控制器比例積分控制器6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表33 比例積分微分控制器是具有比例積分微分控制規(guī)律比例積分微分控制器是具有比例積分微分控制規(guī)律的控制器，常稱為三作用（的控制器，常稱為三作用（PIDPID）控制器。）控制器。 dtdeTedtTeKpDIC1理想的三作用控制器，理想的三作用控制器， 存在存在比例放大系數比例放大系數KC（或比例度（或比例度）、積分時間）、積分時間TI和微和微分時間分時間TD。6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v3 3控制規(guī)律及控制器作用方向的選擇控制規(guī)律及控制器作用方向的

21、選擇n（1）控制規(guī)律的選擇過程控制與自動化儀表34 微分作用使控制器的輸出與輸入偏差的變化速微分作用使控制器的輸出與輸入偏差的變化速度成比例，它對克服對象的滯后有顯著的效果。在度成比例，它對克服對象的滯后有顯著的效果。在比例的基礎上加上微分作用能提高穩(wěn)定性，再加上比例的基礎上加上微分作用能提高穩(wěn)定性，再加上積分作用可以消除余差。所以，適當調整積分作用可以消除余差。所以，適當調整、TI、TD參數，可以使控制系統(tǒng)獲得較高的控制質量。參數，可以使控制系統(tǒng)獲得較高的控制質量。 容量滯后較大、負荷變化大、控制質量要求較容量滯后較大、負荷變化大、控制質量要求較高的系統(tǒng)，應用最普遍的是溫度、成分控制系統(tǒng)。高

22、的系統(tǒng)，應用最普遍的是溫度、成分控制系統(tǒng)。 6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)比例積分微分控制器比例積分微分控制器過程控制與自動化儀表356.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v3 3控制規(guī)律及控制器作用方向的選擇控制規(guī)律及控制器作用方向的選擇n（2）控制器作用方向的選擇 控制器的正反作用是關系到控制系統(tǒng)能否正常運控制器的正反作用是關系到控制系統(tǒng)能否正常運行與安全操作的重要問題。要通過改變控制器的正、行與安全操作的重要問題。要通過改變控制器的正、反作用，以保證整個控制系統(tǒng)是一個具有負反饋的閉反作用，以保證整個控制系統(tǒng)是一個具有負反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。環(huán)系統(tǒng)。 輸入變化后，輸出的變化方向。輸入變化后，

23、輸出的變化方向。 當某個環(huán)節(jié)的輸入增加時，其輸出也增加，當某個環(huán)節(jié)的輸入增加時，其輸出也增加，則稱該環(huán)節(jié)為則稱該環(huán)節(jié)為“正作用正作用”方向。方向。 當環(huán)節(jié)的輸入增加時，輸出減少的稱當環(huán)節(jié)的輸入增加時，輸出減少的稱“反作用反作用”方向。方向。 過程控制與自動化儀表36作用方向一般是作用方向一般是“正正”的。的。作用方向取決于是氣開閥還是氣關閥。作用方向取決于是氣開閥還是氣關閥。作用方向隨具體對象的不同而各不相同。作用方向隨具體對象的不同而各不相同。 當給定值不變，被控變量測量值增加時，控制當給定值不變，被控變量測量值增加時，控制器的輸出也增加，稱為器的輸出也增加，稱為“正作用正作用”方向，或者當

24、測方向，或者當測量值不變，給定值減小時，控制器的輸出增加的稱量值不變，給定值減小時，控制器的輸出增加的稱為為“正作用正作用”方向。反之，如果測量值增加時，控方向。反之，如果測量值增加時，控制器的輸出減小的稱為制器的輸出減小的稱為“反作用反作用”方向。方向。6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v3 3控制規(guī)律及控制器作用方向的選擇控制規(guī)律及控制器作用方向的選擇n（2）控制器作用方向的選擇 過程控制與自動化儀表37一個簡單的加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)。加熱爐加熱爐燃料氣流量燃料氣流量加熱爐出口溫度控制6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表386.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng) 當操

25、縱變量燃料氣流量增加時，被控變量是增加的，當操縱變量燃料氣流量增加時，被控變量是增加的，故對象是故對象是“正正”作用方向。如果從工藝安全條件出發(fā)選定作用方向。如果從工藝安全條件出發(fā)選定執(zhí)行器是氣開閥（停氣時關閉），以免當氣源突然斷氣時，執(zhí)行器是氣開閥（停氣時關閉），以免當氣源突然斷氣時，控制閥大開而燒壞爐子。那么這時執(zhí)行器便是控制閥大開而燒壞爐子。那么這時執(zhí)行器便是“正正”作用作用方向。為了保證由對象、執(zhí)行器與控制器所組成的系統(tǒng)是方向。為了保證由對象、執(zhí)行器與控制器所組成的系統(tǒng)是負反饋的，控制器就應該選為負反饋的，控制器就應該選為“反反”作用。作用。 過程控制與自動化儀表396.26.2簡單控

26、制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表406.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)選擇被控變量 選擇操縱變量 制定系統(tǒng)控制方案 選擇控制器的控制規(guī)律 選擇控制閥 選擇控制器作用方向 過程控制與自動化儀表41v6.2.4 6.2.4 簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定v1 1簡單控制系統(tǒng)的投運簡單控制系統(tǒng)的投運 n（1）投入運行前的準備工作n管線檢查、儀表檢查n設置正反作用方式及PID參數n檢查控制閥的開關形式n聯動實驗 n（2）控制系統(tǒng)的投運 n檢測系統(tǒng)投運n閥門手動遙控 n控制器的投運 6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表42v6.2.4

27、 6.2.4 簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定v2 2控制器參數的工程整定控制器參數的工程整定n理論計算整定法n工程整定法n經驗法n衰減曲線法n臨界比例度法 6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表43v6.2.4 6.2.4 簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定 經驗法經驗法6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)控制控制對象對象對象特征對象特征/%TI/minTD/min流量流量對象時間常數小，參數有波動，對象時間常數小，參數有波動， 要大；要大；TI要短；不用微分要短；不用微分401000.3 1溫度

28、溫度對象容量滯后較大，即參數受干擾候變對象容量滯后較大，即參數受干擾候變化遲緩；化遲緩；應小；應??；TI要長；一般需加微要長；一般需加微分分20 603 100.5 3壓力壓力對象的容量滯后一般，不算大，一般不對象的容量滯后一般，不算大，一般不加微分加微分30 700.4 3液位液位對象時間常數范圍較大。要求不高時，對象時間常數范圍較大。要求不高時，可在一定范圍內選取，一般不用微分可在一定范圍內選取，一般不用微分20 80控制器參數的經驗數據表過程控制與自動化儀表44v6.2.4 6.2.4 簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控

29、制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表45v6.2.4 6.2.4 簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)三種振蕩曲線比較圖比例度過大、積分時間過大時兩種曲線比較圖比例度過小、積分時間過小或比例度過小、積分時間過小或微分時間過大，產生的周期性微分時間過大，產生的周期性激烈振蕩。激烈振蕩。 如果比例度過大或積分時間過如果比例度過大或積分時間過大，過渡過程變化緩慢的情形。大，過渡過程變化緩慢的情形。過程控制與自動化儀表46v6.2.4 6.2.4 簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定6.26.2簡單控制系

30、統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)（2）先按控制器參數的經驗數據表中給出的范圍把）先按控制器參數的經驗數據表中給出的范圍把TI定下來，如要引入微分作用，可取定下來，如要引入微分作用，可取TD(1/31/4)TI，然后對然后對進行湊試，湊試步驟與前一種方法相同。進行湊試，湊試步驟與前一種方法相同。 方法簡單，適用于各種控制系統(tǒng)。方法簡單，適用于各種控制系統(tǒng)。 特別是外界干擾作用頻繁，記錄曲線不規(guī)特別是外界干擾作用頻繁，記錄曲線不規(guī)則的控制系統(tǒng)，采用此法最為合適。則的控制系統(tǒng)，采用此法最為合適。 此法主要是靠經驗，在缺乏實際經驗或過此法主要是靠經驗，在缺乏實際經驗或過渡過程本身較慢時，往往較為費時。渡過程本身較慢時，

31、往往較為費時。 過程控制與自動化儀表47對于同一個系統(tǒng)，不同的人采用經驗湊試法整定，對于同一個系統(tǒng)，不同的人采用經驗湊試法整定，可能得出不同的參數值?？赡艿贸霾煌膮抵?。在一個自動控制系統(tǒng)投運時，控制器的參數必須整在一個自動控制系統(tǒng)投運時，控制器的參數必須整定，才能獲得滿意的控制質量。同時，在生產進行定，才能獲得滿意的控制質量。同時，在生產進行的過程中，如果工藝操作條件改變，或負荷有很大的過程中，如果工藝操作條件改變，或負荷有很大變化，被控對象的特性就要改變，因此，控制器的變化，被控對象的特性就要改變，因此，控制器的參數必須重新整定。參數必須重新整定。 6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)過

32、程控制與自動化儀表48v6.2.4 6.2.4 簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)臨界比例度法臨界比例度法 先通過試驗得到臨界比例度先通過試驗得到臨界比例度k和臨界周期和臨界周期Tk，然后根，然后根據經驗總結出來的關系求出控制器各參數值。據經驗總結出來的關系求出控制器各參數值。 臨界振蕩過程控制作用控制作用比例度比例度/%/%積分時間積分時間TI/min微分時間微分時間TD/min比例比例比例比例+積分積分比例比例+微分微分比例比例+積分積分+微分微分2 k2.2k1.8k1.7k0.85 Tk0.5 Tk0.1 Tk0

33、.125 Tk臨界比例度法參數計算公式表過程控制與自動化儀表496.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)v6.2.4 6.2.4 簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定衰減曲線法衰減曲線法通過使系統(tǒng)產生衰減振蕩來整定控制器的參數值。通過使系統(tǒng)產生衰減振蕩來整定控制器的參數值。41和101衰減振蕩過程控制作用控制作用/%/%TI/minTD/min比例比例s比例比例+ +積分積分1.2s 0.5 TS比例比例+ +積分積分+ +微分微分0.8s 0.3 TS0.1 TS控制作用控制作用/%/%TI/minTD/min比例比例s 比例比例+ +積分積分1.2s 2T升

34、升比例比例+ +積分積分+ +微分微分0.8 s 1.2 T升升0.4T升升41衰減曲線法控制器參數計算表101衰減曲線法控制器參數計算表過程控制與自動化儀表50v6.2.4 6.2.4 簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定簡單控制系統(tǒng)投運和控制器參數工程整定 n參數整定找最佳， 從小到大順序查。n先是比例后積分， 最后再把微分加。n曲線振蕩很頻繁， 比例度盤要放大。n曲線漂浮繞大彎， 比例度盤往小扳。n曲線偏離回復慢， 積分時間往下降。n曲線波動周期長， 積分時間再加長。n曲線振蕩頻率快， 先把微分降下來。n動差大來波動慢， 微分時間應加長。n理想曲線兩個波， 前高后低四比一。n一看二調多分

35、析， 調節(jié)質量不會低。6.26.2簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)整定口決整定口決過程控制與自動化儀表516.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)串級串級控制控制系統(tǒng)系統(tǒng) 均勻均勻控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)比值比值控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)分程分程控制控制系統(tǒng)系統(tǒng) 前饋前饋控制控制系統(tǒng)系統(tǒng) 選擇選擇控制控制系統(tǒng)系統(tǒng) 三沖量三沖量控制系控制系統(tǒng)統(tǒng) 過程控制與自動化儀表52 當對象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁時，可考當對象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁時，可考慮采用串級控制系統(tǒng)。慮采用串級控制系統(tǒng)。舉例舉例說明串級控制系統(tǒng)的結構及其工作原理說明串級控制系統(tǒng)的結構及其工作原理管式加熱爐出口溫度控制系統(tǒng) 可

36、延長爐子壽命，防可延長爐子壽命，防止爐管燒壞；止爐管燒壞； 可保證后面精餾分離可保證后面精餾分離的質量。的質量。 6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表53v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng) 根據原油出口溫度的變化來控制燃料閥門的開度根據原油出口溫度的變化來控制燃料閥門的開度 過程控制與自動化儀表54v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng) 當燃料壓力或燃料本身的熱值變化后，當燃料壓力或燃料本身的熱值變化后，先影響先影響爐膛的溫度

37、，然后通過傳熱過程才能逐漸影響原料爐膛的溫度，然后通過傳熱過程才能逐漸影響原料油的出口溫度，油的出口溫度，這個通道容量滯后很大，時間常數這個通道容量滯后很大，時間常數約約15min左右，反應緩慢，而溫度控制器左右，反應緩慢，而溫度控制器TC是根據是根據原料油的出口溫度與給定值的偏差工作的。所以當原料油的出口溫度與給定值的偏差工作的。所以當干擾作用在對象上后，并不能較快地產生控制作用干擾作用在對象上后，并不能較快地產生控制作用以克服干擾被控變量的影響。當工藝上要求原料油以克服干擾被控變量的影響。當工藝上要求原料油的出口溫度非常嚴格時，為了解決容量滯后問題，的出口溫度非常嚴格時，為了解決容量滯后問

38、題，還需對加熱爐的工藝作進一步分析。還需對加熱爐的工藝作進一步分析。過程控制與自動化儀表55v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng) 管式加熱爐出口溫度串級控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表56v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)典型方塊圖串級控制系統(tǒng)典型方塊圖過程控制與自動化儀表57v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)主變量工藝最終要求控制的被控變量；副變量為穩(wěn)定主變量而引入的輔助變量；主對象表征主變量的生產設備；副對象表征副變量的生產設備；

39、主控制器按主變量與工藝設定值的偏差工作，其輸出作為副控制器的外設定值，在系統(tǒng)中起主導作用；副控制器按副變量與主控制器來的外設定值的偏差工作，其輸出直接操縱控制閥；主測量變送器對主變量進行測量及信號轉換的變送器；副測量變送器對副變量進行測量及信號轉換的變送器；主回路是指由主測量變送器，主、副控制器，執(zhí)行器和主、副對象構成的外回路，又叫主環(huán)或外環(huán)；副回路是指由副測量變送器、副控制器、執(zhí)行器和副對象構成的內回路，又稱副環(huán)或內環(huán)。串級控制系統(tǒng)的組成方塊圖。 過程控制與自動化儀表58v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)F2引起引起2變化，控制器變化，控制

40、器T2C及時進行控制，使其很快穩(wěn)定下來。及時進行控制，使其很快穩(wěn)定下來。如果干擾量小，經過副回路控制后，如果干擾量小，經過副回路控制后，F2一般影響不到溫度一般影響不到溫度1；如；如果干擾量大，其大部分影響為副回路所克服，波及到被控變量溫果干擾量大，其大部分影響為副回路所克服，波及到被控變量溫度度1再由主回路進一步控制，徹底消除干擾的影響，使被控變量再由主回路進一步控制，徹底消除干擾的影響，使被控變量回復到給定值?；貜偷浇o定值。過程控制與自動化儀表59v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)F1變化變化 1 T1C輸出輸出T2C設定值設定值 T2C

41、輸出輸出 恢復給定值恢復給定值 所以，在串級控制系統(tǒng)中，如果干擾作用于主對象，所以，在串級控制系統(tǒng)中，如果干擾作用于主對象，由于副回路的存在，可以及時改變副變量的數值，以達由于副回路的存在，可以及時改變副變量的數值，以達到穩(wěn)定主變量的目的。到穩(wěn)定主變量的目的。 過程控制與自動化儀表60v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)在干擾作用下，主、副變量的變化方向相同。在干擾作用下，主、副變量的變化方向相同。回復設定值副控制器的輸出差值給定值與輸出爐膛溫度主控制器的輸出原料油出口溫度爐膛溫度121212CT過程控制與自動化儀表61v6.3.1 6.3.1

42、 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)主、副變量的變化方向相反，一個增加，另一個減小。主、副變量的變化方向相反，一個增加，另一個減小。副控制器輸出不變，偏差為零時副控制器的測定值主控制器的輸出原料油出口溫度爐膛溫度212,過程控制與自動化儀表62v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)1 1）主回路為定值控制系統(tǒng)，而副回路是隨動控制系統(tǒng)。）主回路為定值控制系統(tǒng)，而副回路是隨動控制系統(tǒng)。2 2）結構上是主、副控制器串聯，主控制器的輸出作為副控制器的）結構上是主、副控制器串聯，主控制器的輸出作為副控制器的外設定，形成主、副兩個回

43、路，系統(tǒng)通過副控制器操縱執(zhí)行器。外設定，形成主、副兩個回路，系統(tǒng)通過副控制器操縱執(zhí)行器。3 3）副回路對象時間常數小，動作迅速，但控制不一定精確，具有）副回路對象時間常數小，動作迅速，但控制不一定精確，具有先調、粗調、快調的特點；主回路對象時間常數大，動作滯后，但主先調、粗調、快調的特點；主回路對象時間常數大，動作滯后，但主控制器能進一步消除副回路沒有克服掉的干擾，具有后調、細調、慢控制器能進一步消除副回路沒有克服掉的干擾，具有后調、細調、慢調的特點。調的特點。4 4）抗擾動能力強，對進入副回路的擾動抑制力更強，控制精度高）抗擾動能力強，對進入副回路的擾動抑制力更強，控制精度高，控制滯后小。因

44、此，它特別適用于溫度對象等滯后大的場合。，控制滯后小。因此，它特別適用于溫度對象等滯后大的場合。過程控制與自動化儀表63v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)n5串級控制系統(tǒng)的控制方案設計n（1）副變量的選擇 串級控制系統(tǒng)中主變量和控制閥的選擇與簡單控制系統(tǒng)的被控變量與控制閥的選用原則相同。副變量的選擇是設計串級控制系統(tǒng)的關鍵，在選擇過程中應考慮以下原則：n1）副回路應包括盡可能多的擾動，尤其是主要的擾動。n2）盡量不要把純滯后環(huán)節(jié)包含在副回路中，以提高副回路的快速抗干擾能力。n3）主、副對象的時間常數不能太接近。副對象的時間常數應小于主對象的時間常數，一般主、副對象的時間常數之比

45、在310之間。6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表64加熱爐出口溫度與燃料油壓力串級控制系統(tǒng) 在本系統(tǒng)中，由于在本系統(tǒng)中，由于選擇了燃料油壓力作為副選擇了燃料油壓力作為副變量變量，副對象的控制通道，副對象的控制通道很短，時間常數很小，因很短，時間常數很小，因此控制作用非常及時，比此控制作用非常及時，比起前面的雙溫度控制方案，起前面的雙溫度控制方案，能更及時有效地克服由于能更及時有效地克服由于燃料油壓力波動對原料油燃料油壓力波動對原料油出口溫度的影響，從而大出口溫度的影響，從而大大提高了控制質量。大提高了控制質量。6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)v6.3.1 6.3.1

46、串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)舉例舉例過程控制與自動化儀表65v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)n5串級控制系統(tǒng)的控制方案設計n（2）主副控制器控制規(guī)律的選擇 6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)控制規(guī)律是根據控制的要求來進行選擇的?？刂埔?guī)律是根據控制的要求來進行選擇的。為了高精度地穩(wěn)定主變量。為了高精度地穩(wěn)定主變量。主控制器通常都選主控制器通常都選用比例積分控制規(guī)律用比例積分控制規(guī)律，以實現主變量的無差控，以實現主變量的無差控制。制。 副變量的給定值是隨主控制器的輸出變化而副變量的給定值是隨主控制器的輸出變化而變化的。變化的。副控制器一般采用比例控制規(guī)律副控制器一般采用比例控制規(guī)律

47、。 過程控制與自動化儀表66v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)n5串級控制系統(tǒng)的控制方案設計n（3）主副控制器的正、反作用方式選擇 6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)1 1）串級控制系統(tǒng)中的副控制器作用方向的選擇：）串級控制系統(tǒng)中的副控制器作用方向的選擇：2 2）串級控制系統(tǒng)中主控制器作用方向的選擇：）串級控制系統(tǒng)中主控制器作用方向的選擇： 當主、副變量增加（減?。r，如果由工藝分析得出，為使主、當主、副變量增加（減?。r，如果由工藝分析得出，為使主、副變量減?。ㄔ黾樱?，要求控制閥的動作方向是一致的時候，主控制副變量減小（增加），要求控制閥的動作方向是一致的時候，主控制器應選

48、器應選“反反”作用；反之，則應選作用；反之，則應選“正正”作用。作用。 根據工藝安全等要求，選定執(zhí)行器的氣開、氣關形式后，根據工藝安全等要求，選定執(zhí)行器的氣開、氣關形式后，按照使副按照使副控制回路成為一個負反饋系統(tǒng)的原則來確定控制回路成為一個負反饋系統(tǒng)的原則來確定。 過程控制與自動化儀表67v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)舉例舉例 主變量主變量1或副變量或副變量2增加時，都要求關小控制閥，增加時，都要求關小控制閥，減少供給的燃料量，才能使減少供給的燃料量，才能使1或或2降下來，所以此時降下來，所以此時主控制器主控制器T1C應確定為反作用方向

49、。應確定為反作用方向。 過程控制與自動化儀表68v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)舉例舉例 被冷卻物料出口溫度為主變量，冷劑流量為副變量。被冷卻物料出口溫度為主變量，冷劑流量為副變量。 分析冷卻器的特性可以知道，當主變量即被冷卻物料出口溫度增加時，分析冷卻器的特性可以知道，當主變量即被冷卻物料出口溫度增加時，需要開大控制閥，而當副變量即冷劑流量增加時，需要關小控制閥，需要開大控制閥，而當副變量即冷劑流量增加時，需要關小控制閥，它們對控制閥動作方向的要求是不一致的，因此主控制器它們對控制閥動作方向的要求是不一致的，因此主控制器TC的作用方的作用

50、方向應選用正作用。向應選用正作用。 過程控制與自動化儀表69v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)n6串級控制系統(tǒng)的參數整定6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)（1 1）兩步整定法）兩步整定法 按照串級控制系統(tǒng)主、副回路的情況，先整定副控制器，后按照串級控制系統(tǒng)主、副回路的情況，先整定副控制器，后整定主控制器的方法。整定主控制器的方法。 1 1）在工況穩(wěn)定，主、副控制器都在純比例作用運行的條件下，將）在工況穩(wěn)定，主、副控制器都在純比例作用運行的條件下，將主控制器的比例度先固定在主控制器的比例度先固定在100100的刻度上，逐漸減小副控制器的的刻度上，逐漸減小副控制器的比例度，求取副

51、回路在滿足某種衰減比（如比例度，求取副回路在滿足某種衰減比（如4141）過渡過程下的副）過渡過程下的副控制器比例度和操作周期，分別用控制器比例度和操作周期，分別用2s和和T2s表示。表示。2 2）在副控制器比例度等于）在副控制器比例度等于2s的條件下，逐步減小主控制器的比例的條件下，逐步減小主控制器的比例度，直至得到同樣衰減比下的過渡過程，記下此時主控制器的比例度，直至得到同樣衰減比下的過渡過程，記下此時主控制器的比例度度1s和操作周期和操作周期T1s。 過程控制與自動化儀表70v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)n6串級控制系統(tǒng)的參數整定6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)3

52、3）根據上面得到的）根據上面得到的1s、T1s、2s、T2s，按下表計算主、副控制器，按下表計算主、副控制器的比例度、積分時間和微分時間。的比例度、積分時間和微分時間。4 4）按）按“先副后主先副后主”、“先比例次積分后微分先比例次積分后微分”的整定規(guī)律，的整定規(guī)律，將計算出的控制器參數加到控制器上。將計算出的控制器參數加到控制器上。5 5）觀察控制過程，適當調整，直到獲得滿意的過渡過程。）觀察控制過程，適當調整，直到獲得滿意的過渡過程。調節(jié)調節(jié)規(guī)律規(guī)律調節(jié)參數調節(jié)參數比例度比例度積分時間積分時間T TI I微分時間微分時間T TD D/min/minP PS SPIPI1.21.2S S0.

53、5 T0.5 TS SPIDPID0.80.8S S0.3 T0.3 TS S0.1 T0.1 TS S過程控制與自動化儀表71v6.3.1 6.3.1 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)n6串級控制系統(tǒng)的參數整定6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)（2 2）一步整定法）一步整定法 根據經驗將副控制器一次放好，不再變動，然后按一根據經驗將副控制器一次放好，不再變動，然后按一般單回路控制系統(tǒng)的整定方法直接整定主控制器參數。般單回路控制系統(tǒng)的整定方法直接整定主控制器參數。 這種整定方法，對于對主變量要求較高，而對副變這種整定方法，對于對主變量要求較高，而對副變量沒有什么要求或要求不嚴，允許它在一定范圍內變化

54、量沒有什么要求或要求不嚴，允許它在一定范圍內變化的串級控制系統(tǒng)，是很有效的。的串級控制系統(tǒng)，是很有效的。 過程控制與自動化儀表72v6.3.2 6.3.2 均勻控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)1.1.均勻控制的目的均勻控制的目的前后精餾塔的供求關系甲塔甲塔: :為了穩(wěn)定操作需保持塔釜為了穩(wěn)定操作需保持塔釜液位穩(wěn)定，必然頻繁地改變塔底液位穩(wěn)定，必然頻繁地改變塔底的排出量。的排出量。 乙塔：從穩(wěn)定操作要求出發(fā)，乙塔：從穩(wěn)定操作要求出發(fā)，希望進料量盡量不變或少變。希望進料量盡量不變或少變。甲、乙兩塔間的供求關系出現甲、乙兩塔間的供求關系出現了矛盾。了矛盾。 為了解決前后工序供

55、求矛盾，達到前后兼顧協(xié)調操作，為了解決前后工序供求矛盾，達到前后兼顧協(xié)調操作，使液位和流量均勻變化，組成的系統(tǒng)稱為均勻控制系統(tǒng)。使液位和流量均勻變化，組成的系統(tǒng)稱為均勻控制系統(tǒng)。過程控制與自動化儀表73v6.3.2 6.3.2 均勻控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)（1 1）兩個變量在控制過程中都應該是緩慢變化的。）兩個變量在控制過程中都應該是緩慢變化的。（2 2）前后互相聯系又互相矛盾的兩個變量應保持在所允許的范圍內波）前后互相聯系又互相矛盾的兩個變量應保持在所允許的范圍內波動。動。 前一設備的液位和后一設備的進料量之關系圖1液位變化曲線；2流量變化曲線過程控制與自動化

56、儀表74v6.3.2 6.3.2 均勻控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)過程控制與自動化儀表75v6.3.36.3.3比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)1 1、概述、概述 實現兩個或兩個以上參數符合一定比例關系的控制實現兩個或兩個以上參數符合一定比例關系的控制系統(tǒng)，稱為系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)。通常為流量比值控制系統(tǒng)。通常為流量比值控制系統(tǒng)。 主物料、主動量（主物料、主動量（Q1 、主流量）、主流量）從物料、從動量（從物料、從動量（Q2 、副流量）、副流量）副流量副流量Q2與主流量與主流量Q1的比值關系為的比值關系為12QQK 過程控制

57、與自動化儀表76v6.3.36.3.3比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)2 2、比值控制系統(tǒng)的類型、比值控制系統(tǒng)的類型單閉環(huán)比值控制單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)方塊圖過程控制與自動化儀表77v6.3.36.3.3比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)2 2、比值控制系統(tǒng)的類型、比值控制系統(tǒng)的類型過程控制與自動化儀表78 它是在單閉環(huán)比值控制的基礎上，它是在單閉環(huán)比值控制的基礎上，增加了主流量增加了主流量控制回路控制回路而構成的。而構成的。 雙閉環(huán)比值控制雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)方塊圖6.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)2 2、比值控制系統(tǒng)的類型、比值控制系統(tǒng)的類

58、型過程控制與自動化儀表796.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)v6.3.36.3.3比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)2 2、比值控制系統(tǒng)的類型、比值控制系統(tǒng)的類型過程控制與自動化儀表806.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)v6.3.36.3.3比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng) 要求兩種物料的比值能要求兩種物料的比值能靈活地隨第三變量的需要而靈活地隨第三變量的需要而加以調整，這樣就出現一種加以調整，這樣就出現一種變比值控制系統(tǒng)變比值控制系統(tǒng)，又稱串級，又稱串級比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)。2 2、比值控制系統(tǒng)的類型、比值控制系統(tǒng)的類型過程控制與自動化儀表81v6.3.46.3.4前饋控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)6.36.3

59、復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)換熱器的反饋控制換熱器的前饋控制反饋控制與前饋控制方塊圖過程控制與自動化儀表826.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)v 6.3.46.3.4前饋控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)n2前饋控制的特點控制形式控制所依據的信號檢測信號控制系統(tǒng)組態(tài)控制作用發(fā)生的時間反饋控制被控變量的偏差大小被控變量閉環(huán)偏差出現之后前饋控制干擾量的大小干擾量開環(huán)偏差出現之前過程控制與自動化儀表836.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)v6.3.46.3.4前饋控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)n3前饋控制的應用場合n1）系統(tǒng)中存在頻繁且幅值大的干擾，這種干擾可測但不可控，對被控變量影響比較大，采用反饋控制難以克服，但工藝上對

60、被控變量的要求又比較嚴格，可以考慮引入前饋回路來改善控制系統(tǒng)的品質。n2）當采用串級控制系統(tǒng)仍不能把主要干擾包含在副回路中時，采用前饋-反饋控制系統(tǒng)，可獲得更好的控制效果。n3）當對象的控制通道滯后大，反饋控制不及時，控制質量差，可采用前饋-反饋控制系統(tǒng)，以提高控制質量。過程控制與自動化儀表846.36.3復雜控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)v6.3.5 6.3.5 其他控制系統(tǒng)其他控制系統(tǒng)n1分程控制系統(tǒng)n分程控制系統(tǒng)是通過將一個控制器的輸出分成若干個信號范圍，每一個信號段分別控制一個控制閥，從而實現一個控制器對多個控制閥的開度控制，從而在較大范圍內控制進入被控對象的能量或原料，實現對被控參數的控制。過