《简单控制系统》ppt课件

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1、第3篇过程控制系统第6章简单控制系统第7章复杂控制系统第8章先进控制系统自动化仪表“化工仪表自动化”1PID如何选择？气开、气关如何选择？第6章简单控制系统须解决的几个问题：操纵变量如何选择？如何选择？如何构成负反馈？测量仪表如何选择？2第6章简单控制系统什么是简单控制系统？简单控制系统，又称为单回路反馈控制系统，是指由一个测量变送器、一个控制器、一个执行器和一个被控对象组成的单回路闭环负反馈控制系统。3例：4例：5小结简单控制系统是按负反馈的原理，根据偏差进行工作的。简单控制系统组成自动化装置各环节的设备数量均为一个，它们与被控对象有机地构成一个闭环系统。

2、简单控制系统特点具有结构简单、工作可靠、所需自动化工具少、投资成本低、便于操作和维护等优点，是目前应用最多也是最为成熟的过程控制系统。6PID如何选择？气开、气关如何选择？操纵变量如何选择？如何选择？如何构成负反馈？问题一：被控变量的选择问题测量仪表如何选择？7被控变量的选择可以遵循下面几个原则：1、能直接反映生产过程产量和质量的工艺参数作为被控变量。8例：苯、甲苯二元精馏系统示意图无浓度传感器苯甲苯被控变量的选择可以遵循下面几个原则：2、当不能用直接参数作为被控变量时，选择与直接参数有单值对应关系的间接参数作为被控变量。9在二元精馏系统中，塔顶易挥发物组分

3、的浓度XD，塔顶温度TD和压力P三者之间有一定关系。当压力恒定时，组分XD和温度TD之间存在单值对应关系。当温度TD恒定时，组分XD和压力P之间也存在单值对应关系。塔压固定有利于生产，所以：选择塔板温度作为间接被控变量。10被控变量的选择可以遵循下面几个原则：3、选择间接参数作为被控变量时，应该具有足够大灵敏度，以便能反映直接指标参数的变化。4、注意控制系统间的关联问题，选择的被控变量应该是独立可调的。解决办法：解耦控制系统11PID参数如何选择？气开、气关如何选择？操纵变量如何选择？如何选择？如何构成负反馈？问题二：操纵变量的选择问题测量仪表如何选择？12

4、选择操纵变量的原则：1．操纵变量必须是可控的。13选择操纵变量的原则：2．操纵变量的选择应充分考虑工艺的合理性和生产的经济性。3．操纵变量一般应比其他干扰对被控变量的影响更加灵敏。（要求调节通道：放大系数K较大，时间常数T较小，纯滞后时间τ越小越好）操纵变量干扰变量14PID如何选择？气开、气关如何选择？操纵变量如何选择？如何选择？如何构成负反馈？问题三：测量仪表如何选择？测量仪表如何选择？15一、测量变送问题对控制质量的影响关键问题：测量变送中的纯滞后问题测量纯滞后是指：被控变量受干扰后，测量环节不能立即检测，而是隔一段时间后才反映出被控变量的变化。造成测

5、量纯滞后的原因有：（1）测量元件安装位置不当，远离被控变量的灵敏变化区；（2）受到工艺条件的限制，无法将测量元件安装在理想的测量点；（3）成分和物性测量仪表本身存在严重的纯滞后；（4）测量信号的传输线路长造成的传递纯滞后；（5）测量仪表的不灵敏也可能引起纯滞后问题。16二、克服测量变送问题的措施1．选择快速测量元件某化工厂有一反应器，如图6-8所示。工艺要求反应温度在给定值的±3℃以内，产品质量符合要求。用时间常数100秒传感器测温，反应温度在±2℃之内，产品总不合格，说明实际温度波动已超出工艺范围。改用时间常数为5秒热电偶测温，反应温度波动仍在±2℃之内，

6、但产品质量符合要求。172．选好检测点位置检测点应选对被控变量变化感受最为灵敏且最有代表性的位置。3．正确使用微分单元若测量滞后大，可串接微分单元。4．正确选择、安装和使用测量装置正确选择、安装和使用可将测量环节的误差减小到最低限度，有利于提高控制精度和质量。18PID如何选择？气开、气关如何选择？操纵变量如何选择？如何选择？如何构成负反馈？问题四：执行器如何选择？测量仪表如何选择？19一、阀流量特性的选择20执行器：为保证加热炉的安全，防止加热炉加热管烧坏，选用气开式。二、执行器开、闭形式的选择气动执行器有气开和气关两种工作方式。在控制系统中，选用气开式还

7、是气关式，主要由具体的生产工艺来决定。例：如图所示加热炉，为保证加热炉的安全，防止加热炉中加热管烧坏。21１．从锅炉安全考虑，防止因给水中断导致锅炉烧坏，应选择２．若考虑锅炉后续透平设备的安全，防止蒸汽带液，应选例：透平设备气关式气开式22执行器：为保护储罐内物料的安全，防止储罐物料全部流走，采用:练习题：气开式23执行器选择几条原则:1、首先要考虑生产的安全。2、有利于保证产品的质量。3、有利于降低原料成本和节能。选择时还需注意两点：1.按照上述原则选择开闭形式可能会得出相互矛盾的结果。在这种情况下，首先考虑生产的安全性。2.由于工艺要求不同，同一个执行器

8、可以有两种不同的选择结果。24PID如何选择？气开、