《回路控制系统》PPT课件

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1、3.1概述3.2被控量与操纵量的选择3.3检测及变送环节的考虑3.4控制阀的选择3.5控制器控制规律及作用方向的选择3.6控制器参数的工程整定3.7控制系统的投运3.8单回路控制系统设计实例1第3章单回路控制系统3.1概述2检测/变送控制器执行器对象实际值期望值SP单回路控制系统单回路（系统）:反馈控制中的最基本系统特点：简单、有效、应用最成熟、最普遍(占85%以上)3TTTCθ蒸汽设定值FTFC设定值LTLC设定值(a)温度控制系统(b)压力控制系统(c)液位控制系统PTPC设定值(d)流量控制系统4系统组成及分析系

2、统组成锅炉汽包水位控制系统蒸汽汽包给水省煤器被控变量：汽包液位过程（被控对象）：锅炉汽包操纵变量：进水流量主要扰动：蒸汽量的变化被控对象（被控过程）、测量变送、控制器、控制阀给水阀锅炉汽包控制过程分析(1)平衡状态：当给水量和蒸汽量均不变的情况下，控制系统处于平衡状态，并将保持这个状态，直到有新的扰动产生。(2)扰动分析：5蒸汽汽包省煤器给水控制器正、反作用控制器应选正作用控制器过程分析正作用控制器气关阀(3)调节过程分析：应选气关阀控制阀选择：63.2被控量和操纵量的选择3.2.1被控量的选择7对生产安全、质量、产量

3、具有决定作用的“关键”的工艺参数在生产现场，绝大多数为直接指标控制被控变量的选择：分两种情况直接可测量直接不可测直接指标控制间接指标控制控制系统的设计目标:使生产过程自动按照预定的目标进行TC载热体如：蒸汽被加热介质换热器TTT给定值工艺上的质量指标：加热炉的被控变量选择经工艺分析，塔顶组份XD与温度TD、压力P存在对应关系塔顶（底）馏出物的组份这些组份往往不能“直接”测量找一个与组份有关的变量进行控制直接指标控制难以实现时选择间接指标控制。被控变量选择原则9有代表性：通常都是比较主要的工艺参数。（反映主要矛盾）独立可

4、控：尽量避免和其他回路的被控变量有关联（耦合)关系。滞后要小：采用直接指标作为被控变量最直接也最有效。当无法获得直接指标信号，或其测量和变送环节滞后很大时，可选择与直接指标有单值对应关系的间接指标作为被控变量。灵敏度高：被控变量应能被测量，并具有足够大的灵敏度。成本要低：选择被控变量时，必须考虑工艺的合理性和仪表产品现状。控制通道干扰通道干扰变量控制变量被控变量被控对象控制通道干扰通道K适当大些小些T适当小些大些τ最好＝0无所谓在诸多影响被控变量的输入中选择一个对被控变量影响显著而且可控性良好的输入作为控制变量（操纵量

5、）后，其它所有未被选中的输入则成了为系统的干扰变量。3.2.2操纵量的选择操纵量是克服扰动影响、使系统重新恢复平稳运行的积极因素，应该遵循快速、有效地克服干扰的原则去选择操纵量。操纵量的选择原则控制变量应是可控的，即工艺上允许调节。控制变量一般应比其他干扰对被控变量的影响更加灵敏。扰动作用点应尽量靠近控制阀或远离检测元件，增大扰动通道的容量滞后，可减少对被控量的影响；操纵量的选择不能单纯从自动控制的角度出发，还必需考虑生产工艺的合理性、经济性。一般说来不宜选择生产负荷作为控制变量11例1：蒸汽被控介质tTTOP

6、例2：加热炉用燃料油加热400度，设计温度控制系统。燃料油成分不可控烟筒抽力不可控原油流量不可控燃料油流量可控原油温度可控炉膛烟气温度可控燃料油雾化不可控……OP影响加热炉出口温度的各种输入因素通道太长时间常数大O3.3检测及变送环节的考虑3.3.1检测及变送环节任务、作用及要求任务:对被控量进行正确测量，并将其转换为标准信号。要求:能正确、及时地反映被控量的状况，提供操作人员判断生产工况和系统进行控制作用的依据。133.3.2检测变送环节特性通常等效为带滞后的一阶惯性特性【理想特性为比例环节】143.3.2选型注意事

7、项应尽量减少其时间常数与滞后时间。15选择快速反应的测量元件，以减小时间常数选择合适的测量点，以减小纯滞后使用微分单元，以克服容量滞后蒸汽被控介质tTTtTTOP3.4控制阀的选择问题：干扰(设定值、负荷或其它因素变化)的存在会破坏系统的正常运行状态，那么用什么办法来克服扰动的影响【请根据系统框图回答】16SP控制阀GV(s)检测与变送器Gm(s)PV对象GP(s)控制器GC(s)单回路控制系统扰动控制阀选择内容流量特性(实际上就是选线性还是对数特性，因为抛物线特性阀通常用的很少，而蝶阀当导通角为0-70o时近似为

8、对数特性)；结构形式；开闭形式；口径计算。17ZXP(ZJHP)型新系列气动薄膜直通单座阀ZAZN型电动双座阀3.3.1控制阀的流量特性选择3.3.1.1选择原则系统稳定运行准则使在生产负荷变动情况下，已整定的控制器的参数值不需改变，而控制系统仍能保持预定的品质指标。系统稳定运行维持方法通过选择适当的控制阀特性来保证【原因：