过程控制工程复习.ppt

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1、TC101TT101燃料气按不同的工艺介质选择材质全开流量全开流量一般情况下使用较多的是直通阀、角阀。有关各种阀的结构特点，可查阅相关的参考书。2、材质上分：铸钢、不锈钢、特殊合金或金属、高分子材料，无机材料等因此，在系统设计时应根据工艺要求、介质情况、工作环境，选择相应的结构类型和材质类型。1.5.2控制阀的流量特性1、流量特性（理想流量特性）指流过阀的流量Q与阀杆行程L之的关系无因次化后2．分类线性型对数型（等百分比型）快开型抛物线型控制器参数的整定方法1、经验法2、临界比例度法(Ziegler-Nichols法)3、衰减振荡法4、响应曲线法加热炉温度控制2.1串级控制

2、系统TC101可设计TO与GC的单回路PID控制2.1.1基本原理和结构1、什么是串级控制系统操纵变量：燃料气流量受控变量:物料出口温度分析对象的特性：加热炉内管有数百米长，热容很大，是典型的一阶加纯滞后过程。当输入变化时，输出要延迟一段时间，且变化缓慢若温度不变，T0→Gc的PID控制，则阀的开度不变燃料气阀上游压力波动时，虽阀的开度不变，但流量变化，将影响温度，温度→燃料量的单回路PID对此特定的过程控制不及时，不能满足工艺要求。Gc2(S)Gv(S)主控制器+-串级控制系统方块图Gp2(S)Gp1(S)Gm2(S)Gc1(S)Gm1(S)+-副控制器控制阀副对象主对象u1

3、u2r1y1y2c1c2f1f2内回路为副回路：包括副控制器、控制阀、副受控对象、副变量测量变送器。串级控制系统是由两个控制器的串接组成，一个控制器的输出做为另一个控制器的设定值，两个控制器有各自独立的测量输入，只有一个控制器的给定由外部设定。2、串级控制系统的结构系统框图如下系统由内外两个回路组成：外回路称为主回路：主控制器、副回路、主变量测量变送器、主受控对象主变量：工艺要求的主要控制变量副变量：维持主变量平稳引出的中间变量副对象：反映副变量与操纵变量之间的关系主对象：反映主变量与副变量之间的关系主控制器：接受主变量的偏差，去改变副控制器的设定值副控制器：接受副变量的偏差，去输

4、出给控制阀。FC101TC101系统的特点：主控制器输出改变副控制器的设定值，故副回路构成的是随动系统，设定值是变化的。cTCTC温度对炉膛温度串级Gc2(S)Gv(S)+-Gp2(S)+Gp1(S)+Gm2(S)+Gc1(S)Gm1(S)++-u1u2r1y1y2c1c2f1f2(2)方块图法首先定义各环节的“＋”、“－”凡输入增加输出增大为“＋”，反之为“－”控制阀:输入增大输出也增大为“＋”，气开为“＋”、气关为“－”控制器:由于有比较环节正作用取“－”号；反作用取“＋”号。先决定副控制器，后决定主控制器。Gv为“＋”，Gc2为“＋”，反作用Gv为“－”，Gc2为“－”，正作

5、用串级控制系统主、副控制器正反作用的选择应满足负反馈的控制要求。具体选择步骤如下：1.从安全角度选择控制阀的气开和气关型式（气开型，Kv>0;气关型，Kv<0);2.根据工艺条件确定副被控对象的特性；3.根据副控制回路为负反馈的准则，确定副控制器的正反作用；4.根据工艺条件确定主被控对象的特性；5.根据主控制回路为负反馈的准则，确定主控制器的正反作用。2.1.4系统投运及参数整定1、系统投运原则：保证无扰动切换，先副后主根据经验法初步设置主、副控制器的参数①将主、副控制器切换开关置于手动位置副调节器设外给定，主控制器为内给定；②在满足工艺要求的情况下，工况较平稳时，通过手动，使副调

6、节器的偏差接近于“0”，将副开关由“手动”“自动”。③在工况较平稳的情况下,通过调整主控制器的设定值，使主控制器偏差为“0”，将主控制器开关由“手动”“自动”。2、参数整定原则：先副后主①由于副回路要求不高，可参照经验法一次设置；②主控制器参数整定与单回路类似。(2)如果聚合釜温度不允许过高，否则易发生事故，试确定控制阀的气开/气关型式。下图是一聚合釜温度控制系统：(1)这是一个什么类型的控制系统？试画出其方块图。(3)确定主、副控制器的正/反作用方向。(4)如果冷却水的温度是经常波动的，上述系统应如何改进？(5)如果选择夹套内的水温作为副变量构成串级控制系统，试画出其方块图，并确

7、定主、副控制器的正/反作用方向。压头转速旋转叶轮作用在液体上的离心力离心力压头叶轮与壳体之间有空隙，关闭泵的出口阀时，排量为零，压头最高，泵所做的功热。泵的特性：压头与排量及转速之间的关系经验公式：泵与管路联接在一起，它的排量与压头的关系既与泵的特性有关，也与管路特性有关。比例系数管路特性：指的是管路系统中的流体流量与管路系统阻力之间的关系如图所示管路系统阻力包括：①管路两端静压差引起的压头②流体提升一定高度所需压头③克服管路摩擦损失所需压头hf④控制阀两端的节流压头