比值控制系统.pptx

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1、过程控制系统比值控制系统方法的产生在现代工业生产过程中，要求两种或多种物料流量成一定的比例关系：一旦比例失调，会影响生产的正常进行，影响产品的质量，浪费劳动力，造成环境的污染，甚至产生生产事故。如：1、燃烧过程：燃料与空气要保持一定的比例，才能满足生产和环保的要求。2、造纸过程：浓纸浆与水要以一定比例混合，才能制造出合格纸浆。3、不少化学反应过程，多个进料要保持一定比例。4、制药生产中要求药物和注入剂按比例混合。5、水泥配料系统……基本概念与原理比值控制中，需要保持比例的两种物料：处于主导地位的称为主动量（主流量），通常用F1表示，如燃烧中的燃料量。另一种物料

2、称为从动量（副流量），用F2表示，如燃烧比值系统中的空气量。比值系统要实现：F2/F1=kK为从动量与主动量的比值。比值控制系统：凡是用来实现两个或两个以上的物料按一定比例关系控制以达到某种控制目的的控制系统。比值系统是按功能来命名的。主动量F1，从动量F2，比值F2/F1=k常用的比值系统有：开环比值控制系统单闭环比值控制系统双闭环比值控制系统变化值控制系统1、开环比值控制系统两种物料的比值关系很难保证不变。对流量的波动无法克服，比值精度较低，在实际生产上很少采用。适用场合：适用于副流量较平稳且比值关系要求不高的场合。2、单闭环比值控制系统单闭环比值系统是为

3、了克服开环比值系统的存在的不足，在开环系统的基础上，增加一个副流量的闭环控制系统。即实现副流量跟随主流量的变化而变化，又可克服副流量本身干扰对比值的影响。两种控制方式该系统存在的问题：1、由于主流量不受控制，所以总物料量不固定，不适合负荷变化幅度大的场合。2、无法保证动态比值。单闭环比值控制系统与串级控制系统的区别：单闭环比值控制系统的主流量相当于串级控制系统的主参数，而主流量没有构成闭环系统，F2的变化并不影响到F1。3、双闭环比值控制系统主流量回路：克服流量扰动，实现定值控制。副流量回路：抑制副回路的扰动，使副流量与主流量成比值关系。优点：1、克服单闭环比

4、值控制系统主流量不受控，生产负荷在较大范围内波动不足，故增设了主流量控制回路，克服主流量干扰的影响。2、实现精确的流量比值关系，确保两物料总量基本保持不变。3、提降负荷比较方便，只需缓慢主流量控制器的给定，就可以担降主流量，副流量自动跟踪提降，并保持比值不变。存在问题：需要防止共振的产生。4、变比值控制系统定义：按照一定的工艺指标自行修正比值系数的变化值控制系统，比称为串级比值控制系统。注意：第三参数必须可连续的测量变送，否则系统将无法实施。两种方案氧化炉温度对氨气/空气串级比值控制系统串级和比值控制组合的系统比值系数的计算1、采用线性流量检测单元情况对于不同

5、信号制的仪表，在非线性测量情况下比值系数的计算式是一样的；比值系数只一要实现的两物料流量比和所选用的测量仪表量程有关，与实际流量无关。应注意下列问题：1、采用线性流量检测单元情况时，只有在亦F1max=F2max的场合，k=K。在同样的比值k下，通过调整F1max,F2max可以改变比值。2、采用电动和气动仪表时，乘法器输入的比值电流或气压和相除方案中比值控制器设定电流或气压可按下列公式计算：一般标准公式：输入信号=仪表量程范围×K+零点3、在采用相乘的方案中，采用分流器、加法器等仪表可直接设置仪表比值系数K。4、在采用相除的方案中，如果计算所得的仪表比值系

6、数K大于1，则除法器的输入信号更换，即主动量信号作为被除数信号，从动量信号作为除数信号。2、采用差压变送器（非线性检测变送环节）此时，主动量与从动量的输出值（无量纲）分别为（F1/F1MAX）,(F2/F2MAX)2该比值系数只与变送器的量程和所要求从动量与主动量的对应比例关系有关，与变送器的电气点无关。比值系数计算示例合成氨一段转化反应中，为保证甲烷的转化率，需保持甲烷、蒸汽和空气三者的比值为1:3:1.4。流量测量都采用节流装置和差压变送器，未装开方器，其中，蒸汽最大流量为31100m3/h；天然气最大流量为11000m3/h；空气最大流量为14000m3

7、/h；采用相乘和相除方案，确定各差压变送器的量程，仪表比值系数K1和K2，乘法器和除法器输入电流Ik1和Ik2。从仪表精确度考虑，流量仪表测量范围分为十挡：1、1.25、1.6、2、2.5、3.2、4、5、6.3、8×10n（n为整数）。根据题意，各差压变送器的量程应选择为：Fsmax=32000m3/h；Fhmax=12500m3/h；Famax=16000m3/h；采用蒸汽作为主动量Fs，天然气Fh和空气Fa为从动量。防止水碳比过低造成析碳。工艺比值系数为：k1=；k2=。因采用非线性检测变送环节，仪表比值系数的计算公式为：即；假设采用电动III型仪表，

8、则乘法器输入电流（即恒流给定器输出）和