实现特殊工艺要求的过程控制系统.ppt

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1、第7章实现特殊要求过程控制系统教学目的与要求：1）了解比值控制的工业应用背景，熟悉比值控制系统的结构类型；2）掌握比值控制系统中比值器参数计算方法；3）了解比值控制系统中的非线性补偿、动态补偿以及实施方案等；4）了解均匀控制的特点及设计方法；5）了解分程控制的特点及应用场合；6）了解自动选择性控制的特点及应用场合。讲授内容提要及顺序安排：7.1比值控制系统7.2均匀控制系统7.3分程控制系统7.4主动选择性控制系统教学重点：比值控制系统的结构类型；比值器参数计算方法；非线性补偿、动态补偿以及实施方案等；

2、均匀控制的特点及设计方法；分程控制的特点及应用场合；自动选择性控制的特点及应用场合教学难点：比值器参数计算方法；非线性补偿、动态补偿以及实施方案7.1比值控制系统7.1.1比值控制系统概述比值控制系统就是使一种物料随着另一种物料按一定比例变化的控制系统问题：Q2容易受干扰和非线性的影响而破坏Q1与Q2的比值关系。1、开环比值控制系统2、单闭环比值控制系统问题：这种单闭环比值控制系统可以精确的控制Q1与Q2的比值关系但Q1的值不可控。3、双闭环比值控制系统问题：该控制方案所用仪表较多，投资较高。4、变比值

3、控制系统应该注意:在变比值控制系统中，比值通常只是一种控制手段不是最终目的，而第三参数y(s)往往是产品质量指标。在有些生产过程中，要求两种物料的流量比随第三个工艺参数的要求而变化，也就是比值系数不是固定的而是随工况而变化的，这就是变比值控制。基于除法器的变比值控制实例硝酸生产控制系统氧化炉温度串级－比值控制流程7.1.2比值控制系统的设计如上所述，比值控制是解决不同物料流量之间的比例关系问题。当使用单元组合仪表时，因输入－输出参数均为统一标准信号，所以，比值器参数必须由实际物料流量的比值系数折算成仪表

4、的标准统一信号。以下分两种情况。（1）流量与检测信号呈非线性关系（2）流量与检测信号呈线性关系1、比值器参数的计算说明：当物料流量的比值一定、流量与其检测信号呈平方关系时，比值器的参数与物料流量的实际比值和最大值之比的乘积也呈平方关系。说明：当物料流量的比值一定、流量与其测量信号呈线性关系时，比值器的参数与物料流量的实际比值和最大值之比的乘积也呈线性关系。（3）实例计算已知某流量比值系统采用差压式流量计测量主副流量，其最大量程分别为：工艺要求试计算不加开方器与加开方器后仪表的比值系数K’。不加开方器时:

5、解:加开方器后:2、比值控制系统中的非线性补偿比值控制系统中的非线性特性是指被控过程的静态放大系数随负荷变化而变化的特性，在设计比值控制系统时必须要加以注意。（1）测量变送环节的非线性特性流量与测量信号无论是呈线性关系还是呈非线性关系，其比值系数与负荷的大小无关，均保持其为常数。但是，当流量与测量信号呈非线性关系时对过程的动态特性却是有影响的。其输入－输出关系有：采用DDZ－Ⅲ型仪表将差压信号线性地转换为电流信号：测量变送环节是非线性的，其静态放大系数为：问题：当负荷增大时，调节器的整定参数如果不能随之

6、改变，则系统的运行质量就会下降。（2）非线性补偿为了克服这一不利影响，通常用开方器进行补偿，即在差压变送器后串接一个开方器，使流量与测量信号之间呈现线性关系。差压变送器的输出电流信号与开方器的输出电流信号之间的关系为：测量变送环节和开方器串接后总的静态放大系数为：常量，它已不再受负荷变化的影响3．比值控制系统中的动态补偿在某些特殊的生产工艺中，对比值控制的要求非常高，即不仅在静态工况下要求两种物料流量的比值一定，而且在动态情况下也要求两种物料流量的比值一定。为实现动态比值一定，必须满足动态补偿器的传递函

7、数为注意：由于从动流量总要滞后于主动流量，所以动态补偿器一般应具有超前特性。4．比值控制系统的实现比值控制的具体实现方案有两种:二、把一个流量的测量值乘以比值系数，其乘积作为副调节器的设定值，称为相乘控制方案。在工程上，具体实现比值控制时，通常有比值器、乘法器或除法器等单元仪表可供选用，相当方便。一、把两个流量的测量值相除，其商作为调节器的反馈值，称为相除控制方案。7.2均控制系统7.2.1均匀控制的提出与特点1．均匀控制的提出均匀控制系统具有使控制量与被控制量均匀缓慢地在一定范围内变化的特殊功能。控制

8、目标：1、稳定塔A的液位解决的方法：增加中间储存容器2、稳定塔B的进料流量解决的方法：采用均匀控制图示图a图c是普通的单回路控制系统的控制结果，只有图b才体现了均匀控制的思想，即L和F都缓慢波动且都稳定在一定范围内。将液位控制与流量控制统一在一个控制系统中，从系统内部解决两种工艺参数供求之间的矛盾，即使A塔的液位在允许的范围内波动的同时，也使流量平稳缓慢地变化。均匀控制的设计思想：液位控制时前后设备的液位、流量关系2.均匀控制的特点1、结构