常规仪表控制回路的组成

《常规仪表控制回路的组成》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2021/9/191自动控制系统的组成2021/9/192一、自动控制系统的组成2021/9/193石油化工生产过程、必须按规定的工艺参数量值、（温度、压力、流量、液位等）进行稳定操作，但由于种种原因影响、这些数值总会发生一些变化、与工艺参数值发生偏差。为了保持参数的规定值，达到安全、稳定操作，就必须对工艺过程施加一个作用，来消除这种偏差、使参数回到规定值上，这种控制过程就叫生产过程的调节。生产过程的调节2021/9/194主要由四部分组成：即被调节对象、测量元件和变送器，调节器、控制阀，也称单

2、回路控制系统。由于系统结构简单、投资少、易于调整投运，在工业生产中得到了广泛的应用。常用的有温度、压力、流量、液位、成分等控制系统。1、简单控制系统2021/9/195单回路控制原理方块图P72021/9/196被控对象：自动控制系统中，需要调节工艺参数的生产设备或设备的有关部分，简称对象。如石化生产中，各种塔类、反应器热交换器、泵与压缩机及各种容器、储罐等都是常见的调节对象。测量与变送：测量元件是用来感受工艺参数变化的测量仪表。变送器是与测量元件配合，将被测变量转变为一个信号送到调节器去。调节

3、器：能将变送器来的测量信号与给定值（工艺要求的）相比较，按照设定好的运算规律，输出一个信号给执行机构进行调节。2021/9/197调节阀：接受调节器送来的信号值改变阀门的开启度，既接受调节器的操纵，产生调节动作。被控变量y——按照工艺要求，某些参数应该维持在预定的变化幅度之内，如对它们进行调节，它们就叫被调参数。干扰f——在生产过程中，促使被调参数偏离给定值的各种因素，都称干扰，或称为扰动作用。2021/9/198加热炉单回路控制系统2021/9/199调节器将来自变送器的测量信号与给定值相比较

4、后产生的偏差（e=y-r）进行比例、积分、微分（PID）运算，并输出标准统一信号去控制执行机构的动作，以实现对被控变量的自动控制。调节器上通过对三个参数（比例度δ、积分时间TI、微分时间TD）的设置改变控制规律以及控制作用的强弱。（1）若TI为∞，TD为0，积分项和微分项都不起作用，则为纯比例控制。（2）若TD为0，微分项不起作用，则为比例积分控制。（3）若TI为∞，积分项不起作用，则为比例微分控制。二、常规调节器的使用DDZⅢ型调节器2021/9/19101、调节系统的P、I、D特性P比例作用

5、是依据偏差的大小来动作的，在系统中起着稳定被调参数的作用。比例控制规律时，调节器的输出变化量与输入偏差成正比例，在时间上没有延滞。其开环输出特性如图4-1所示。2021/9/19111、调节系统的P、I、D特性比例增益Kc是调节器的输出变量Δu(t)与输入变量e(t)之比。Kc越大，在相同偏差e(t)输入下，输出Δu(t)也越大。因此Kc是衡量比例作用强弱的因素。工业生产上所用的调节器，一般都用比例度δ来表示比例作用的强弱。在电动III型调节器中δ=1/Kc×100%，因此比例度δ与比例增益Kc

6、成反比。δ越小，则Kc越大，比例控制作用就越强；反之，δ越大，则Kc越小，比例控制作用就越弱。2021/9/1912I积分作用是依据偏差是否存在来动作的在系统中起着消除余差的作用。比例积分控制（PI）具有积分控制规律的调节器，其输出信号的大小不仅与偏差信号的大小有关，而且还将取决于偏差存在的时间的长短。在幅度为A的阶跃偏差作用下，积分调节器的开环输出特性如图4-2所示。2021/9/1913积分控制规律在工业生产上很少单独使用，因为它的输出逐步增大，控制作用总是滞后于偏差的存在。因此都是将比例作

7、用与积分作用组合成比例积分控制规律来使用。2021/9/1914比例积分控制规律是比例作用与积分作用的叠加。在阶跃偏差作用下，比例积分调节器的开环输出特性如图4-3所示。当偏差的阶跃幅度为A时，比例输出立即跳变至KcA,尔后积分输出随时间线性增长。在Kc和A确定的情况下，直线的斜率将取决于积分时间TI的大小：TI越大，直线越平坦，说明积分作用越弱；TI越小，直线越陡峭，说明积分作用越强。因而TI是描述积分作用强弱的一个物理量。2021/9/1915D微分作用是依据偏差变化速度来动作的在系统中起着

8、超前调节作用。比例微分控制（PD）微分输出只与偏差的变化速度有关，而与偏差的存在与否无关，即偏差固定不变时，不论其数值有多大，微分作用都无输出。微分控制要与比例控制结合在一起使用。2021/9/1916在阶跃偏差信号（幅度A）的作用下，实际PD调节器开环输出特性参见图4-4。在偏差跳变瞬间，输出跳变幅度为比例输出的KD倍（KD是微分增益），即KDKcA,然后按指数规律下降，当t趋于无穷大时仅有比例输出KcA。因此决定微分作用的强弱有两个因素：一个是开始跳变幅度的倍数，取决于KD，另一个是降下来所