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《过程控制系统第4章-选择、均匀、分程课件.ppt》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、第4章其它控制系统均匀控制系统一﹑均匀控制的目的和要求在连续生产过程中,前一设备的出料往往是后一设备的进料,且随生产的进一步强化,前后生产过程的联系更加紧密,此时设计自动控制系统应从全局考虑.例如,用精馏方法分离多组分的混合物时,总是几个塔串联运行;在石油裂解气深冷分离的乙稀装置中,前后串联了八个塔进行连续生产.为保证这些相互串联的塔能正常地连续生产,每一个塔都要求进入塔的流量保持在一定的范围内,同时也要求塔底液位不能过高或过低.下图表示两个串联的精馏塔独立设置控制系统.两个独立甲塔乙塔运行的单回路液位控制系统和流量控制系统工作时是相互矛盾的.为解决矛盾,可在
2、两塔之间增设中间缓冲容器来克服,但这增加了投资且对于某些生产连续性很强的过程又不允许中间储存的时间过长,因此还需从自动化方案的设计上寻求解决的方法.均匀控制就是一种解决方案.均匀控制系统把液位﹑流量统一在一个控制系甲塔统中,如左图所示.所谓均匀控制系统是指两个工艺参数在规定范围内能缓慢地﹑均匀地变化,使前后设备在物料供求上相互兼顾﹑均匀协调的系统.均匀控制的特点是表征前后供求矛盾的两个参数各自允许在规定范围内缓慢地变化.二﹑均匀控制系统的结构方案下图即为液位和流量的简单均匀控制系统的例子.甲塔从系统结构形式上看,它与单回路液位定值控制系统一样,但两者控制目的不
3、同,所以在控制器的参数整定上也不同.下面分三种情况说明.第一种情况,控制器的较大,即控制作用较强,在干扰作用下液位偏离给定值时,控制器给出强有力的控制作用,使液位迅速回到给定值,且余差很小,但流量发生较大的波动.如右图所示.第二种情况,控制器的很小,即控制作用很弱,当干扰使液位大幅波动时,阀门开度基本不变,则流量的波动就很小.如下左图所示.第三种情况,控制器的取值适当,使控制作用较为温和,在干扰作用下,液位和流量均在各自允许的范围内缓慢变化,如上右图所示.通常,简单均匀方案中的控制器采用纯比例控制,且比例度较大,一般大于100%,当需采用PI控制时,应使积分弱
4、些,即积分时间常数整定的大些.简单均匀控制系统的最大优点是结构简单,投运方便,成本低廉.但当前后设备的压力变化较大时,尽管控制阀的开度不变,输出流量也会发生变化,所以它适用于干扰不大,要求不高的场合.此外,在液位对象的自衡能力较强时,均匀控制的效果也较差.三﹑控制器的参数整定均匀控制方案中的控制器可选P或PI控制作用,一般不选用微分作用.控制器的比例度要大,积分时间要长,即控制力度要小些,以突出一个“慢”字.简单均匀控制系统在结构上与单回路控制系统相同,因此控制器参数整定的方法与单回路控制系统一样.比值控制系统一﹑基本概念在化工﹑炼油及其它工业生产过程中,工艺
5、上常需要两种或两种以上的物料保持一定的比例关系,比例一旦失调,将影响生产或造成事故.例如,在造纸生产过程中,浓纸浆和水按一定的比例混合,才能制造出一定浓度的纸浆,显然这个流量比和产品质量有密切的关系.在重油气化的造气过程中,进入气化炉的氧气和重油流量应保持一定的比例,若氧油比过高,会因炉温过高而使喷嘴和耐火砖烧坏,严重时会引起炉体爆炸;如果氧量过低,则因生成的碳黑增多,发生堵塞现象.实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统,称为比值控制系统.通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统,称之流量比值系统.在需要保持比值关系的两种物料中,必有一种物
6、料处于主导地位,这种物料称之为主物料,表征这种物料的参数叫主动量.由于在生产过程控制中主要是流量比值控制系统,所以主动量也称为主流量,用表示;而另一种物料按主物料进行配比,在控制过程中随主物料而变化,因此称为从物料,表征其特性的参数叫从动量或副流量,用表示.一般情况下,总把生产中主要物料定为主物料.但在有些场合,以不可控物料定为主物料,用改变可控物料即从物料来实现它们之间的比值关系.工艺上要求的比值定义为:在比值控制系统中,从动量随主动量按一定比例变化,故比值控制系统实际上是一种随动系统.二﹑比值控制系统的类型(一)开环比值控制系统开环比值控制系统是最简单的比
7、值控制系统,其系统组成如下图所示.设定值稳态时,,当主物料在某一时刻因干扰作用发生变化时,比值器按对设定值的偏差而动作,按比例发出信号去改变控制阀的开度,使从物料重新与变化后的保持原有的比例关系.其实质是满足控制阀的阀门开度与之间成一定的比例关系.但是,当因其管线两端压力波动而发生变化时,系统不起控制作用,控制阀开度不变,难以保证与的比值关系.开环比值控制系统结构简单,只能适用于副流量较平稳且比值要求不高的场合.开环比值控制系统的方框图如下所示.(二)单闭环比值控制系统下图是一单闭环比值控制系统的实例.控制阀设定值比值器流量变送器洗涤塔含乙腈的丁稀馏分含乙腈的
8、洗涤水洗涤水丁稀丁稀洗涤塔的作用是用水
