化工自动控制基础知识

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1、化工自动控制基础知识金自强化工自动控制反馈控制的基本原理单回路反馈控制由四个基本环节组成，即被控对象（过程）、测量变送装置、控制器和控制阀（执行器）。单回路反馈控制变量间的关系：le=x-zlp=f(控制规律，e)lq=f(调节规律,p)ly=f(被控对象特性，f,q)lz=f(变送规律，y)简单控制系统有两个通道：控制通道（q-y）和扰动通道（f-y），由控制通道来克服扰动通道对y的影响。简单控制系统分为两类：定值控制系统（x不变）和随动控制系统或伺服控制系统（x变化）。自动控制系统的品质指标19余差C最大偏差A衰减比B:B’,(4:

2、1)过渡时间Ts,(5%)被控对象特性参数放大系数K=Δ输入/Δ输出，（应该使控制K大，干扰K小）滞后时间τ=纯滞后τo+容量滞后τn时间常数Tc,63.2%19化工自动控制元件传感器、变送器1919控制器19执行器19基本控制规律双位控制PID控制控制规律动作起因特点过大时的危害比例控制偏差的大小控制及时、有力，但有余差引起系统振荡积分控制偏差是否存在能消除余差，但控制作用缓慢引起系统振荡微分控制偏差变化速度阻止被控变量的一切变化，有超前作用引起系统振荡复杂控制以下以液位控制系统为例加以说明。1919串级控制如果系统中不止采用一个控制

3、器，而且控制器间相互串联，主控制器的输出作为串级控制器的给定值，这样的系统称为串级控制系统。串级控制系统的特点：1、主回路为定值系统，副回路为随动系统2、副回路包含了主要的干扰，具有超前作用，有效地克服了时间滞后，改善了主控制器的被控对象特征。3、有利于克服副回路内执行机构等的非线性在本单元中罐V101的液位是由液位调节器LIC101（主控制器）和流量调节器FIC102（副控制器）串级控制。主控制器LIC101的输出作为副控制器FIC102的给定值。即正常工况下LIC101投自动，FIC102投串级。具体来讲，LIC101的百分比输出O

4、P（例如50%）对应一个流量（例如20000Kg/H），该流量随LIC101的输出而变，且作为FIC102的给定值SP，FIC102投串级时，可见该SP值不断变化，FIC102的PV值因泵的流量波动而出现较大波动，但LIC101的PV值却波动较小，可见改善了主控制器的被控对象特征。虽然也可以将FIC102投自动并设SP=20000Kg/H,以此来间接控制LIC101的液位，但由于SP=20000Kg/H为定值，LIC101的液位受泵的流量波动而波动较大。串级控制系统又例：19分程控制通常是一台控制器的输出只控制一只控制阀。然而分程控制系

5、统却不然，在这种控制回路中，一台控制器的输出可以同时控制两只甚至两只以上的控制阀，控制器的输出信号被分割成若干个信号的范围段，而由每一段信号去控制一只控制阀。分程控制系统的主要特点：由于在分程点附近有多个调节器响应，故控制及时、范围广、效果好。本单元的分程控制回路有：PIC101分程控制充压阀PV101A和泄压阀PV101B。PIC101的OP值对应PV101A和压阀PV101B不同的开度，如下图。19阀位开度比值控制在化工、炼油及其他工业生产过程中，工艺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

6、。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，称之为流量比值控制系统。比值控制系统可分为：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，变比值控制系统，串级和比值控制组合的系统等。对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料(副物料)按主物料来配比。在本单元中，FIC103为主物料，而副物料FI103的量是随主物料的量的变化而改变。主流量控制器FIC103和副流量控制器FFIC04组成双闭环比值控制系统。19FFIC104有两个测量值

7、：FIC103及FI103，这两个测量值的比值为FFIC104的过程值，即pv=主物料流量/FI103的副物料流量。FFIC104在AUTO时，设定值SP=2，表示FIC103的主物料流量/FI103的副物料流量=2。这样，FFIC104根据FIC103的流量，按一定的比例相适应调整FI103的流量。双闭环比值控制系统又例：前馈控制系统前馈控制系统特点：1、前馈控制比反馈控制及时、有效2、属于开环控制系统3、需采用专用调节器4、一种前馈作用只能克服一种干扰19计算机过程控制系统计算机控制系统19集散控制系统〔DistributedCon

8、trolSystem,DCS〕带控制点的工艺流程图带控制点的工艺流程图图例。带控制点的工艺流程图控制点位号标识19在自动化系统中，每一个检测控制系统回路都有一个仪表位号来标识。常用仪表位号由字母代号组合和回