比值控制系统

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1、比值控制问题的提出：在工业生产过程中，要求两种或多种物料流量成一定比例关系，要求严格控制比例。基本概念：比值控制系统（流量比值控制系统）：实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统。主物料或主动量：在保持比例关系的两种物料中处于主导地位的物料，称为主物料；表征主物料的参数，称为主动量（主流量），用F1表示。基本概念从物料或从动量：按照主物料进行配比，在控制过程中跟随主物料变化而变化的物料，称为从物料；表征从物料特性的参数，称为从动量（副流量），用F2表示。有些场合，用不可控物料为主物料，用改变可控物料即从物料来实现比值关系。K=

2、F2/F1比值控制系统的类型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比值控制系统串级和比值混合系统开环比值控制系统随着F1的变化，F2跟着变化，满足F2=KF1的要求（阀门开度与F1之间成一定的比例关系。FCF1F2控制器控制阀对象测量变送F1F2-开环比值控制缺点当F2因管线两端压力波动而发生变化时，系统不起控制作用，即：F2本身无抗干扰能力。适用于副流量较平稳且比值精度要求不高的场合。单闭环比值控制增加一个副流量闭环控制系统KF1F2FC单闭环比值控制单闭环比值控制原理单闭环比值控制特点不但能实现副流量跟随主流量

3、的变化而变化，而且可以克服副流量本身干扰对比值的影响，主副流量的比值较为精确。总物料量不固定，对于负荷变化幅度大，物料又直接去化学反应器的场合是不适合的。单闭环比值控制特点当主流量出现大幅度波动时，副流量给定值大幅度波动，在调节的一段时间里，比值会偏离工艺要求的流量比，不适用于要求严格动态比的场合。适用于主物料在工艺上不允许进行控制的场合。双闭环比值控制系统增设了主流量控制回路KF1F2F2CF1C双闭环比值控制系统双闭环比值控制系统工作原理主动量控制回路克服主动量扰动，实现定值控制；从动量控制回路克服从动量扰动，实现随动控制；当扰动

4、消除后，主、从动量都回到原设定值上，其比值不变。双闭环比值控制系统优点流量比值精确，物料总量基本不变。只要缓慢改变主流量控制器给定值，可以提降主流量，副流量会自动跟踪变化，两种比值不变。适用于主流量干扰频繁及工艺上不允许负荷有较大波动或工艺上经常需要提降符合的场合。双闭环比值控制系统缺点当主动量采用定值控制后，由于调节作用，变化幅值会减小，变化频率会加快，从而使从动量控制器的给定值处于不断变化中，当它的变化频率与从动量控制回路的工作频率接近时，可能引起“共振”。工业应用：自来水消毒的比值控制变比值控制系统变比值控制系统：按照工艺指标自

5、行修正比值系数的变化值。F1F2FfCXCR以某种质量指标X（第三参数）为主变量，以两个流量比为副变量的串级控制系统。X主控制器控制阀流量对象测量变送2F1F2-比值控制器主对象测量变送1除法器测量变送-X由第三参数修正比值，属于变比值控制。工作原理稳态时，主、副量恒定，分别经变送器送除法器，其输出（比值）作为比值控制器的测量反馈信号。此时，主参数恒定，所以主控制器输出信号稳定，且与比值测量值相等，比值控制器输出稳定，控制阀处于某一开度，产品质量合格。当F1、F2出现扰动，通过比值控制回路，保持比值一定，从而不影响或大大减小扰动对产品

6、质量的影响（相当于串级控制系统的副回路调节）。对于某些物料流量，当出现扰动如温度、压力、成分等变化时，虽然它们的流量比值不变，但由于真实流量（在新的温度、压力或成分下）与原来流量不同，将影响产品质量指标，输出X偏离设定值，此时主控器起作用，输出变化，修正比值控制器给定值，即修正了比值，使系统在新的比值上重新稳定。氧化炉温度对氨气/空气串级比值控制系统氧化炉预热器混合TCFfC空气氨气稳定氧化炉的关键条件是氧化炉温度氨氧化生成一氧化氮，同时放出大量的热量。当氨气在混合器中含量增加1%，氧化炉温度将上升64.9度。第三参数是氧化炉温度主要

7、干扰成分变化是在比值不变情况下改变混合器内氨含量的直接干扰；进入氧化炉的氨气、空气初始温度；进入混合器的氨气、空气的温度、压力变化；负荷的变化（比值不变，负荷变化，温度变化）；触媒的活性变化、大气温度、压力变化。因此，需要根据温度的变化，适当修正氨气和空气的流量比值，保证氧化炉温度恒定。系统工作原理当出现氨气空气比值变化干扰时，通过比值控制系统及时克服保持氧化炉温度不变。当其它干扰引起炉温变化时，主控制器输出变化，相当于比值控制器给定值变化，改变比值大小，从而改变温度。温度升高测量值升高主控制器输出减小比值控制器输出减小控制阀开度减小

8、氨气流量减小温度下降假设控制器均为反作用形式，控制阀为气开式串级和比值控制混合系统F1CLCF1CkF1F2LT要求主流量随另一参数的需要而改变，属于定比值控制。主、副流量控制回路对液位控制器的动态响应一致，保证动态比值