化工自动化及仪表PPT电子课件教案-第7章 简单控制系统

《化工自动化及仪表PPT电子课件教案-第7章 简单控制系统》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、第七章简单控制系统华东理工大学信息学院自动化系简单反馈控制系统的方块图回顾：7.1系统组成及分析7.4简单控制系统设计案例本章内容：7.2简单控制系统的设计7.3简单控制系统的投运与参数整定7.5简单控制系统习题解答图7-1锅炉汽包水位控制系统蒸汽汽包给水省煤器被控变量：过程（被控对象）：操纵变量：主要扰动：汽包液位锅炉汽包进水流量蒸汽量的变化7.1系统组成及分析7.1.1系统组成图7-2锅炉汽包水位控制系统的方块图给水阀锅炉汽包7.1.2控制过程分析(1)平衡状态：当给水量和蒸汽量均不变的情况下，控制系统处于平衡状态，并将保持这个状态，直到有新的扰动产生.蒸汽汽

2、包给水省煤器(2)扰动分析：锅炉汽包水位控制系统(3)控制过程：一般先选择控制阀的气开、气关特性然后确定控制器的正、反作用分析控制系统的控制过程（有两种方法）蒸汽汽包省煤器给水控制器正、反作用控制器应选正作用控制过程分析正作用控制器气关阀根据安全原则，供气中断时给水阀应全开，所以应选气关阀基本要求：第一：控制系统设计人员要掌握较为全面的自动化专业知识，熟悉所要控制的工艺装置对象；第二：要求自动化专业技术人员与工艺专业技术人员进行充分沟通，共同确定自动化方案；第三：自动化技术人员不能盲目追求控制系统的先进性和所用仪表及装置的先进性。第四：设计一定要遵守有关的标准﹑行

3、规，按科学合理的程序进行。7.2简单控制系统的设计7.2.1控制系统设计概述①确定控制方案基本内容②仪表及装置的选型③相关工程内容的设计①确定控制方案首先要确定整个系统的自动化水平。控制系统的方案设计是整个设计的核心，是关键的第一步。要通过广泛的调研和反复的论证来确定控制方案。控制方案的确定主要包括一下内容：被控变量的选择与确认；操纵变量的选择与确认；检测点的初步选择；绘制出带控制点的工艺流程图；编写初步控制方案设计说明书；等等。②仪表及装置的选型根据已经确定的控制方案进行选型，要考虑到供货方的信誉﹑产品的质量﹑价格﹑可靠性﹑精度﹑供货方便程度﹑技术支持﹑维护等因

4、素。包括控制室设计﹑供电和供气系统设计﹑仪表配管和配线设计和联锁保护系统设计等等，提供相关的图表。③相关工程内容的设计基本步骤①初步设计初步设计的主要目的是上报审批，并为定货做准备。②施工图设计是在项目和方案获批后，为工程施工提供有关内容详细的设计资料。③设计文件和责任签字包括设计﹑校核﹑审核﹑审定﹑各相关专业负责人员的会签等，以严格把关，明确责任，保持协调。④参与施工和试车设计代表应该到现场配合施工，并参加试车和考核。⑤设计回访在生产装置正常运行一段时间后，应去现场了解情况，听取意见，总结经验。7.2.2被控变量的选择在过程工业装置中，为了实现预期的工艺目标，往

5、往有许多个工艺变量或参数可以被选择作为被控变量。被控变量的选择原则：合理性与独立性：尽量选择能直接反映产品质量的变量作为被控变量。直接指标与间接指标：所选被控变量能满足生产工艺稳定﹑安全﹑高效的要求。可测与可控：必须考虑自动化仪表及装置的现状。7.2.3操纵变量的选择操纵变量的选则原则：操纵变量必须是工艺上允许调节的变量；操纵变量应该是系统中所有被控变量的输入变量中对被控变量影响最大的一个。控制通道的放大系数Ｋ要尽量大一些，时间常数Ｔ适当小些，滞后时间尽量小。不宜选择代表生产负荷的变量作为操纵变量。工艺上的合理性和方便性7.2.4被控变量的测量被控变量选择好之后，

6、被控变量如何测量仍然有诸多因素需要考虑，以便更灵敏﹑更快速﹑更及时和更经济地测得被控变量．灵敏性快速性控制系统设置控制器是通过它改变整个控制系统的动态特性，以达到控制的目的。主要可以改变参数的就是控制器。7.2.5控制器及控制规律的选择(1)位式控制(2)比例控制(3)积分控制(4)微分控制基本控制规律：(1)位式控制控制规律的选择(2)比例控制(3)比例积分控制(4)比例微分控制(5)比例积分微分控制选择控制规律时注意：(1)微分作用对过程的容量滞后有效，而对过程控制通道存在纯滞后无效。(2)积分控制可以消除余差，但会带来积分饱和。(3)当广义过程控制通道的时间

7、常数或时滞很大，而负荷变化又很大时，简单控制系统无法满足要求，可以设计复杂控制系统来提高控制质量。控制器作用方向的选择略控制阀结构类型及材质的选择气动薄膜控制阀有直通单座、直通双座、角形、隔膜、蝶阀和三通阀等不同结构形式，要根据操纵介质的工艺条件(温度、压力、流量等)及其特性(粘度、腐蚀性、毒性、介质状态形式等)和控制系统的不同要求来选用。7.2.6执行器(气动薄膜控制阀)的选择控制阀气开、气关形式的选择由具体的生产工艺来决定，一般来说要根据以下几条原则进行选择：从生产安全出发从保证产品质量出发从降低原料、成品、动力损耗来考虑从介质的特点考虑控制阀流量特性的选择制

8、造厂提供的