过程控制--第十一讲：均匀系统设计(lyz).ppt

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1、第十一讲：均匀控制系统设计ProcessControlSystem主讲老师：廉迎战副教授重点内容均匀控制系统=对象（被控制参数+控制参数均匀变化）内容：系统分析控制方案系统整定系统投运7/22/20212过程控制与仪表一、概述特点：控制量与被控量缓慢地在一定范围内变化的特殊功能。定值控制中，目的保持被控量为恒值，而在均匀控制系统中，控制量与被控量常常是同样重要，控制的目的，是使两者在扰动作用下，都有一个缓慢而均匀的变化。7/22/20213过程控制与仪表一、概述应用场合：在工业生产过程中，生产的连续性是其特点之一，前一个装置或设备的出料量一般就是后一个装

2、置或设备的进料量，而后一装置或设备的出料量又输送给其他装置或设备。所以，要求生产的各个环节必须保持均匀稳定。控制目的：在均匀控制中，只要两个参数在工艺允许的范围内作均匀缓慢变化，生产就能正常运行，控制质量就较高。7/22/20214过程控制与仪表二、控制方案1．简单均匀控制方案例：图8-51为两个精馏塔液位和流量简单均匀控制系统的实例。7/22/20215过程控制与仪表二、控制方案1．简单均匀控制方案均匀控制系统中，1号塔液位和2号塔进料量这两个参数只须控制在工艺规定的范围内，并呈缓慢变化即可。为此，调节器比例度应整定得大一些，使系统过渡过程缓慢而无振荡

3、地变化，可见，关键在于调节器整定参数。若按照一般的液位定值系统来整定调节器参数，当液位受到扰动后，将使液位较快地回到给定值，但1号塔釜流出量必然波动很大。可见，均匀控制系统的结构虽然和定值控制相同，但不能按定值控制系统要求来整定调节器参数。7/22/20216过程控制与仪表二、控制方案1．简单均匀控制方案在简单均匀控制系统中，调节器一般选用比例作用，有时为了防止连续出现同向扰动时被控参数超出工艺规定的上下限范围，可适当引入积分作用。简单均匀控制系统的最大优点是结构简单，操作方便，成本低，但控制质量较差，适用于扰动小，控制要求较低的场合。。7/22/202

4、17过程控制与仪表二、控制方案2．串级均匀控制方案例：由于1号塔通过塔釜流过调节阀的流量要受1号塔的液位影响，同时还与前后两个塔的压力有关，若生产上对2号塔的进料量要求比较平稳时，上述简单均匀控制系统就不能满足要求。为了消除压力扰动的影响，设计以流量为副参数的副回路，构成精馏塔塔釜液位和流量串级均匀控制系统，见图8-52。7/22/20218过程控制与仪表二、控制方案2．串级均匀控制方案由于1号塔通过塔釜流过调节阀的流量要受1号塔的液位影响，同时还与前后两个塔的压力有关，若生产上对2号塔的进料量要求比较平稳时，上述简单均匀控制系统就不能满足要求。为了消除

5、压力扰动的影响，设计以流量为副参数的副回路，构成精馏塔塔釜液位和流量串级均匀控制系统，见图8-52。图8-52中液位调节器LC的输出作为流量调节器FC的给定值。若入料量增加使1#塔的液位升高，液位调节器（正作用）的输出信号增大，通过反作用的流量调节器使调节阀缓慢地开大，反映在液位上却不是快速下降，而是缓慢地升高。同时，2#塔的进料量也是缓慢地增大。这样，液位与流量均为缓慢地变化，实现了均匀协调的控制目的。假如2#塔因扰动使其入料量发生变化时，首先通过副回路进行控制，同时会使1#塔液位受到影响，此时再通过液位调节器来改变流量调节器的给定值，使液位与流量都在

6、规定变化范围内作均匀缓慢地变化，达到了均匀控制的目的。7/22/20219过程控制与仪表二、控制方案2．串级均匀控制方案控制特征：串级均匀与串级控制系统在结构上一样，但它不是用于提高塔釜液位的控制质量，而是使塔釜液位与流出流量均匀协调。串级均匀副回路的作用与串级系统的副回路相同，当二塔压力波动时，副回路将迅速动作，以有效地克服塔压力对流量的干扰，尽快地将流量调回到给定值，使1#塔的液位不致受到压力波动的影响。控制方案：串级均匀主、副调节器控制规律的选择要根据系统所要达到的控制要求以及控制过程的具体情况来决定。主调节器一般采用PI控制规律，这主要是为了在扰

7、动作用后利用积分控制规律消除余差，使液位在给定值上下的容许范围内变化；若无积分作用，则在同向干扰的连续作用下，液位有可能超越给定值的上下限，影响生产的正常运行。副调节器一般选用P控制规律。若为了满足副参数的较高要求，副调节器也可选用PI控制规律。参数整定：副调节器参数整定原则与一般定值流量控制系统相同主调节器参数则应按照均匀控制系统整定方法进行整定。7/22/202110过程控制与仪表二、控制方案3．双冲量均匀控制方案双冲量均匀控制系统是串级均匀控制系统的变形，它用一个加法器来代替串级控制系统中的主调节器，把液位和流量的两个测量信号通过加法运算后作为调节

8、器的测量值。7/22/202111过程控制与仪表二、控制方案3．双冲量均匀控制方