常规过程控制策略课件.ppt

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1、3第5章常规过程控制策略♦开关控制的基本工作原理及特点♦PLC控制工业过程的一般设计方法♦PID控制的基本工作原理及特点♦改进型PID控制算法主要内容♦各种PID控制器参数整定方法♦控制器的控制规律选择♦过程控制系统的投运与维护控制器是硬件和软件的结合体从硬件上来说，过程控制中最常用控制器有：可编程控制器（PLC）数字调节器（DigitalRegulator)工控机（IPC）集散控制系统（DCS）从软件上体现的是各种过程控制策略第5章常规过程控制策略过程控制策略开关控制PID控制智能控制控制器接受了输入的偏差信号后，控制器的输出随输入变化的规律，用数学式来表示，即为：控制器+－exz

2、p第5章常规过程控制策略5.1开关控制1.开关控制基本规律动作规律为：开关控制只有两个输出值（pmax，pmin），相应的控制机构也只有两个极限位置，不是开就是关。开关量启停、切换、联锁……5.1开关控制VHH0：流体与电极未接触，继电器断路，电磁阀全开，流体流入贮槽，液位上升。流体与电极相接触，继电器通路，电磁阀全关，流体不再流入贮槽，液位下降。EX1:电极式开关控制液位计结构电极、继电器、电磁阀工作过程5.1开关控制2.开关控制局限性调节机构的动作过于频繁，会使运动部件损坏，从而很难保证双位控制系统安全、可靠地工作。实际生产中给定值也总是有一定允许偏差的，某些情况下，

3、只要求被控变量维持在某一个比较大的范围内就可以了。eminemax被控变量下降时e>emax阀门关开被控变量上升时e

4、B泵才能启动关断启动开关，关停A泵、B泵。5.1开关控制2）结构设计输入装置元件号启动开关I0.0水压下限开关I0.1水压上限开关I0.2定时装置定时时间T3710s输出装置元件号A泵Q0.0B泵Q0.15.1开关控制3）梯形图设计EX3:PLC用于啤酒发酵过程的控制5.2PID控制比例作用(Proportional)积分作用(Integral)微分作用(Derivative)PID控制本质上是一种连续的负反馈控制，特别适用于过程的动态性能良好而且控制性能要求不太高的情况。5.2PID控制比例控制规律表达式：KCΔpe(t)z(t)+_x(t)e(t)ΔpAKc*A1.比例控制规律及

5、特点一、比例控制控制器的输出变化量与输入偏差信号的大小成比例5.2PID控制根据响应曲线，能否发现比例控制器的显著特点？属于有差调节e(t)ΔpAKc*A特点1（1）只要偏差e不为零，控制器就会有输出。利用偏差实现控制（2）只能使系统被控量输出近似跟踪给定值。产生余差思考5.2PID控制比例增益KC的变化对过渡过程的影响是如何？思考特点2KC大：余差小，稳定性差KC小：余差大，稳定性好余差和稳定性是一对矛盾要统筹兼顾5.2PID控制2.比例控制的适用性跟踪误差会随时间的增大而增大。适用于控制通道滞后小，负荷变化不大，控制要求不高，被控参数在一定范围内允许有余差的定值控制场合。定值控制

6、系统随动控制系统实现被控量对给定值的有差跟踪。5.2PID控制KI——积分速度积分p(t)e(t)z(t)+_x(t)二、积分控制1.积分控制规律及特点积分控制规律表达式：TI——积分时间控制器的输出变化量与输入偏差信号的积分成比例5.2PID控制AKIA微分积分控制器输出的变化速度与偏差成正比偏差存在，输出就会变化，控制机构就要动作；偏差消除，输出不再变化，控制机构停止动作。在达到稳定时，偏差必然等于零。特点1属于无差调节能够消除余差5.2PID控制积分控制输出信号的大小偏差信号的大小偏差存在的时间长短积分控制的输出取决于哪些因素？思考AKIA特点2控制作用不及时，系统的动态品质变

7、差，过渡过程比较缓慢。牺牲了动态品质来换取稳态性能的改善5.2PID控制2.比例积分控制规律及特点比例积分控制比例控制规律：控制作用快，有余差结合积分控制规律：控制作用慢，消除余差（PI)比例积分控制规律表达式：5.2PID控制特点1PI控制结合P控制的快速反应与I控制的消除稳态误差。粗调：偏差出现时，比例作用迅速反应输入的变化；细调：积分作用使输出逐渐增加，最终消除稳态误差。5.2PID控制积分时间TI的变化对过渡过程的影响是如何？思考特点2TI大：余差