单回路反馈控制系统课件.ppt

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1、单回路反馈控制系统1.1单回路系统的结构组成1.2被控变量的选择1.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择1.4控制阀的选择1.5测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法1.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择1.7系统的关联及其消除方法1.8单回路系统的投运和整定第1章1.1单回路系统的结构组成●单回路反馈控制系统四个基本环节：被控对象、测量变送、控制器和控制阀反馈控制中的最基本系统特点：简单、有效、应用最成熟、最普遍---占70%以上例2：水槽液位控制系统1.1单回路系统的结构组成F1增加→L

2、增加→变送器输出信号增加→偏差（测量值-设定值）为正、增加→控制器输出减小→阀开度增加→F2增加→L降低；工作过程：F1F2LCF1F2A.C1.1单回路系统的结构组成控制器控制阀被控对象测量变送偏差给定测量液位●给定量位于系统的输入端，称为系统输入量。也称为参考输入量（信号）。●被控制量位于系统的输出端，称为系统输出量。●输出量（全部或一部分）通过测量装置返回系统的输入端，使之与输入量进行比较，产生偏差（给定信号与返回的输出信号之差）信号。输出量的返回过程称为反馈。返回的全部或部分输出信号称为反馈信号。1.1

3、单回路系统的结构组成●控制系统的原理和作用（定值）●维持被控参数保持在设定值上，偏差越小越好●偏差控制：纠正偏差过程工业中，此类系统占大多数●按被控参数分类：温度控制回路、压力控制回路、流量控制回路、物位（液位）控制回路单回路控制系统的特点一个单回路控制系统是由一个测量变送装置、一个控制器、一个控制阀和相应的被控对象所组成系统中存在着一条从系统的输出端引向输入端的反馈路线，即控制器是根据被控量的测量值与给定值的偏差来进行控制的。单回路控制系统结构比较简单，所需自动化控制工具少，投资比较低，操作维护比较方便，一般情况

4、下都能满足控制质量的要求，因此被广泛应用。单回路控制系统的设计正确的选择被控变量和选择变量正确的选择控制阀的开闭形式及流量特性正确的选择控制器的类型及其正反作用正确的选择测量变送装置为了设计好一个单回路控制系统，并使该系统在运行时达到规定的质量指标要求，就要很好的了解具体的生产工艺，掌握生产过程的规律性，以便确定合理的控制方案。设计的主要工作包括：单回路反馈控制系统1.1单回路系统的结构组成1.2被控变量的选择1.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择1.4控制阀的选择1.5测量、传送滞后对控制质量的影响及其克

5、服办法1.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择1.7系统的关联及其消除方法1.8单回路系统的投运和整定第1章●控制系统的设计目标1.2被控变量的选择即，要控制什么基于工艺要求，选择的结果直接影响生产（产品产量、质量、生产安全）●分类1.2被控变量的选择直接控制最基本的热工参数，一般是可以直接进行测量和控制的参数温度、压力、液位、流量间接控制质量指标，以及一些特殊的参数成份、物性参数等，在一般条件下，无法直接测量和控制应根据工艺参数的关系，用可测的参数，间接进行控制1.2被控变量的选择例1：苯、甲苯二元精

6、馏系统质量指标是最重要的控制参数如塔顶产品的纯度xD但xD目前无法直接测量，因此，只能用间接控制参数进行控制。根据精馏原理，xD=f(TD,p),即与温度和压力成非线性函数关系。理论上，固定一项，就可用另一项控制xD。一般的，实际中都采用恒定p，通过控制塔顶温度来控制塔顶成分。1.2被控变量的选择选择原则：（1） 测量滞后P（2） 工艺合理性T工艺合理性：①规定塔压稳定，保证分离度，保证效率②各块塔板压力恒定，XD与T有对应关系∴选择XD=F（T）050100%苯、甲苯百分含量（%）050100%TP一定T一定P1

7、.2被控变量的选择●选择被控变量的原则（1）尽可能选择直接质量指标参数；（2）必须选择间接量指标参数时，选择对目标参数影响最显著的可控参数，单值对应关系最好；（3）灵敏度好，反映产品质量变化，易于控制；（4）考虑工艺的合理性、测量仪表的选择。操纵变量的选择：（1）一般选系统中可以调整的物料量或能量参数，多是流量；（2）不止一个，重要因素单回路反馈控制系统1.1单回路系统的结构组成1.2被控变量的选择1.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择1.4控制阀的选择1.5测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法1.6

8、控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择1.7系统的关联及其消除方法1.8单回路系统的投运和整定第1章1.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择●对象特性分析精馏塔:影响塔顶成分的有,温度、压力、进料流量、进料成分等对于实际过程，影响输出的因素一般不只一个，因此，实际上都是多输入系统（MIMO)F1F2FnY1.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量