简单控制系统课件.ppt

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1、三、简单控制系统的设计1、过程控制系统设计步骤2、被控变量的选择3、对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择4、控制阀的选择5、测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法6、控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择7、系统的关联及其消除方法8、单回路系统的投运和整定1、过程控制系统设计步骤控制系统设计概述首先，要求自动控制系统设计人员在掌握较为全面的自动化专业知识的同时，也要尽可能多地熟悉所要控制的工艺装置对象；其次，要求自动化专业技术人员与工艺专业技术人员进行必要的交流，共同讨论确定自动化方案；第三，自动化技术人员要切忌盲目追求控制

2、系统的先进性和所用仪表及装置的先进性。工艺人员要进一步建立对自动化技术的信心，特别是一些复杂对象和大系统的综合自动化，要注意倾听自动化专业技术人员的建议；第四，设计一定要遵守有关的标准﹑行规，按科学合理的程序进行。1、过程控制系统设计步骤确定控制方案调研，论证包括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和编写初步控制方案设计说明书等等。仪表及装置的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﹑维护等因素。相关工程内容的设计包括控制室设计﹑供电和供气系统设计﹑

3、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。1、过程控制系统设计步骤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。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。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。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。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。Wednesday,July28,2021北京石油化工学院自动化系1、过程控制系统设计步骤以加热炉

4、的控制为例ORC：氧气流量控制器TRC：温度控制器PC：燃料压力控制器◆确定控制目标⑴在安全运行条件下，保证热油出口温度稳定；⑵在安全运行条件下，保证热油出口温度稳定、烟气含氧量稳定；⑶在安全运行条件下，保证热油出口温度稳定，而且加热炉热效率最高；1、过程控制系统设计步骤◆选择测量参数（被控量）ORC：氧气流量控制器TRC：温度控制器PC：燃料压力控制器对于目标⑴：对于目标⑵：对于目标⑶：热油出口温度热油出口温度、烟气含氧量热油出口温度、加热炉热效率（烟气含氧量、排烟温度、一氧化碳含量等综合计算）1、过程控制系统设计步骤◆操作量的选择ORC

5、：氧气流量控制器TRC：温度控制器PC：燃料压力控制器对于目标⑴：对于目标⑵：对于目标⑶：燃油流量或热油流量燃油流量或热油流量、氧气流量（烟道挡板、送风挡板）燃油流量或热油流量、氧气流量（烟道挡板、送风挡板）◆控制方案的确定ORC：氧气流量控制器TRC：温度控制器PC：燃料压力控制器对于目标⑴：对于目标⑵：对于目标⑶：a:温度单回路控制系统b:温度流量串级控制系统a:温度单回路和烟气含氧量单回路控制系统b:将系统看作MIMO进行建模与目标⑵中a方案类似，但烟气含氧量的控制属于随动系统1、过程控制系统设计步骤◆选择控制算法PID、内模控制、推

6、理控制、预算控制、解耦控制等等◆执行器的选择◆设计报警和联锁保护系统根据工艺介质等要求选择调节阀的气开、气关方式，流量特性等◆控制系统的调试和投运控制参数整定等1、过程控制系统设计步骤一个简单控制系统方案的分析设计，需考虑的问题：首先，应分析生产过程中各个变量的性质及其相应关系，分析被控对象的特点；然后，根据工艺的要求选择被控变量、操纵变量，合理选择控制系统中的测量变送装置、控制器和执行器，建立一个较为合理的控制系统。对有多个控制系统的生产过程，还要考虑各个控制系统之间的相互关联和影响，并按可能使每个控制系统对其它控制系统的影响为最小的原则

7、来建立各个控制系统。为了使一个简单控制系统能够正常的运行，还要考虑控制系统的参数整定及投运等问题。●控制系统的设计目标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2被控变量的选择例1：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

8、，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