过程控制提高控制品质的控ppt课件.ppt

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1、提高控制品质的控制系统第一节串级控制系统应用于容量滞后较大的过程应用于纯时延较大的过程应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程应用于参数互相关联的过程应用于非线性过程原料油燃料管式加热炉T1T原油出口温度调节器1炉膛调节阀1管壁原料油温度变送器1f3,f4f1,f21.基本概念原料油f1,f2燃料管式加热炉T2TT2C原油出口温度调节器2炉膛调节阀1管壁原料油温度变送器2f3,f4f1,f2原料油燃料管式加热炉T1TT2C原油出口温度T1CT2Tx2(t)调节器2炉膛调节阀1管壁原料油温度变送器2f3,f4f1,f2调节器1温度变送器1x1x2副调节器副过程调节阀主过程副变送器二次

2、扰动一次扰动主调节器主变送器x1x2主回路：定值控制副回路：随动控制串级控制系统-----两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。副调节器具有“粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，A：干扰进入副回路——燃料压力、燃料热值发生扰动副回路控制通道环节少，时间常数小，反应灵敏；较单回路系统的控制作用快B：干扰进入主回路——原料油温度流量变化由于副回路的存在，加快了校正作用C：干扰同时作用于主、副回路主副参数变化方向相同：主副调节器作用都使阀门关小，加强控制作用，加快控制过程主副参数变化方向相反：主副调节器作用抵消，减小调节阀的动作2.系统特

3、点及分析Gc2(s)Go2(s)Gv(s)Go1(s)Gm2(s)F1(s)F2(s)Gc1(s)Gm1(s)X1(s)X2(s)F3(s)F4(s)Θ2(s)Θ1(s)Go2(s)Gv(s)Go1(s)F1(s)F2(s)G*c1(s)Gm1(s)X1(s)F3(s)F4(s)Θ2(s)Θ1(s)，改善过程的动态特性，提高了系统工作频率对负荷变化的适应性较强二次扰动对输出的影响减小（定义越大越好）Go2(s)Gv(s)Go1(s)F1(s)F2(s)G*c1(s)Gm1(s)X1(s)F3(s)F4(s)Θ2(s)Θ1(s)G’o2(s)G*o2(s)Go1(s)F1(s)

4、F2(s)Gc1(s)Gm1(s)X1(s)F3(s)F4(s)Θ2(s)Θ1(s)Gc2(s)Go2(s)Gv(s)Go1(s)Gm2(s)F1(s)F2(s)Gc1(s)Gm1(s)X1(s)X2(s)F3(s)F4(s)Θ2(s)Θ1(s)二次扰动对输出的影响减小（定义越大越好）G’o2(s)G*o2(s)Go1(s)F1(s)F2(s)Gc1(s)Gm1(s)X1(s)F3(s)F4(s)Θ2(s)Θ1(s)二次扰动对输出的影响减小（定义越大越好）二次扰动对输出的影响减小（定义越大越好）设主、副调节器均为比例调节主参数的选择和主回路的设计（与单回路的选择原则一致）副参

5、数的选择和副回路的设计1.参数的选择应使副回路的时间常数小，控制通道短，反应灵敏。2.通过调节副参数能够有效影响主参数3.选择副参数必须物理上可测4.副回路应包含被控对象所受到的主要干扰主、副回路工作频率应适当匹配3.系统设计PTPTTTTC加热炉冷原料油热原料油T1TT2T加热炉冷原料油热原料油T2CT1C1．副调节器的选型副调节器的任务是要快速动作以迅速消除进入副回路内的扰动、而且副参数并不要求无差，所以一般都选P调节器，也可采用PD调节器，但这增加了系统的复杂性。在一般情况下，采用P调节器就足够了，如果主、副回路频率相差很大，也可考虑采用PI调节器。2．主调节器的选型主

6、调节器的任务是准确保持被调量符合生产要求。凡是需采用串级控制的生产过程，对控制品质的要求总是很高的，不允许被调量存在静差。因此主调节器必须具有积分作用，一般都采用PI调节器，如果控制对象惰性区的容积数目较多，同时有主要扰动落在副回路以外的话，就可以考虑采用PID调节器。串级控制系统主、副调节器控制规律的选择串级控制系统的参数整定逐次逼近法先整定副调节器Gc2(s)。在第一次整定副调节器时，断开主环，即按副回路单独工作时的单回路系统来整定副调节器Gc2(s)的参数，记作[Gc2(s)]1。闭合主回路，将副回路作为一个环节，按照单回路整定的方法整定主调节器参数，记作[Gc1(s)

7、]1。据（2）得到的[Gc1(s)]1，保持主回路闭合，再整定副调节器Gc2(s)。记为[Gc2(s)]2。保持两回路闭合，在副调节器参数为[Gc2(s)]2，情况下，重新整定主回路得到[Gc1(s)]2重复步骤（2）、（3），直到满足品质要求为止。两步整定法主调节器纯比例P1=100%，副回路整定到4：1记录P2s和T2s主调节器纯比例P2=P2s，主回路整定到4：1记录P1s和T1s按照经验公式计算调节器参数先副回路后主回路的顺序设置参数。一步整定法经验法整定副调节器工程整定方法整定主调节器再已定参