化工仪表及自动化（化学工程与工艺专业适用） 第四版 教学课件 作者 厉玉鸣 主编 王建林 副主编 化工仪表及自动化 第7章.pptVIP

尚辅网 尚辅网 化工仪表及自动化 内容提要 简单控制系统的机构与组成 简单控制系统的设计 被控变量的选择 操纵变量的选择 测量元件特性的影响 控制器控制规律的选择 控制器参数的工程整定 临界比例度法 衰减曲线法 经验凑试法 第一节 简单控制系统的机构与组成 第一节 简单控制系统的机构与组成 第二节 简单控制系统的设计 一、被控变量的选择 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 二、操纵变量的选择 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 三、测量元件特性的影响 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 四、控制器控制规律的选择 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第二节 简单控制系统的设计 第三节 控制器参数的工程整定 一、临界比例度法 第三节 控制器参数的工程整定 第三节 控制器参数的工程整定 二、衰减曲线法 第三节 控制器参数的工程整定 第三节 控制器参数的工程整定 第三节 控制器参数的工程整定 三、经验凑试法 第三节 控制器参数的工程整定 第三节 控制器参数的工程整定 第三节 控制器参数的工程整定 第三节 控制器参数的工程整定 第三节 控制器参数的工程整定 尚辅网 测量元件及变送器 作用方向一般是“正”的。 执行器 作用方向取决于是气开阀还是气关阀。 被控对象 作用方向随具体对象的不同而各不相同。 控制器 当给定值不变，被控变量测量值增加时，控制器的输出也增加，称为“正作用”方向，或者当测量值不变，给定值减小时，控制器的输出增加的称为“正作用”方向。反之，如果测量值增加时，控制器的输出减小的称为“反作用”方向。 30 尚辅网 31 在一个安装好的控制系统中，对象的作用方向由工艺机理可以确定，执行器的作用方向由工艺安全条件可以选定，而控制器的作用方向要根据对象及执行器的作用方向来确定，以使整个控制系统构成负反馈的闭环系统。 结论 尚辅网 32 举例 一个简单的加热炉出口温度控制系统。 对象 加热炉 操作变量 燃料气流量 被控变量 被加热的原料油出口温度 图7-15　加热炉出口温度控制 尚辅网 当操纵变量燃料气流量增加时，被控变量是增加的，故对象是“正”作用方向。如果从工艺安全条件出发选定执行器是气开阀（停气时关闭），以免当气源突然断气时，控制阀大开而烧坏炉子。那么这时执行器便是“正”作用方向。为了保证由对象、执行器与控制器所组成的系统是负反馈的，控制器就应该选为“反”作用。 33 尚辅网 34 图7-16　液位控制 一个简单的液位控制系统 执行器是“正”方向。 对象是“反”方向。 控制器为“正”方向。 图7-17　控制器正、反作用开关示意图 控制器的正、反作用可以通过改变控制器上的正、反作用开关自行选择。 一台正作用的控制器，只要将其测量值与给定值的输入线互换一下，就成了反作用的控制器。 尚辅网 35 控制器参数的整定 按照已定的控制方案，求取使控制质量最好的控制器参数值。即确定最合适的控制器比例度δ、积分时间TI和微分时间TD。 方法 理论计算的方法和工程整定法。 几种常用的工程整定法 先通过试验得到临界比例度δk和临界周期Tk，然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值。 尚辅网 36 图7-18 临界振荡过程 0.1 Tk 0.125 Tk 0.85 Tk 0.5 Tk 2 δk 2.2δk 1.8δk 1.7δk 比例 比例+积分 比例+微分 比例+积分+微分 微分时间TD/min 积分时间TI/min 比例度/% 控制作用 表 7-1　临界比例度法参数计算公式表 特点 比较简单方便，容易掌握和判断，适用于一般的控制系统。 对于临界比例度很小的系统不适用。 对于工艺上不允许产生等幅振荡的系统本方法亦不适用。 尚辅网 37 通过使系统产生衰减振荡来整定控制器的参数值。 图7-19　4∶1和10∶1衰减振荡过程 0.1 TS 0.3 TS 0.8δs