比值控制系统.pptVIP

比值控制 问题的提出：在工业生产过程中，要求两种或多种物料流量成一定比例关系，要求严格控制比例。 基本概念： 比值控制系统（流量比值控制系统）：实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统。 主物料或主动量：在保持比例关系的两种物料中处于主导地位的物料，称为主物料；表征主物料的参数，称为主动量（主流量），用F1表示。 基本概念 从物料或从动量：按照主物料进行配比，在控制过程中跟随主物料变化而变化的物料，称为从物料；表征从物料特性的参数，称为从动量（副流量），用F2表示。 有些场合，用不可控物料为主物料，用改变可控物料即从物料来实现比值关系。 K= F2/ F1 比值控制系统的类型 开环比值控制系统 单闭环比值控制系统 双闭环比值控制系统 变比值比值控制系统 串级和比值混合系统 开环比值控制系统 随着F1的变化，F2跟着变化，满足F2=KF1的要求（阀门开度与F1之间成一定的比例关系。 开环比值控制缺点 当F2因管线两端压力波动而发生变化时，系统不起控制作用，即：F2本身无抗干扰能力。 适用于副流量较平稳且比值精度要求不高的场合。 单闭环比值控制 增加一个副流量闭环控制系统 单闭环比值控制 单闭环比值控制原理 单闭环比值控制特点 不但能实现副流量跟随主流量的变化而变化，而且可以克服副流量本身干扰对比值的影响，主副流量的比值较为精确。 总物料量不固定，对于负荷变化幅度大，物料又直接去化学反应器的场合是不适合的。 单闭环比值控制特点 当主流量出现大幅度波动时，副流量给定值大幅度波动，在调节的一段时间里，比值会偏离工艺要求的流量比，不适用于要求严格动态比的场合。 适用于主物料在工艺上不允许进行控制的场合。 双闭环比值控制系统 增设了主流量控制回路 双闭环比值控制系统 双闭环比值控制系统工作原理 主动量控制回路克服主动量扰动，实现定值控制；从动量控制回路克服从动量扰动，实现随动控制；当扰动消除后，主、从动量都回到原设定值上，其比值不变。 双闭环比值控制系统优点 流量比值精确，物料总量基本不变。 只要缓慢改变主流量控制器给定值，可以提降主流量，副流量会自动跟踪变化，两种比值不变。 适用于主流量干扰频繁及工艺上不允许负荷有较大波动或工艺上经常需要提降符合的场合。 双闭环比值控制系统缺点 当主动量采用定值控制后，由于调节作用，变化幅值会减小，变化频率会加快，从而使从动量控制器的给定值处于不断变化中，当它的变化频率与从动量控制回路的工作频率接近时，可能引起“共振”。 工业应用：自来水消毒的比值控制 变比值控制系统 变比值控制系统：按照工艺指标自行修正比值系数的变化值。 工作原理 稳态时，主、副量恒定，分别经变送器送除法器，其输出（比值）作为比值控制器的测量反馈信号。此时，主参数恒定，所以主控制器输出信号稳定，且与比值测量值相等，比值控制器输出稳定，控制阀处于某一开度，产品质量合格。 当F1、F2出现扰动，通过比值控制回路，保持比值一定，从而不影响或大大减小扰动对产品质量的影响（相当于串级控制系统的副回路调节）。 对于某些物料流量，当出现扰动如温度、压力、成分等变化时，虽然它们的流量比值不变，但由于真实流量（在新的温度、压力或成分下）与原来流量不同，将影响产品质量指标，输出X偏离设定值，此时主控器起作用，输出变化，修正比值控制器给定值，即修正了比值，使系统在新的比值上重新稳定。 氧化炉温度对氨气/空气串级比值控制系统 主要干扰 成分变化是在比值不变情况下改变混合器内氨含量的直接干扰； 进入氧化炉的氨气、空气初始温度； 进入混合器的氨气、空气的温度、压力变化； 负荷的变化（比值不变，负荷变化，温度变化）； 触媒的活性变化、大气温度、压力变化。 系统工作原理 当出现氨气空气比值变化干扰时，通过比值控制系统及时克服保持氧化炉温度不变。 当其它干扰引起炉温变化时，主控制器输出变化，相当于比值控制器给定值变化，改变比值大小，从而改变温度。 串级和比值控制混合系统 串级和比值控制混合系统框图 工作原理 以液面为主参数，主流量为副参数的串级控制系统。 当液面由于某种干扰而变化时，通过液位控制器的输出改变主流量的给定值，使主流量跟着变化，同时副流量的给定值也变化，保持比值不变（动态比值不变），这样由总负荷变化来克服外界扰动对液位的影响。 比值系数的计算 线性测量关系 平方测量关系 结论 比值控制方案的实施 依据采用什么方式实现主、副流量的比值运算进行分类： 1.相乘方案 2.相除方案 相乘方案 对F1的测量值乘以一个系数作为F2的给定值 相除方案 用比值器组成的方案 用乘法器组成的方案 用除法器组成的方案 用除法器组成的单闭环比值控制系统 比值控制系统中非线性的影响 测量环节的非线性影响 除法器的非线性影响 测量环节的非线性影响 当流量测量采用