复杂控制理论--均匀控制.pptVIP

均匀控制系统 * * 一、 均匀控制的基本原理 石油化工生产过程中的连续精馏，两个塔串联，塔1的出料为塔2的 进料。 LT LC 塔 1 塔 2 FT FC 塔 1 塔 2 工艺要求：平稳操作，分馏塔的进料、出料均应平稳 对塔1：塔底液位是一个重要的操作参数应维持恒定 要求设计液位控制系统，维持液位稳定 对塔2：维持塔的平稳操作，进料应维持恒定 要求设计流量控制系统 有些连续生产过程不希望或不允许加中间缓冲罐(有些化工产品经缓 冲罐后可能发生附加化学反应) 此工艺过程：塔1的出料为塔2的进料 若控制塔1的液位，操纵变量为塔2的进料，不能维持塔2进料平稳 一般单回路控制：流量控制与液位控制相矛盾 若控制塔2的进料，操纵变量为塔1的出料，不能塔1维持液位平稳 解决方法：加中间缓冲罐，分别设计流量控制和液位控制回路 塔 2 塔 1 缓冲罐 FT FC LT LC 增加设备投资 扩大占地面积 在满足工艺要求的前提下，从控制方案上加以改进 在塔1受干扰塔底液位变化时，设法让塔底液位在最大允许的范围 内平缓变化，使流出量平缓变化。 即均匀控制 对上述过程可设计如下方案： (1) 采用液位控制 液位控制器的输出缓慢变化，阀位缓慢变化， 从而使流量平缓变化。 结构上仍为简单控制系统，实现了液位、流 量都相对较平稳变化。 LT LC 比例度大一些，适当引入积分作用 (2) 采用液位和流量的串级控制 当液位控制器的比例度较大，积分时间较长 时，可使两个量变化都比较平稳。 存在影响流量的其他扰动时，采用液位和流 量的串级控制。 LC FT FC LT (3)取液位和流量两个信号之差为受控变量 以取液位和流量之差为被控变量构成单回路 控制系统。 ? FT FC LT 液位和流量的均匀控制与单回路液位控制、液 位—流量串级控制结构相同，但目的不同。 单纯的液位控制，流量波动很大； 单纯的流量控制，液位波动很大 均匀控制做到了液位、流量变化都比较缓和。 液位 流量 (a)液位控制 液位 流量 液位 流量 (a)流量控制 流量 液位 液位 流量 (a)均匀控制 流量 液位 二、 均匀控制方案 1、简单均匀控制 精馏塔液位和出料流量的均匀控制， 是一个单回路液位控制系统，通过控制 器参数整定及控制规律的选择达到预期 的目的。 LT LC 塔 1 塔 2 由图可以看出这种方案结构简单，但 系统本身不能克服阀前后压力变化及液位罐自衡作用的影响。 2、串级均匀控制 如图所示，典型的串级控制系统，但 目的是实现均匀控制，增加一副回路的目 的地是为了克服简单均匀控制的缺点。 LT LC 塔 1 塔 2 FC FT 目的是维持分离器压力及加氢反应器 的进料平稳。 串级均匀控制系统所用 仪表较多(常规控制)，适用 于控制阀前后压力干扰和自 衡作用显著、对流量的平稳 要求较高的场合。 克服简单均匀控制存在 的缺点。 分离器压力与出口气体流量的串级均 匀控制系统 精 馏 塔 FC PC 精 馏 塔 如图以液位和流量信号之差（或和） 为被控变量来达到均匀控制的目的。 ? FT FC LT 控制器 控制阀 流量对象 测量变送 - + 液位对象 测量变送 干扰 干扰 偏置信号 当液位扰动增加时，控制器输出开大阀门，流量增加，液位开始下降， 当两个测量信号之差逐渐接近某一值时，加法器输出重新恢复到控制器的 设定值。控制阀停留在新的开度上，液位的平衡数值比原来有所升高，流 量的平衡数值也比原来的有所增加，达到均匀控制的目的。 稳态时加法器的输出为: 控制器的测量值 3、双冲量均匀控制 三、 均匀控制参数整定 副回路为流量控制，副控制器参数整定方法与一般的流量器相同 选用大的比例度，小的积分时间 均匀控制的液位控制器整定原则： ① 控制器参数设置要保证液位不超过允许的波动范围； ② 调整控制器参数，使液位最大波动接近允许范围， 目的是充分利用液位允许范围内的缓冲作用，使流量平稳。 1、比例控制 ①先将比例度放置在估计不会引起液位超限的数值，如100%左右； ②观察记录曲线，若液位的最大波动小于允许范围，则可增加比例度 值，使液位“质量”降低，使流量更平稳； ③当液位超限时，增加比例度； ④重复调整，直到液位最大波动在允许范围内