第五章8-比值控制系统.pptVIP

若K1时，可采用乘法器放置在副流量回路中，这时:Q2变送器Q1变送器控制器控制阀对象×I2-b）对于使用比率给定器的方案Q2变送器Q1变送器控制器控制阀对象比率器I1比率给定范围：线性K′0.3~3.0开方K′0.6~1.7乘法器与比率器的区别：乘法器的比值系数不象比率器那样可以直接在仪表上设置，而是通过外部恒流给定器来设定的。比值设置的步骤：先由工艺规定的两物料的流量比值R，结合测量变送器的测量上限，正确的计算出仪表比值系数K。根椐所使用的乘法器运算式，由K进一步算出Ik，然后将恒流定器的输出值调整到上述计算值。2）用除法器组成的方案Q2÷F2CQ1KQ2变送器Q1变送器控制器控制阀对象除法器I1I2I0IrDDZ-Ⅲ仪表（4~20mA）的除法运算式：稳态时：I0Ir除法器的增益：Q2/Q1(I2/I1)，增益为“正”Q1/Q2(I1/I2)，增益为“负”因此，在除法运算方案中，必须注意到除法器包含在副流量回路中，它的存在影响到系统的负反馈，此外除法器的非线性特性对控制质量的影响。比值设定的步骤：先由工艺规定的流量比R，测量变送仪表的特性，计算比值系数K。按给定值计算公式，算出给定值后再把比值器的给定值设置成上面的计算值。特点：可直接读出比值，使用方便。把比值器的给定值改成第三参数，即能组成变比值系统。3、比值控制方案中非线性环节的影响产生原因：流量测量采用节流装置配差压变送器，不使用开方器时，若用DDZ-Ⅲ型变送器，则测量信号与流量之间的关系如下式：式中：K—静态放大系数Q0—Q的静态工作点整个测量变送环节的静态放大系数是：K∝Q0，随着负荷的增加而增大(1).测量环节的非线性产生问题：静态放大系数k正比于流量，即随负荷的增大，稳定性下降。解决方法：1）经过开方运算，输出信号与流量成线性关系，静态放大系数与负荷大小无关，系统的动态性能不再受负荷变化影响。2）可以选取不同流量特性的控制阀来补偿。注意：对于节流法测量流量的比值系统，两流量要么都具有相似的非线性，要么经开方都成为线性。(2).除法器的非线性当然也有例外，如过程特性本身具有非线性（放大倍数随负荷的增大而增大），则此时采用除法器组成比值系统，除法器的非线性不仅对系统的控制质量无害，反而能起到对过程非线性的补偿作用。由于除法器在闭环回路中K=I2/I1，其放大倍数为：I1是Q1的测量信号，K`随着I1(I2)的增大而减小。这与采用差压法测量流量而不经开方运算时的情况正好相反，在小负荷时，系统不易稳定。上面采用K=I2/I1，若采用K=I1/I2，其非线性情况也一样：因为，保持一定，所以负荷越小，放大倍数越大。由于除法器在闭环回路中K=I2/I1，其放大倍数为：可见采用K=I2/I1时，放大倍数为“正”而采用K=I1/I2时，放大倍数为“负”在合成氨生产的CO变换炉中，采用除法器组成变换炉温度对蒸汽/煤气比值进行校正的变比值控制系统，就是利用除法器的非线性来补偿变换炉的非线性，收到了良好的效果。÷FCTC煤气蒸气变换炉变换气4比值控制方案中的信号匹配问题比值系数K的计算是比值控制系统信号匹配的主要内容。K的大小除了与工艺规定的流量比R以外，还与仪表的量程上限有关。因此要使比值控制系统具有较高的灵敏度和精度，仪表的量程上限的确定是极为关键的。仪表量程选得过大，以致仪表得灵敏度较低。对于相乘方案，比值系数K在接近于1时最为灵敏，精度最高。因为当K=1时，KQ1max=Q2max，即在保持工艺要求的比值R不变情况下，主副流量都在全量程变化，系统的灵敏度及精度都很高。如工艺要求R=Q2/Q1=1/2，若选仪表测量上限，Q1max/Q2max=2/1，则K=1/2*2/1=1。对于相除方案，K值应取为0.5~0.8左右，这样控制器的测量值处于整个量程的中间偏上数值，既能保证精确度，又有一定的调整余地。例题：

在甲烷转化反应中，为了保证甲烷的转化率，就必须保持天然气、水蒸汽和空气之间成一定的比值（1：3：1.4）。工艺生产中最大负荷为：天然气流量的最大值Qsmax=311100m3/h；空气流量的最大值Qamax=14000m