化工仪表及自动化4.2复杂控制系统新疆应用68课件.pptxVIP

化工仪表及自动化4.2复杂控制系统新疆应用职业技术学院

教学目标根据实际生产过程正确选择复杂控制系统的能力能力目标了解串级控制系统的结构、特性、控制选择；了解几种不同复杂控制系统的基本原理、特点和应用；掌握不同复杂控制系统的适用场合，主副变量选择；知识目标培养诚实守信、团结协作、爱岗敬业精神；培养安全、环保、健康生产意识；培养分析问题和解决问题的能力；培养创新能力等。素质目标2

目录contents串级控制系统4.2.2其他复杂控制系统4.2.1

4.2.1串级控制系统1、串级控制系统概述随着工业的发展，生产工艺的革新和强化，对自动化的要求日益提高。简单控制系统往往满足不了这样高的要求，所以相继地出现了各种复杂控制系统。复杂控制系统是多变量的，具有两个以上变送器、两个以上控制器或两个以上控制阀所组成的多个回路的控制系统，所以又称为多回路控制系统。复杂控制系统种类繁多，根据系统的结构和所担负的任务来说，常见的复杂控制系统有串级、均匀、比值、分程、三冲量、前馈、选择性等系统。当对象的滞后较大，干扰比较剧烈、频繁时，可考虑采用串级控制系统。

4.2.1串级控制系统举例控制好温度可延长炉子寿命，防止炉管烧坏；可保证后面精馏分离的质量。管式加热炉出口温度控制系统根据原料出口温度的变化来控制燃料阀门的开度在实际生产过程中，特别是当加热炉的燃料压力或燃料本身的热值有较大波动时，该简单控制系统的控制质量往往很差，原料油的出口温度波动较大，难以满足生产上的要求。

4.2.1串级控制系统当燃料压力或燃料本身的热值变化后，先影响炉膛的温度，然后通过传热过程才能逐渐影响原料油的出口温度，这个通道容量滞后很大，时间常数约15min左右，反应缓慢，而温度控制器TC是根据原料油的出口温度与给定值的偏差工作的。所以当干扰作用在对象上后，并不能较快地产生控制作用以克服干扰被控变量的影响。当工艺上要求原料油的出口温度非常严格时，为了解决容量滞后问题，还需对加热炉的工艺作进一步分析。原因

4.2.1串级控制系统以原料油出口温度为主要被控变量的炉出口温度与炉膛温度的串级控制系统管式加热炉出口温度串级控制系统的方框图管式加热炉出口温度串级控制系统在上述控制系统中，有两个控制器T1C和T2C，接收来自对象不同部位的测量信号θ1和θ2。T1C的输出作为T2C的给定值，而后者的输出去控制执行器以改变操纵变量。从系统的结构看，这两个控制器是串接工作的。

4.2.1串级控制系统几个串级控制系统中常用的名词主变量工艺控制指标，在串级控制系统中起主导作用的被控变量。副变量串级控制系统中为了稳定主变量或因某种需要而引入的辅助变量。主对象为主变量表征其特性的生产设备。副对象为副变量表征其特性的工艺生产设备。

4.2.1串级控制系统主控制器按主变量的测量值与给定值而工作，其输出作为副变量给定值的那个控制器。副控制器其给定值来自主控制器的输出，并按副变量的测量值与给定值的偏差而工作的那个控制器。主回路由主变量的测量变送装置，主、副控制器，执行器和主、副对象构成的外回路。副回路由副变量的测量变送装置，副控制器执行器和副对象所构成的内回路。

4.2.1串级控制系统串级控制系统典型方块图1、串级控制系统概述

4.2.1串级控制系统2、串级控制系统的结构串级控制系统有两个闭合回路。主回路是个定值控制系统,副回路是个随动系统。在串级控制系统中,主变量是反映产品质量或生产过程运行情况的主要工艺参数。副变量的引入往往是为了提高主变量的控制质量,它是基于主,副变量之间具有一定的内在关系而工作的。

4.2.1串级控制系统2、串级控制系统的结构选择串级控制系统的副变量一般有两类情况：一类情况是选择与主变量有一定关系的某一中间变量作为副变量;另一类选择的副变量就是操纵变量本身,这样能及时克服它的波动,减小对主变量的影响。

4.2.1串级控制系统举例通过这套串级控制系统，能够在塔釜温度稳定不变时，蒸汽流量能保持恒定值，而当温度在外来干扰作用下偏离给定值时，又要求蒸汽流量能作相应的变化，以使能量的需要与供给之间得到平衡，从而保持釜温在要求的数值上。精馏塔塔釜温度串级控制系统1—精馏塔；2—再沸器2、串级控制系统的结构

4.2.1串级控制系统