化工儀表培訓(xùn)課程-文庫(kù)吧
2024-12-19 08:11 本頁(yè)面
【正文】 擾動(dòng)導(dǎo)致壓力 p1升高， PC將控制閥 A開大，加大回流量 q1；與此同時(shí)，由于 p1升高將使q2增大，為此 FC將使閥 B關(guān)小。這樣會(huì)進(jìn)一步加劇 p1的上升。這樣的兩個(gè)控制系統(tǒng)都無(wú)法運(yùn)行。 操縱變量的選擇 選定了操縱變量，實(shí)際上就確定了控制通道。因此，在選擇操縱變量時(shí)，要認(rèn)真分析過程特性。 A 放大系數(shù) K0的影響 在選擇操縱變量時(shí)，一般是希望控制通道的放大系統(tǒng)數(shù) K0要大一些。因?yàn)?K0大，表示操縱變量對(duì)被控變量的影響大，抑制擾動(dòng)能力強(qiáng)，過渡過程的余差也小，控制精度可得到提高。但 K0過大，控制作用過于靈敏，易使調(diào)節(jié)過頭，引起振蕩。因此，在工藝條件允許的情況下應(yīng)選擇控制通道放大系數(shù) K0較大的作為操縱變量。 B 時(shí)間常數(shù) T0的影響 控制通道時(shí)間常數(shù) T0越大，被控變量變化越緩慢，恢復(fù)時(shí)間加長(zhǎng)，控制作用不及時(shí)，過渡過程的最大偏差將加大，使控制質(zhì)量變差。相反，時(shí)間常數(shù) T0較小時(shí)，反映靈敏，控制及時(shí)，恢復(fù)時(shí)間短。但當(dāng) T0太小時(shí)，容易引起調(diào)節(jié)過于頻繁而造成被控變量振蕩，穩(wěn)定性變差。因此，在 T0太大或太小的情況下，都比較難以控制。一般，要根據(jù)被控過程的特性來(lái)考慮控制通道時(shí)間常數(shù) T0的大小 。 C 純滯后 τ0的影響 控制通道純滯后的存在，使控制作用落后于被控變量的變化，容易引起超調(diào)和振蕩，使被控變量的最大偏差增大，過渡時(shí)間拉長(zhǎng)，控制質(zhì)量變差。 D 擾動(dòng)通道 放大系數(shù) Kf，越小表明在同樣階躍擾動(dòng) Δ?作用下，擾動(dòng)被大大削弱，對(duì)被控變量的影響越小。 時(shí)間常數(shù) Tf，越大相當(dāng)于對(duì)擾動(dòng)起到了一個(gè)濾波作用，則控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)越好。 純滯后 τf ，對(duì)于擾動(dòng)通道來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于擾動(dòng)推遲時(shí)間 τf后進(jìn)入被控過程，它的大小不影響控制的品質(zhì)。 討論： 假設(shè)控制系統(tǒng)的被控過程由三個(gè)獨(dú)立的單容量環(huán)節(jié) GP GP GP3串聯(lián)組成，擾動(dòng)分別從三個(gè)不同的位置進(jìn)入系統(tǒng)。顯然從擾動(dòng) Fl到被控變量 C通道的時(shí)間常數(shù)個(gè)數(shù)最多，因而對(duì)擾動(dòng) Fl的濾波效果最好，即對(duì)被控變量的影響最小， F2次之，而 F3的影響最大。 結(jié)論：擾動(dòng)離被控變量越近，離調(diào)節(jié)閥越遠(yuǎn)，則對(duì)被控變量的影響越大。 綜上所述，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，操縱變量選擇的原則是： (1) 操縱變量應(yīng)是控制通道放大系數(shù) K0較大者。 (2) 應(yīng)使擾動(dòng)通道的時(shí)間常數(shù)越大越好，而控制通道的時(shí)間常數(shù)適當(dāng)小一些。 (3) 控制通道純滯后時(shí)間越小越好，并盡量使擾動(dòng)遠(yuǎn)離被控變量而靠近調(diào)節(jié)閥。 另外，當(dāng)廣義過程的控制通道由幾個(gè)一階滯后環(huán)節(jié)組成時(shí)，要避免各個(gè)時(shí)間常數(shù)相等或相接近的情況。需考慮到工藝上的合理和方便。由于生產(chǎn)負(fù)荷直接關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量，不宜選擇生產(chǎn)負(fù)荷作為操縱變量。 檢測(cè)變送環(huán)節(jié)對(duì)控制系統(tǒng)的影響 檢測(cè)變送環(huán)節(jié)在控制系統(tǒng)中起獲取和傳送信息的作用。 檢測(cè)變送環(huán)節(jié)對(duì)控制系統(tǒng)的影響主要集中在檢測(cè)元件的滯后和信號(hào)傳遞的滯后問題上。因此，分析研究檢測(cè)元件本身的特性、安裝位置、信息傳遞等問題，也是提高系統(tǒng)控制質(zhì)量的重要方面。 檢測(cè)環(huán)節(jié)的純滯后 圖示的 pH控制系統(tǒng)，測(cè)量電極不能放置在流速較大的主管道，需要安裝在流速較小的支管道上，其測(cè)量引入了純滯后時(shí)間 τo，其大小為： τo =l1/V1+l2/V2 由于檢測(cè)元件的安裝位置所引入的純滯后，有時(shí)是不可避免的，但必須盡可能地減小。因此必須合理地選擇檢測(cè)元件的安裝位置。當(dāng)檢測(cè)元件的純滯后太大、采用簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)無(wú)法滿足工藝要求時(shí)，應(yīng)考慮采用復(fù)雜控制等方案。 測(cè)量滯后（容量滯后） 測(cè)量滯后，是指由檢測(cè)元件時(shí)間常數(shù)所引起的動(dòng)態(tài)誤差。 例如，測(cè)溫元件測(cè)量溫度時(shí)，由于存在著熱阻和熱容，其本身具有一定的時(shí)間常數(shù)。測(cè)量滯后可通過正確選擇檢測(cè)元件的安裝位置、選擇快速檢測(cè)元件、正確選擇控制器的微分控制作用等來(lái)克服測(cè)量滯后。 傳遞滯后（氣動(dòng)信號(hào)） 傳遞滯后是指氣壓信號(hào)在管路傳遞過程中所造成的滯后。 在實(shí)行集中控制的大、中型工廠中，由于檢測(cè)變送器和調(diào)
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