化工儀表培訓課程-文庫吧
2024-12-19 08:11 本頁面
【正文】 擾動導致壓力 p1升高， PC將控制閥 A開大，加大回流量 q1；與此同時，由于 p1升高將使q2增大，為此 FC將使閥 B關(guān)小。這樣會進一步加劇 p1的上升。這樣的兩個控制系統(tǒng)都無法運行。 操縱變量的選擇 選定了操縱變量，實際上就確定了控制通道。因此，在選擇操縱變量時，要認真分析過程特性。 A 放大系數(shù) K0的影響 在選擇操縱變量時，一般是希望控制通道的放大系統(tǒng)數(shù) K0要大一些。因為 K0大，表示操縱變量對被控變量的影響大，抑制擾動能力強，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選擇控制通道放大系數(shù) K0較大的作為操縱變量。 B 時間常數(shù) T0的影響 控制通道時間常數(shù) T0越大，被控變量變化越緩慢，恢復時間加長，控制作用不及時，過渡過程的最大偏差將加大，使控制質(zhì)量變差。相反，時間常數(shù) T0較小時，反映靈敏，控制及時，恢復時間短。但當 T0太小時，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)被控過程的特性來考慮控制通道時間常數(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，過渡時間拉長，控制質(zhì)量變差。 D 擾動通道 放大系數(shù) Kf，越小表明在同樣階躍擾動 Δ?作用下，擾動被大大削弱，對被控變量的影響越小。 時間常數(shù) Tf，越大相當于對擾動起到了一個濾波作用，則控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標越好。 純滯后 τf ，對于擾動通道來說，相當于擾動推遲時間 τf后進入被控過程，它的大小不影響控制的品質(zhì)。 討論： 假設(shè)控制系統(tǒng)的被控過程由三個獨立的單容量環(huán)節(jié) GP GP GP3串聯(lián)組成，擾動分別從三個不同的位置進入系統(tǒng)。顯然從擾動 Fl到被控變量 C通道的時間常數(shù)個數(shù)最多，因而對擾動 Fl的濾波效果最好，即對被控變量的影響最小， F2次之，而 F3的影響最大。 結(jié)論：擾動離被控變量越近，離調(diào)節(jié)閥越遠，則對被控變量的影響越大。 綜上所述，設(shè)計控制系統(tǒng)時，操縱變量選擇的原則是： (1) 操縱變量應是控制通道放大系數(shù) K0較大者。 (2) 應使擾動通道的時間常數(shù)越大越好，而控制通道的時間常數(shù)適當小一些。 (3) 控制通道純滯后時間越小越好，并盡量使擾動遠離被控變量而靠近調(diào)節(jié)閥。 另外，當廣義過程的控制通道由幾個一階滯后環(huán)節(jié)組成時，要避免各個時間常數(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)負荷直接關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量，不宜選擇生產(chǎn)負荷作為操縱變量。 檢測變送環(huán)節(jié)對控制系統(tǒng)的影響 檢測變送環(huán)節(jié)在控制系統(tǒng)中起獲取和傳送信息的作用。 檢測變送環(huán)節(jié)對控制系統(tǒng)的影響主要集中在檢測元件的滯后和信號傳遞的滯后問題上。因此，分析研究檢測元件本身的特性、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。 檢測環(huán)節(jié)的純滯后 圖示的 pH控制系統(tǒng)，測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，其測量引入了純滯后時間 τo，其大小為： τo =l1/V1+l2/V2 由于檢測元件的安裝位置所引入的純滯后，有時是不可避免的，但必須盡可能地減小。因此必須合理地選擇檢測元件的安裝位置。當檢測元件的純滯后太大、采用簡單控制系統(tǒng)無法滿足工藝要求時，應考慮采用復雜控制等方案。 測量滯后（容量滯后） 測量滯后，是指由檢測元件時間常數(shù)所引起的動態(tài)誤差。 例如，測溫元件測量溫度時，由于存在著熱阻和熱容，其本身具有一定的時間常數(shù)。測量滯后可通過正確選擇檢測元件的安裝位置、選擇快速檢測元件、正確選擇控制器的微分控制作用等來克服測量滯后。 傳遞滯后（氣動信號） 傳遞滯后是指氣壓信號在管路傳遞過程中所造成的滯后。 在實行集中控制的大、中型工廠中，由于檢測變送器和調(diào)
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