【正文】 標(biāo)，所以其 液位 是直接指標(biāo) (直接參數(shù) )，即為被控參數(shù)。 基本步驟 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 62 投運(yùn)第二步：現(xiàn)場(chǎng)人工操作 將控制閥前后的閥門(mén) 2關(guān)閉，打開(kāi)旁通閥 3，觀(guān)察測(cè)量?jī)x表能否正常工作，待工況穩(wěn)定。此方法對(duì) PID控制器的三個(gè)參數(shù)不容易找到最佳的數(shù)值。 先在純比例作用下 ， 調(diào)整 P值得到 4∶ 1或 10∶ 1衰減過(guò)程的曲線(xiàn) ， 如圖所示 ， 記下此時(shí)的比例帶 PS， 在曲線(xiàn)上取得振蕩周期 TS或上升時(shí)間 TA。 (4)按“先 P后 I最后 D”的操作程序，將控制器整定參數(shù)調(diào)整到計(jì)算值上。 (2)引入積分作用 ?將積分時(shí)間 TI由大到小進(jìn)行整定； ?若曲線(xiàn)波動(dòng)較大，則應(yīng)增大 TI； ?若曲線(xiàn)偏離給定值后長(zhǎng)時(shí)間回不來(lái)，則需減少 TI， 以求得較好的過(guò)渡過(guò)程曲線(xiàn)。 調(diào)節(jié)閥是 氣關(guān)式 當(dāng)液位升高，調(diào)節(jié)閥開(kāi)度增大，由于所選取的是氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，故要求調(diào)節(jié)器輸出減少， 調(diào)節(jié)器是 反作用 。 ”)*(對(duì)象 “ 177?？刂瀑|(zhì)量要求不高，容許振蕩 對(duì)象容量大，負(fù)荷變動(dòng)小，純滯后小。 ③判別工況是阻塞流還是非阻塞流，如為阻塞流工況，且流量較大，則應(yīng)進(jìn)行噪聲預(yù)估計(jì)算，如為非阻塞流，一般可不進(jìn)行噪聲預(yù)估計(jì)算。 【 流通能力定義 】 在給定的行程下，當(dāng)閥兩端壓差為 100kPa，流體密度為 1g/cm3時(shí)，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流體流量 (以 m3/h表示 )。 隔膜閥 用于強(qiáng)腐蝕性粘度高帶懸浮物或帶纖維的介質(zhì)，但不耐高溫和高壓。如節(jié)流裝置測(cè)流量，配開(kāi)方器，用線(xiàn)性控制閥；如不加開(kāi)方器，從靜態(tài)考慮要選快開(kāi)特性，實(shí)際選線(xiàn)性。 17 ZXP(ZJHP)型新系列 氣動(dòng)薄膜直通單座閥 ZAZN型電動(dòng)雙座閥 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 選擇 原則 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行準(zhǔn)則 使在生產(chǎn)負(fù)荷變動(dòng)情況下，已整定的 控制器的參數(shù)值不需改變 ，而控制系統(tǒng)仍能保持預(yù)定的品質(zhì)指標(biāo)。 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 操縱量的選擇原則 ?控制變量應(yīng)是可控的，即工藝上允許調(diào)節(jié)。 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 被控變量選擇原則 9 有代表性： 通常都是比較主要的工藝參數(shù) 。 當(dāng)無(wú)法獲得直接指標(biāo)信號(hào) ， 或其測(cè)量和變送環(huán)節(jié)滯后很大時(shí) ， 可選擇與直接指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的間接指標(biāo)作為被控變量 。 一般說(shuō)來(lái)不宜選擇生產(chǎn)負(fù)荷作為控制變量 11 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 例 1： 蒸汽 被控 介質(zhì) t TT 例 2： 加熱爐用燃料油加熱 400度，設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)。 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 1)數(shù)學(xué)分析法 根據(jù)對(duì)象特性選取合適的控制閥流量特性 2)經(jīng)驗(yàn)法 (工程上多采用 ) 根據(jù)被控對(duì)象、控制參數(shù)，按照經(jīng)驗(yàn)選取流量特性。 31 a)單座控制閥 b)雙座控制閥 c)角形控制閥 d)套筒控制閥 1閥桿； 2上閥蓋； 3填料； 4閥芯； 5閥座； 6閥體 部分控制閥結(jié)構(gòu) 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 控制閥結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)及適用場(chǎng)所 直通單座閥 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便，泄漏小，但受流體沖擊不平衡力大。 32 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 控制閥開(kāi)閉 (作用 )形式的選擇 控制閥的開(kāi) (信號(hào)增大時(shí)閥開(kāi)大 )閉 (信號(hào)壓力增大閥關(guān)小 )形式選擇主要基于以下幾點(diǎn)考慮： ?安全角度： 出現(xiàn)意外，保證人員、設(shè)備安全； ?質(zhì)量角度：出現(xiàn)意外事故，考慮產(chǎn)品質(zhì)量； ?消耗角度：原料、成品及動(dòng)力； ?介質(zhì)特點(diǎn)：特殊介質(zhì)，考慮結(jié)晶、蒸發(fā)等因素 ?控制閥作用方式的選擇要和控制器作用方式的選擇匹配以滿(mǎn)足控制通道作用方向的要求。 ?按常用流量算出相應(yīng)的流通能力 Cvc。 ⑥進(jìn)行壓力、壓差、開(kāi)度 (10%l/L90%)以及可調(diào)比 (RrQmax/Qmin)校驗(yàn)，以驗(yàn)證所選調(diào)節(jié)閥口徑的正確性。允許靜差存在 對(duì)象滯后大，負(fù)荷變動(dòng)較大但不頻繁。 ”)*(控制閥 “ 177。 工程應(yīng)用上大量采用 工程整定法 。 50 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 51 在擾動(dòng)作用下被控量出現(xiàn)等幅振蕩的狀態(tài)叫臨界狀態(tài) (圖 46)，處于臨界狀態(tài)時(shí)控制器的比例系數(shù) (比例帶 )和被控量的振蕩周期，分別叫做臨界比例系數(shù) KC(比例帶 PK)和臨界周期 TK 。 解：應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式， 可得 (1).比例控制器 ?=2?K=2 20%=40% (2).比例積分控制器 ?=?K= 20%=44% TI=TK/=1/= (3).比例積分微分控制器 ?=?K=?20%=32% TI==?1= TD==?= P(%) KP TI TD P 2PK ∞ 0 PI 0 PID 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) ?應(yīng)用臨界比例度法的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)： （ 1）在尋找臨界狀態(tài)時(shí)，應(yīng)格外小心。 解 應(yīng)用表中的經(jīng)驗(yàn)公式，可得 (1)、 比例 控制器 ?=?S=20% (2)、 比例積分 控制器 ?=?S=?20%=24% TI==?10=5min (3)、 比例積分微分 控制器 ?=?S=?20%=16% TI==?10=3min TD==?10=1min P(%) TI TD P PS ∞ 0 PI 0 PID 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 58 響應(yīng)曲線(xiàn)法 典型工業(yè)過(guò)程響應(yīng)曲線(xiàn) (開(kāi)環(huán) )如下圖示： 典型 (S型 )響應(yīng)曲線(xiàn) ?y ? T 響應(yīng)曲線(xiàn)法又稱(chēng)為 ZieglerNichols第一法則 ，是一種根據(jù)廣義對(duì)象的響應(yīng)曲線(xiàn) 【 如響應(yīng)曲線(xiàn)不為 S型不能使用本方法 】 來(lái)整定控制器參數(shù)的方法。 3）衰減曲線(xiàn)法 ：此法是在總結(jié)臨界比例帶的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出來(lái)的，較準(zhǔn)確可靠，安全，應(yīng)用廣泛。至此，初步投運(yùn)過(guò)程結(jié)束。這樣構(gòu)成液位控制系統(tǒng)就有兩種控制方案，如圖 49所示。 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 70 控制器作用方式確定 ? 被控對(duì)象為反作用：操縱量 Q2增大， h下降； ? 檢測(cè) /變送為正作用： ? 控制閥為氣關(guān)型，是反作用 m Q2 e 圖 (b)控制系統(tǒng)等效方框圖 h SP 控制閥 “ － ” 檢測(cè) /變送 “ +” PV 水槽 “ － ” 控制規(guī)律 “ +” 反作用 擾動(dòng)使 h↑ PV↑ → e↓ 要維持 h， 需 Q2↑ → m↓ 控制規(guī)律方塊為正作用 (+) 控制器為反作用 (－ ) 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 本章小結(jié) 被控量與操縱量的選擇 檢測(cè)及變送環(huán)節(jié)的考慮 控制閥的選擇 控制器控制規(guī)律及作用方向的選擇 控制器參數(shù)的工程整定 控制系統(tǒng)的投運(yùn) 71 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 重點(diǎn)與難點(diǎn) ? 掌握單回路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟