【正文】 （32）參數(shù)選擇原則：減小Tm和τm均對(duì)提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量有利。在串級(jí)控制系統(tǒng)中出現(xiàn)了兩個(gè)被控對(duì)象，即主對(duì)象（溫度對(duì)象）和副對(duì)象（流量對(duì)象），所以有兩個(gè)被控參數(shù)，主被控參數(shù)（溫度）和副被控參數(shù)（流量）。無(wú)論是由于何種原因，何種干擾，只要它的作用使出口溫度T有了變化，控制系統(tǒng)就能通過(guò)調(diào)節(jié)器來(lái)克服，使出口溫度T回到原來(lái)的平衡狀態(tài)。單回路控制系統(tǒng)包含一個(gè)測(cè)量變送器，一個(gè)調(diào)節(jié)器，一個(gè)執(zhí)行器和對(duì)象，對(duì)對(duì)象的某一個(gè)被控制參數(shù)進(jìn)行閉環(huán)負(fù)反饋控制。解決的途徑有二：一是把溫度控制系統(tǒng)作為時(shí)滯系統(tǒng)來(lái)考慮。通過(guò)調(diào)節(jié)電壓（或電流）的大小可改變供出的熱量。下圖21為啤酒冷卻區(qū)溫度控制系統(tǒng)原理圖：蒸汽未冷卻的啤酒冷卻后的啤酒圖21 冷卻區(qū)溫度控制系統(tǒng)原理圖如下圖22所示，溫度控制系統(tǒng)由被控對(duì)象、測(cè)量裝置、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分構(gòu)成。根據(jù)殺菌溫度，處理時(shí)間及玻璃瓶受熱沖擊和壓力變化的能力，瓶裝啤酒殺菌過(guò)程由三個(gè)溫區(qū)組成：預(yù)熱區(qū)，過(guò)熱及保溫區(qū)，冷卻區(qū)。目前普遍采用的是巴氏殺菌法，它是一種利用較低的溫度既可殺死病菌又能保持物品中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)風(fēng)味不變的消毒法。在本次控制系統(tǒng)的選擇中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)題目要求是：對(duì)啤酒生產(chǎn)線的殺菌過(guò)程中的冷卻區(qū)的溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以本著簡(jiǎn)單、實(shí)用的原則我把它設(shè)計(jì)成一個(gè)簡(jiǎn)單的單回路系統(tǒng)來(lái)滿足題目要求。過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)大致可分為以下幾個(gè)步驟：熟悉和理解生產(chǎn)對(duì)控制系統(tǒng)的技術(shù)要求與性能指標(biāo)；建立被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型；控制方案的確定；控制設(shè)備選型；實(shí)驗(yàn)（或仿真）驗(yàn)證。巴氏消毒的原理是在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越低，細(xì)菌繁殖越慢；溫度越高，繁殖越快。啤酒殺菌流工藝程圖如下：圖11啤酒生產(chǎn)線殺菌工藝流程圖2 溫度控制系統(tǒng)簡(jiǎn)述溫度控制系統(tǒng)是以溫度作為被控制量的反饋控制系統(tǒng)。測(cè)量裝置是溫度控制系統(tǒng)的重要部件，包括溫度傳感器和相應(yīng)的輔助部分，如放大、變換電路等。高精度溫度控制系統(tǒng)則常采用串級(jí)控制。另一途徑是采用分散控制方式，把分布參數(shù)的被控過(guò)程在空間上分段化，每一段過(guò)程可作為集中參數(shù)系統(tǒng)來(lái)控制，構(gòu)成空間上分布的多站控制系統(tǒng)。采用單回路控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)啤酒生產(chǎn)線殺菌冷卻區(qū)溫度控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖：圖31單回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖調(diào)節(jié)器——PID調(diào)節(jié)器執(zhí)行器——?dú)鈩?dòng)薄膜式執(zhí)行器被控對(duì)象——換能器被控量——啤酒溫度檢測(cè)變送器——DDZⅢ型熱電阻溫度變送器 系統(tǒng)控制過(guò)程分析溫度控制系統(tǒng)的控制階段主要分為：平衡階段和抗干擾調(diào)節(jié)階段。（2）溫度T下降：當(dāng)外界干擾使出口溫度T下降時(shí)，溫度變送器的熱電阻阻值降低，電流值減小，使反饋測(cè)量值Z減小，偏差E因此增大，控制器發(fā)揮作用使氣動(dòng)執(zhí)行器的開(kāi)度增大，熱蒸汽流量增大，使出口溫度T上升。串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，在選擇副參數(shù)時(shí)，必須把主要干擾包含在副回路中，并力求把更多的干擾包含在副回路中；選擇副參數(shù)，進(jìn)行副回路的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使主、副對(duì)象的時(shí)間常數(shù)適當(dāng)匹配；方案應(yīng)考慮工藝上的合理性、可能性和經(jīng)濟(jì)性。1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)測(cè)量和變送中涉及的問(wèn)題： （1）信號(hào)濾波； （2）信號(hào)處理； （3）純時(shí)延問(wèn)題； （4）測(cè)量時(shí)延問(wèn)題； （5）信號(hào)傳遞時(shí)延問(wèn)題。溫度變送器有DDZIII型溫度變送器、一體化溫度變送器和智能式溫度變送器。因此往往通過(guò)選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性來(lái)補(bǔ)償被控過(guò)程特性的非線性，從而達(dá)到系統(tǒng)總放大倍數(shù)不變的目的。氣動(dòng)執(zhí)行器以壓縮空氣為能源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出推力大，動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，價(jià)格便宜，本質(zhì)安全防爆，氣動(dòng)執(zhí)行器中的氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行器在實(shí)際應(yīng)用中最為廣泛，本設(shè)計(jì)中要求對(duì)啤酒溫度進(jìn)行控制，加熱手段為熱蒸汽，因此可選擇氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行器為執(zhí)行元件。1 ℃。應(yīng)當(dāng)注意，儀表的回差不能超過(guò)儀表引用誤差，否則應(yīng)當(dāng)檢修。適用于過(guò)程容量滯后較大的場(chǎng)合。記錄此時(shí)的臨界值Pm和Tm。（3）適當(dāng)改變比例度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，到出現(xiàn)滿意的衰減曲線為止。但對(duì)臨界比例度小或者工藝生產(chǎn)約束條件嚴(yán)格，對(duì)過(guò)渡過(guò)程不允許出現(xiàn)等幅振蕩的控制系統(tǒng)不適用。我了解到理論聯(lián)系實(shí)際是多么重要，同時(shí)又是多么的困難，還有平時(shí)學(xué)習(xí)一定要認(rèn)真踏實(shí)，把理論知識(shí)要弄懂要理解消化為自己的知識(shí)，同時(shí)要學(xué)會(huì)在理論學(xué)習(xí)時(shí)善于思考，多得一些自己的想法和思路，并且多讀一些課外書(shū)，開(kāi)闊視野增長(zhǎng)一些課外