第四章串級控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-11-29 13:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 F3(s)、 F4(s) Go1(s) F1(s)、 F2(s) Gm1(s) － 真正的單回路控制 對于進入主回路的干擾，串級控制和單回路控制閉環(huán)回路的區(qū)別： 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 C2 V 0 2C2 V 0 2 m 20202C2 V 0 2 m 2K K K1 K K K KG ( )T1S1 K K K Ks?? ???T02′ T02 K02 ′ T02 ′ T02 ，說明主環(huán)通道時間常數(shù)被縮短，加快了系統(tǒng)的控制速度。 Gc1(s) X1(s) Θ1(s) ＋ G*o2(s) F3(s)、 F4(s) Go1(s) G’o2(s) Θ2(s) F1(s)、 F2(s) Gm1(s) － 串級控制等效 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 有些生產(chǎn)過程的工藝條件經(jīng)常變化。而在不同的工藝點，對象的放大倍數(shù)往往不同。如果是單回路控制，這會導(dǎo)致控制質(zhì)量下降。 G*c1(s) Gv(s) X1(s) Θ1(s) ＋ Go2(s) F3(s)、 F4(s) Go1(s) F1(s)、 F2(s) Gm1(s) － 真正的單回路控制 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 C2 V 0 2C2 V 0 2 m 20202C2 V 0 2 m 2K K K1 K K K KG ( )T1S1 K K K Ks?????K02 ′≈1/Km2 對于串級控制，部分對象被包含在副回路中，其放大倍數(shù)被負(fù)反饋壓制。因而工藝負(fù)荷或操作條件變化時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)仍然具有較好的控制質(zhì)量。 Gc1(s) Gv(s) X1(s) Θ1(s) ＋ Go2(s) F3(s)、 F4(s) Go1(s) Gc2(s) ＋ X2(s) Θ2(s) F1(s)、 F2(s) Gm2(s) Gm1(s) － － 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 串級系統(tǒng)特點總結(jié)： ① 對進入副回路的干擾有很強的克服能力； ②改善了被控過程的動態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率；對進入主回路的干擾控制效果也有改善； ③對負(fù)荷或操作條件的變化有一定自適應(yīng)能力。 調(diào)節(jié)效果比較 串級控制 單回路控制 t y 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 串級控制系統(tǒng)的設(shè)計與參數(shù)整定 1．主回路設(shè)計 主回路設(shè)計與單回路控制系統(tǒng)一樣。 Gc1(s) Gv(s) X1(s) Θ1(s) ＋ Go2(s) F3(s)、 F4(s) Go1(s) Gc2(s) ＋ X2(s) Θ2(s) F1(s)、 F2(s) Gm2(s) Gm1(s) － － 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 2．副回路的選擇 副回路設(shè)計中，最重要的是選擇副回路的被控參數(shù)（串級系統(tǒng)的副參數(shù)）。副參數(shù)的選擇一般應(yīng)遵循下面幾個原則： ①主、副變量有對應(yīng)關(guān)系 ②副參數(shù)的選擇必須使副回路包含變化劇烈的主要干擾，并盡可能多包含一些干擾 ③副參數(shù)的選擇應(yīng)考慮主、副回路中控制過程的時間常數(shù)的匹配，以防“共振” 的發(fā)生 ④應(yīng)注意工藝上的合理性和經(jīng)濟性 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 3．主、副調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇 在串級系統(tǒng)中，主參數(shù)是系統(tǒng)控制任務(wù)，副參數(shù)輔助變量。這是選擇調(diào)節(jié)規(guī)律的基本出發(fā)點。 主參數(shù)是生產(chǎn)工藝的主要控制指標(biāo)，工藝上要求比較嚴(yán)格。所以，主調(diào)節(jié)器通常選用 PI調(diào)節(jié)，或 PID調(diào)節(jié)。 控制副參數(shù)是為了提高主參數(shù)的控制質(zhì)量，對副參數(shù)的要求一般不嚴(yán)格，允許有靜差。因此，副調(diào)節(jié)器一般選 P調(diào)節(jié)就可以了。 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 4．主、副調(diào)節(jié)器正、反作用方式的確定 對串級控制系統(tǒng)來說，主、副調(diào)節(jié)器正、反作用方式的選擇原則依然是使系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)反饋。 選擇時的順序是： 根據(jù)工藝安全或節(jié)能要求確定調(diào)節(jié)閥的正、反作用； 按照副回路構(gòu)成負(fù)反饋的原則確定副調(diào)節(jié)器的正、反作用； 依據(jù)主回路構(gòu)成負(fù)反饋的原則，確定主調(diào)節(jié)器的正、反作用。 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 以管式加熱爐為例，說明串級控制系統(tǒng)主、副調(diào)節(jié)器的正、反作用方式的確定方法。 從生產(chǎn)工藝安全出發(fā)，燃料油調(diào)節(jié)閥選用氣開式（正作用）。一旦出現(xiàn)故障或氣源斷氣，調(diào)節(jié)閥應(yīng)關(guān)閉，切斷燃料油進入加熱爐，確保設(shè)備安全。 原料出口溫度 θ1(t) 原料 T1C T1T 燃料 管式加熱爐 T2C T2T ＋ 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 副回路中，調(diào)節(jié)閥開大，爐膛溫度升高，測量信號增大，說明副對象和變送器都是正作用。為保證副回路為負(fù)反饋，副調(diào)節(jié)器應(yīng)為反作用方式。 原料出口溫度 θ1(t) 原料 T1C T1T 燃料 管式加熱爐 T2C T2T ＋ ＋ ＋ － 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 對于主調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)閥開大，爐膛溫度升高時，原料油出口溫度也升高，說明主對象和主變送器也都是正作用。為保證主回路為負(fù)反饋，主調(diào)節(jié)器也應(yīng)為反作用方式。 原料出口溫度 θ1(t) 原料 T1C T1T 燃料 管式加熱爐 T2C T2T ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ －
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