【文章內(nèi)容簡介】 程的經(jīng)濟性。一般不宜選擇生產(chǎn)負荷作為控制變量，因為生產(chǎn)負荷直接關系到產(chǎn)品的產(chǎn)量或者用戶的需求，不允許控制。另外，從經(jīng)濟性考慮，應盡可能地降低物料與能量的消耗。由設計任務和以上分析可知，本系統(tǒng)要求維持出口水流量恒定，并且出口流量也是易于檢測的，所以選擇出口水流量作為該系統(tǒng)的被控變量。在選擇控制變量時，要從所有允許控制的變量中盡可能地選擇一個對被控參數(shù)影響顯著、控制性能好的輸入變量作為控制變量。水的流量是較易于控制的，通過調(diào)節(jié)閥就可以控制住，所以選擇水的流量作為本系統(tǒng)的控制變量。5檢測環(huán)節(jié)設計過程控制系統(tǒng)中的檢測元件指的是用于參數(shù)檢測的傳感器、變送器。傳感器、變送器完成對被控參數(shù)以及其他一些參數(shù)、變量的檢測，并將測量信號傳送至控制器。測量信號是調(diào)節(jié)器進行控制的基本依據(jù)，被控參數(shù)迅速、準確地測量是實現(xiàn)高性能控制的重要條件。下面介紹傳感器、變送器選擇的一些原則及使用中應注意的一些事項。(1)傳感器、變送器測量范圍與精度等級的選擇在控制系統(tǒng)設計時，對要檢測的參數(shù)和變量都有明確的測量精度要求，參數(shù)與變量可能的變化范圍一般都是已知的。因此，在傳感器與變送器的選擇時，應按照生產(chǎn)過程的工藝要求，首先確定傳感器與變送器合適的測量范圍與精度等級。(2)盡可能選擇時間常數(shù)小的傳感器、變送器傳感器、變送器都有一定的響應時間，特別是測溫元件。這些時間和純滯后必然造成測量滯后；對于氣動儀表，由于現(xiàn)場傳感器與控制室儀表間的信號通過管道傳遞，還存在一定的傳送滯后。因此，控制系統(tǒng)中測量環(huán)節(jié)的常數(shù)不能太大，最好選用惰性小的快速測量元件。必要時，可以在測量元件之后引入微分環(huán)節(jié)，利用它的超前作用來補償測量元件引起的動態(tài)誤差。對于傳送滯后較大的氣動信號，一般氣壓信號管路不能超過300m，直徑不能小于6mm，或者用閥門定位器、氣動放大器增大輸出功率，以減小傳送滯后。在可能的情況下，現(xiàn)場與控制室之間的信號盡量采用電信號傳遞，必要時可用氣電轉(zhuǎn)換器將氣信號轉(zhuǎn)換為電信號，以減小傳送滯后。(3)合理選擇檢測點，減小測量純滯后要合理地選擇測量信號的檢測點，避免由于傳感器安裝位置不合適引起的純滯后。純滯后使測量信號不能及時反映被控變量的變化，從而使控制品質(zhì)降低，所以在選定測量傳感器的安裝位置時，一定要注意盡量減小純滯后。另外，檢測位置的選擇還要使檢測參數(shù)能夠真實反映生產(chǎn)過程的狀態(tài)，因此，盡量將傳感器安裝在能夠直接代表生產(chǎn)過程狀態(tài)的位置。(4)測量信號的處理1)測量信號校正與補償。測量某些參數(shù)時，測量值要受到其他參數(shù)的影響，為了保證測量精度，需要進行校正與補償處理。2)測量噪聲的抑制。在測量某些過程參數(shù)時，由于其本身特點和環(huán)境干擾的存在，測量信號中含有干擾噪聲，如不采用措施，將會影響系統(tǒng)控制等質(zhì)量。3)測量信號的線性化處理。一些檢測傳感器的非線性，使傳感器的檢測信號與被測參數(shù)間呈非線性關系。在系統(tǒng)設計時，應根據(jù)具體情況確定是否進行線性化處理。流量傳感器用來對電動調(diào)節(jié)閥的主流量和干擾回路的干擾流量進行檢測。根據(jù)本試驗裝置的特點，采用工業(yè)用的LDS10S型電磁流量傳感器，公稱直徑10mm，流量0~.03m3/h,420mA標準信號輸出。可與顯示，記錄儀表，積算器或調(diào)節(jié)器配套。避免了渦輪流量計非線性與死區(qū)大的致命缺點，確保實驗效果能達到教學要求。主要優(yōu)點：(1)采用整體焊接結(jié)構(gòu)，密封性好；(2)結(jié)構(gòu)簡單可靠，內(nèi)部無活動部件，幾乎無壓力損失；(3)采用低頻矩形波勵磁，抗干擾性能好，零點穩(wěn)定；(4)儀表反映靈敏，輸出信號與流量呈線性關系,量程比寬；(5)流量轉(zhuǎn)換器采用LDZ4型電磁流量傳感器配套使用，輸入信號：0~：4~20mA DC, 許負載電阻為0~750歐姆，基本誤差：%。6執(zhí)行器設計過程控制使用最多的是由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥組成的執(zhí)行器。從提高系統(tǒng)控制品質(zhì)、增強生產(chǎn)系統(tǒng)及設備安全性的角度，對控制系統(tǒng)設計中有關執(zhí)行器選型需要關注的問題進行簡單的說明。(1)調(diào)節(jié)閥工作區(qū)間的選擇。在過程控制過程中，確定控制閥的口徑尺寸是選擇控制閥的重要內(nèi)容之一，在正常工況下要求調(diào)節(jié)閥的開度在15%~85%之間。如果調(diào)節(jié)閥口徑選得過小，當系統(tǒng)受到較大的擾動時，調(diào)節(jié)閥工作在全開或全關的飽和狀態(tài)，使系統(tǒng)暫時處于失控工況，這對擾動偏差的消除不利；同樣，調(diào)節(jié)閥口徑選得過大，閥門長時間處于小開度工作狀態(tài)，閥門的不平衡力較大，閥門調(diào)節(jié)靈敏度低，工作特性差，甚至會產(chǎn)生振蕩或調(diào)節(jié)失靈的情況。因此，調(diào)節(jié)閥口徑選擇一定要合適。(2)調(diào)節(jié)閥的流量特性選擇。調(diào)節(jié)閥的流量特性選擇一般分兩步進行。首先要根據(jù)生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)和對控制系統(tǒng)的工藝要求，確定工作流量特性，然后根據(jù)工作流量特性相對于理想流量特性的畸變關系，求出對應的理想流量特性，確定閥門的選型。(3)調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關作用方式選擇。調(diào)節(jié)閥開、關作用方式的選擇主要以不同生產(chǎn)工藝條件下，人員安全、生產(chǎn)安全、系統(tǒng)及設備安全的需要為首要依據(jù)。電動調(diào)節(jié)閥對控制回路流量進行調(diào)節(jié)。采用德國PSL202型智能電動調(diào)節(jié)閥，無需配伺服放大器，驅(qū)動電機采用高性能稀土磁性材料制造的同步電機，運行平穩(wěn)，體積小，力矩大，抗堵轉(zhuǎn)，控制精度高。控制單元與電動執(zhí)行機構(gòu)一體化，可靠性高，操作方便，并可與計算機配套使用，組成最佳調(diào)節(jié)回路。有輸入控制信號420mA及單相電源即可控制與轉(zhuǎn)實現(xiàn)對壓力流量溫度壓力等參數(shù)的調(diào)節(jié)，具有體積小，重量輕，連線簡單，泄漏量少的優(yōu)點。采用PS電子式直行程執(zhí)行機構(gòu)，420mA閥位反饋信號輸出雙導向單座柱塞式閥芯，流量具有等百分比特性，直線特性和快開特性，閥門采用彈簧連接，可預置閥門關斷力，保證閥門的可靠關斷，防止泄露。性能穩(wěn)定可靠，控制精度高，使用壽命長等優(yōu)點。7調(diào)節(jié)器設計調(diào)節(jié)器的輸出決定于被控參數(shù)的測量值與設定值之差，被控參數(shù)的測量值與設定值變化，對輸出的作用方向是相反的。當設定值不變時，隨著測量值的增加，調(diào)節(jié)器的輸出也增加，則稱為“正作用”方式；同樣，當測量值不變，設定值減小時，調(diào)節(jié)器輸出增加，稱為“反作用”方式。反之，如果測量值增加或設定值減小時，調(diào)節(jié)器輸出減小，則稱為“反作用”方式。調(diào)節(jié)器正、反作用方式的選擇是在調(diào)節(jié)閥氣開、氣關方式確定之后進行的，其確定原則是使整個單回路構(gòu)成負反饋系統(tǒng)。在傳感器、被控過程、執(zhí)行器(調(diào)節(jié)閥)的符號已確定的條件下，為了保證單回路控制系統(tǒng)構(gòu)成負反饋系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器的符號(“正”、“反”作用)選擇應滿足單回路各環(huán)節(jié)符號的乘積必須為“”。在一般情況下，過程控制系統(tǒng)