串級控制系統(tǒng)與比值控制系統(tǒng)(參考版)
2025-05-15 17:49本頁面
【正文】 例 37 變換爐觸媒層溫度控制 變換爐觸媒層溫度串級比值控制系統(tǒng) 主流量 ：煤氣 CO, 生產中主要物料，不可改變 副流量 ： H2O蒸汽 , 可改變． 控制過程： 通過改變兩種氣體流量比值 r2*實現(xiàn)恒溫控制． 當 H2O不夠時 ,r2r2*, 調節(jié)器將使閥門開度 ↑,H2O↑,r2↑,保持比值 r2*恒定 . 當實際溫度出現(xiàn)波動時 ， r2*出現(xiàn)變化，改變兩種氣體流量比值，使溫度回到設定值． θ （觸媒層溫度） 主調節(jié)器 副調節(jié)器 調節(jié)閥 對象 除法器 變送器 變送器 煤氣 變送器 θ r r2* r2 r2=QH2O/QCO Q（蒸汽量） 。 ApAAdIKd Q Q??加入開方器后，使進入到比值器和調節(jié)器的表示流量的電流信號與流量的靜態(tài)增益為常數，消除了非線性影響． Kp對系統(tǒng)性能的影響：系統(tǒng)在較小負荷下整定好調節(jié)器參數 ,可以保證一定控制品質 .當負荷增大時 , 由于測量變送部分的靜態(tài)增益增加很多 ,而調節(jié)器參數未變，使控制品質惡化． 三 比值系統(tǒng)的整定 按單回路系統(tǒng)整定 , 需滿足要求 : ① 要求系統(tǒng)響應速度快 ,能對主流量的變化作出快速跟蹤 ② 要求衰減率 ψ 較大 ,使被調量盡快穩(wěn)定 ,波動小 . 整定過程 1) 將調節(jié)器 QAC的積分時間 TI設為最大 ,從大到小逐漸減小比例帶 δ , 直到被調流量在主流量階躍擾動下的過渡過程處于振蕩與不振蕩的臨界情況．如右圖曲線 b 2) 確定了比例帶后 , 逐步減小積分時間常數 TI, 直到被調量稍有一點過調．如曲線 c 四 常見比值控制系統(tǒng) 變送器 比值器 調節(jié)器 調節(jié)閥 管路 變送器 QB IB IB* QA IA － 單環(huán)比值控制系統(tǒng) 單環(huán)比值控制系統(tǒng) : 用一個調節(jié)器控制副流量 ,使它按比例跟隨主流量 . 特點 : 控制系統(tǒng)簡單 ,能夠克服單環(huán)內的各種干擾對比值系統(tǒng)的影響 . 不足之處 : 一般只用于負荷變化不大的場合 . 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng) 2. 雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng) 使用場合：在比值控制精度要求較高，主流量允許控制的情況下． 特點 : 增加了主流量控制回路 , 實現(xiàn)了主流量的定值控制 , 使主流量變化平穩(wěn) .從而使與主流量成比例的副流量也能夠平穩(wěn) . 可通過改變主流量的設定值實現(xiàn)負荷的變化． ① 控制系統(tǒng)由兩個閉環(huán)組成，主流量為定值控制，副流量為隨動控制 ② 兩個回路之間由比值器聯(lián)系 ③ 比值器接受主回路流量信號，輸出作為副流量回路的設定值． ④ 對主流量進行了定值控制，能夠使主流量波動小，避免出現(xiàn)主流量波動大，變化快而副流量難以跟隨的情況． DT Q1C R DT Q2C Q1 Q2 雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng) 主流量控制 副流量控制 輸入為主流量信號 Q2r Gc2(s) Gv2(s) 管路 2 Gm2(s) Q2r — Q2 R Gc1(s) Gv1(s) 管路 1 Gm1(s) Q1* — Q1 雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)方框圖 主流量控制回路 副流量控制回路 3. 變比值控制系統(tǒng) 變換爐觸媒層溫度控制方案 生產過程 : CO+(5~8)H2O?CO2+H2 被調量 : 觸媒層溫度 （它影響 CO轉化率和觸媒壽命） 操作量 : 水蒸氣流量 控制方案 : 改變煤氣與水蒸氣流量比值來控制觸媒層溫度。m a x m a x4444 4 4B A A BAB B B B AQ Q QII KI I Q Q Q????? ? ? ?? ? ?開方器 比值器 結論： ① 流量比值 K與比值系數 α是兩個不同的概念． ② 比值系數 α的大小與流量比 K, 最大流量有關． ③ 線性測量與非線性測量情況下比值系數關系： α非 =(α線 )2 3) 主流量與副流量的選擇 ① 主要物料作為主流量 , 其他物料為副流量 .以副流量的變化跟隨主流量的變化 . 如果兩種物料中 , 一種是可控的 , 另一種是不可控的 ,選不可控物料為主流量 ,可控物料為副流量． ② 如果兩種物料中一種供應不成問題 , 另一種可能出現(xiàn)供應不足 , 應選可能供應不足的物料為主流量 . 二 比值系統(tǒng)中的非線性特性 非線性 :系統(tǒng)的靜態(tài)增益不是一個定值而是隨負荷變化的 .
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