【正文】 同時也意味著再沸器的能量消耗要增大。故除了產(chǎn)品純度與產(chǎn)品收率之間的關(guān)系，還必須考慮能量消耗因素。這對于提高經(jīng)濟效益顯然是有利的。由此可見，除了要考慮使產(chǎn)品符合規(guī)格外，還應(yīng)同時考慮產(chǎn)品的產(chǎn)量和能量消耗。由于質(zhì)量超過規(guī)定，產(chǎn)品的價值并不因此而增加；而產(chǎn)品產(chǎn)量卻可能下降，同時操作成本（主要是能量消耗）會增加很多。顯然，如果產(chǎn)品質(zhì)量不合格，其價值就將遠遠低于合格產(chǎn)品。關(guān)鍵組分是指對產(chǎn)品質(zhì)量影響較大的組分，塔頂產(chǎn)品的關(guān)鍵組分是易揮發(fā)的，稱為輕關(guān)鍵組分；塔底產(chǎn)品的關(guān)鍵組分是不易揮發(fā)的，稱為重關(guān)鍵組分。所謂產(chǎn)品的純度，就二元精餾來說，是指塔頂產(chǎn)品中輕組分的含量和塔底產(chǎn)品中重組分的含量。一般應(yīng)使塔頂或塔底產(chǎn)品之一達到規(guī)定的純度，另一個產(chǎn)品的純度也應(yīng)該維持在規(guī)定的范圍之內(nèi)。同時受約束條件的制約。 2 精餾塔的工藝要求和擾動分析 1．工藝要求 精餾塔的控制目標，應(yīng)該在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下， 使塔的總收益（利潤）最大或總成本最小 。 回流泵 冷凝器 氣液分離器 精餾塔 進料 再沸器 釜液 餾出液 冷劑 熱劑 B,xB D,xD F,zF L LB LD V 精餾塔的特點 精餾塔是一個多輸入多輸出的多變量過程，內(nèi)在機理較復(fù)雜，動態(tài)響應(yīng)遲緩、變量之間相互關(guān)聯(lián)，不同的塔工藝結(jié)構(gòu)差別很大，而工藝對控制提出的要求又較高，所以確定精餾塔的控制方案是一個極為重要的課題。 ? 分離的機理是利用混合物中各組分的揮發(fā)度不同（沸點不同），使液相中的輕組分（低沸點）和汽相中的重組分（高沸點）相互轉(zhuǎn)移，從而實現(xiàn)分離。因此這類控制系統(tǒng)通常有一個快響應(yīng)的控制回路以及一個慢響應(yīng)的控制回路。 （ 4）應(yīng)采用防積分飽和的措施 , 當(dāng) PC處于內(nèi)設(shè)定方式時，切斷了VPC的控制作用，由于積分作用，使 VPC 的輸出達到飽和。因此，實施浮動塔壓控制的同時，應(yīng)設(shè)置塔底溫度設(shè)定值的控制系統(tǒng)。 冷劑 塔壓 閥開度 t t t 塔壓控制閥開度響應(yīng)曲線 VPC Gm Gc2(s) Go(s) Gf(S) + C + + 干擾 F R 浮壓控制系統(tǒng)框圖 二、浮動塔壓控制系統(tǒng)設(shè)計中的幾個問題 （ 1）塔壓從某一壓力值浮動到另一壓力值時必須要有足夠的時間，以便精餾塔建立新的穩(wěn)定。 餾塔頂出料回流泵冷凝器精塔PC VPCPTSPSP 外部積分反饋 由于環(huán)境溫度的下降或者冷劑量增大時，塔壓就會下降， PC迅速響應(yīng)，并打開控制閥，使壓力恢復(fù)到設(shè)定值。與常規(guī)的恒定塔壓控制不同的是增加一個閥位控制器。當(dāng)塔壓低時，混合物的相對揮發(fā)度高，為了獲得相同純度的分離效果所消耗的能量就小，或者說在相同的能耗下，精餾塔的處理量增大，產(chǎn)量提高。所以，早期的精餾塔控制中，差不多總是采用恒定塔壓控制的。 氣體壓力與流量的均勻控制 對于汽相物料，前后設(shè)備間的均勻控制一般是壓力和流量 的串級均勻控制， 去加氫反應(yīng)器 精餾塔 回流泵 分離器 PC FC 浮動塔壓控制系統(tǒng) 第四章 復(fù)雜控制技術(shù)（四） 一、 浮動塔壓控制的基本原理 在精餾塔的控制中，若塔壓恒定，就可以單純依據(jù) 溫度來間接控制產(chǎn)品質(zhì)量 。 ① 以保證液位不超出允許的波動范圍，先設(shè)置好控制器參數(shù)。 常用的結(jié)構(gòu)形式 （ 2）串級均勻控制 （ 3）雙沖量均勻控制 “沖量” —信號， “雙沖量” — 一個控制器 綜合兩個測量信號， IF IS I0=ILIF+IS I0 FC 控制規(guī)律的選擇 不能加微分控制規(guī)律 簡單均勻：控制器 ——純比例，或比例積分 串級均勻：主控制器 ——純比例，或比例積分 副控制器 ——純比例，或比例積分 雙沖量均勻：控制器 ——比例積分 利： 積分的引入對液位參數(shù)有利，液位不越限，高頻噪聲 弊： 積分的引入對流量信號不利，平衡狀態(tài)過程很短，積分飽和 參數(shù)整定 串級均勻控制中的流量副控制器按普通流量控制器進行整定， 其它形式的控制器都需要按均勻控制的要求進行整定。 （ 2）參數(shù)都要允許變化，但都要緩慢，并且要有主次 （ 3）參數(shù)變化要限定范圍（非定值控制，而是定范圍控制） 注意：明確均勻控制意圖 。 均勻控制系統(tǒng) 第四章 控制技術(shù)（三） 均勻控制系統(tǒng) 1 均勻控制問題的提出及特點 2 均勻控制方案 教學(xué)進程 1 均勻控制問題的提出及特點 如串聯(lián)精餾塔系統(tǒng) 甲 塔 乙 塔 LC FC 甲塔控制液位，而乙塔要控制進料量，出現(xiàn)矛盾 過程生產(chǎn)的連續(xù)性 ——物料連續(xù)，前一設(shè)備出，后一設(shè)備進 , 前后設(shè)備的控制系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)不協(xié)調(diào)（矛盾）。 主控制器參數(shù)與快響應(yīng)控制時的參數(shù)相類似，而副控制器參數(shù)選用寬比例度和大積分時間，甚至可采用純積分作用。為了消除余差，主、副控制器均應(yīng)選用具有積分作用的控制器，并且不加入微分作用。由于雙重控制系統(tǒng)較好地解決了動靜的矛盾，達到了操作優(yōu)化的目的。由于雙回路的存在，使雙重控制系統(tǒng)能先用 主控制器的作用使 y1盡快回復(fù)到設(shè)定值 r1，保證了系統(tǒng)具有良好的動態(tài)響應(yīng)，達到了 “ 急則治標 ” 的功效。 (3). 動靜結(jié)合，快慢結(jié)合， “ 急則治標，緩則治本 ” 。 (1). 由于雙回路的存在，增加了開環(huán)零點，改善了控制品質(zhì)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 二、 系統(tǒng)分析 從整體來看，雙重控制系統(tǒng)仍是一個定值控制系統(tǒng)。 ? 它們都有二個控制回路，但串級控制系統(tǒng)二者是串聯(lián)的，雙重控制系統(tǒng)中卻是并聯(lián)的。 PC vpc PT 圖 41 蒸汽減壓系統(tǒng) 高壓蒸汽 低壓蒸汽 V1 V2 SP GC2(s) GF1(s) GF2(S) GM2(s) GM1(s) GP1(s) GP2(s) GV(s) GC1(s) R1 E1 U2 Q Y2 Y1 F1 F2 U1=R2 E2 YM1 YM2 串級控制系統(tǒng)的框圖 副控制閥 副控制器 主控制閥 主控制器 對 象 變送器 y2=u1 y1 r2 y r1 圖 42 雙重控制系統(tǒng)框圖 G’02 (s) Gc2(s) G01(s) Gc1 (s) y2=u1 r2 y r1 G02 (s) Gc2(s) G01(s) Gc1 (s) y2=u1 r2 y r1 u2 ? 雙重控制系統(tǒng)使用一個變送器，兩個控制器及兩個控制閥。而這兩者又常常在一個生產(chǎn)過程中同時存在。 系統(tǒng)操縱變量的選擇是從操作優(yōu)化的要求綜合考慮的。則上圖可簡化為： D1G1RW2 R2YGnDn+N)()()(1)()()()()()(12112sGsWsDsGsWsDsGsNsY nn???則： )()()()()()()()()()()( 12112 sYsGsWsDsNsGsWsDsNsGsY nn ??? 三、 前饋控制的幾種結(jié)構(gòu)形式 前饋串級控制系統(tǒng) 當(dāng)副回路的工作頻率遠大于主回路的工作頻率時，副回路是一個快速的比例隨動系統(tǒng)，可以近似寫為： 1)(2 ?sW則前饋控制器為： )()()(1 sGsGsD nn ??根據(jù)絕對不變性原理，要求對 N(s)進行完全的補償，即Y(s)/N(s)=0，則有： )()()()(12 sGsWsGsD nn ??)()()(1)()()()()()(12112sGsWsDsGsWsDsGsNsY nn??? 三、 前饋控制的幾種結(jié)構(gòu)形式 前饋串級控制系統(tǒng) 三、 前饋控制的幾種結(jié)構(gòu)形式 前饋串級控制系統(tǒng) (例子 ) 三、 前饋控制的幾種結(jié)構(gòu)形式 前饋串級控制系統(tǒng) (例子 ) 三、 前饋控制的幾種結(jié)構(gòu)形式 前饋串級控制系統(tǒng) (例子 ) ? 反饋控制和前饋控制的特點 ? 不變性原理與前饋控制器 ? 前饋控制的幾種結(jié)構(gòu)形式 靜態(tài)前饋控制系統(tǒng) 動態(tài)前饋控制系統(tǒng) 前饋－反饋控制系統(tǒng) 數(shù)字前饋－反饋控制算法 數(shù)字前饋－反饋控制算法步驟 前饋控制的選用原則 前饋－串級控制系統(tǒng) 本節(jié)小結(jié) 雙重控制 第四章 復(fù)雜控制技術(shù)（二） 一、基本原理和結(jié)構(gòu) 對于一個被控變量采用兩個或兩個以上的操縱變量進行控制的控制系統(tǒng)稱為雙重或多重控制系統(tǒng) 。這也是前饋－反饋控制被廣泛采用的原因之一。 圖中： D1(s)、 D2(s)分別為主、副控制器傳遞函數(shù)； Dn(s) 為前饋控制器傳遞函數(shù)； G1(s)、 G2(s)分別為主、副對象。 三、 前饋控制的幾種結(jié)構(gòu)形式 前饋控制的選