【正文】 進(jìn)行控制作用的依據(jù)。 15 選擇快速反應(yīng)的測(cè)量元件，以減小時(shí)間常數(shù) 選擇合適的測(cè)量點(diǎn)，以減小純滯后 使用微分單元，以克服容量滯后 蒸汽 被控 介質(zhì) t TT t TT 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 控制閥的選擇 問(wèn)題： 干擾 (設(shè)定值、負(fù)荷或其它因素變化 )的存在會(huì)破壞系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)，那么用什么辦法來(lái)克服擾動(dòng)的影響 ?【 請(qǐng)根據(jù)系統(tǒng)框圖回答 】 16 SP 控制閥 GV(s) 檢測(cè)與變送器 Gm(s) PV 對(duì)象 GP(s) 控制器 GC(s) 單回路控制系統(tǒng) 擾動(dòng) 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 控制閥選擇內(nèi)容 ?流量特性 (實(shí)際上就是選線(xiàn)性還是對(duì)數(shù)特性，因?yàn)閽佄锞€(xiàn)特性閥通常用的很少，而蝶閥當(dāng)導(dǎo)通角為 070o時(shí)近似為對(duì)數(shù)特性 ) ； ?結(jié)構(gòu)形式 ； ?開(kāi)閉形式 ； ?口徑計(jì)算 。 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行維持方法 通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)目刂崎y特性來(lái)保證【 原因：對(duì)象特性通常隨負(fù)荷 (工作點(diǎn) )而變，除控制器外系統(tǒng)中無(wú)其它可變部分 】 。 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 1)數(shù)學(xué)分析法 根據(jù)對(duì)象特性選取合適的控制閥流量特性 2)經(jīng)驗(yàn)法 (工程上多采用 ) 根據(jù)被控對(duì)象、控制參數(shù)，按照經(jīng)驗(yàn)選取流量特性。 ?考慮負(fù)荷變換的情況 : 在負(fù)荷變化幅度大的場(chǎng)合，選等百分比閥較合適；當(dāng)所選控制閥經(jīng)常工作在小開(kāi)度時(shí)，也宜選等百分比閥。 28 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 經(jīng)驗(yàn)法： 按控制對(duì)象選擇流量特性 29 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 控制閥流量特性選擇注意事項(xiàng) ?應(yīng)根據(jù)主要干擾的變化來(lái)選擇閥門(mén)特性； ?當(dāng)對(duì)象特性可用圖形表示時(shí)，用圖解法選；而當(dāng)特性可用解析式表示時(shí)用解析法選 【 注意對(duì)象特性必須是增量化前的方程 】 ； ?要求高時(shí)，應(yīng)從動(dòng)態(tài)角度考慮與分析； ?控制閥流量特性的選擇是使系統(tǒng)總的幅頻與相頻特性恒定，為此亦可通過(guò)選擇控制器或檢測(cè)變送環(huán)節(jié)特性滿(mǎn)足此要求。 30 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 控制閥結(jié)構(gòu)形式的選擇 控制閥選用時(shí)需注意兩點(diǎn)： ?被控介質(zhì)的工藝條件，如溫度、壓力、流量等。 31 a)單座控制閥 b)雙座控制閥 c)角形控制閥 d)套筒控制閥 1閥桿； 2上閥蓋； 3填料； 4閥芯； 5閥座； 6閥體 部分控制閥結(jié)構(gòu) 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 控制閥結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)及適用場(chǎng)所 直通單座閥 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便，泄漏小，但受流體沖擊不平衡力大。 直通雙座閥 受流體沖擊不平衡力影響小，但關(guān)不嚴(yán)滲漏較大，適用于大口徑管道的場(chǎng)合。 蝶閥 流阻小，適用于低差壓大流量的氣體及含有固體懸浮物的介質(zhì)，通常流量特性與等百分比相似。 三通閥 分三通合流閥和三通分流閥，適用于介質(zhì)三個(gè)方向的流通。 32 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 控制閥開(kāi)閉 (作用 )形式的選擇 控制閥的開(kāi) (信號(hào)增大時(shí)閥開(kāi)大 )閉 (信號(hào)壓力增大閥關(guān)小 )形式選擇主要基于以下幾點(diǎn)考慮： ?安全角度： 出現(xiàn)意外，保證人員、設(shè)備安全； ?質(zhì)量角度：出現(xiàn)意外事故，考慮產(chǎn)品質(zhì)量； ?消耗角度：原料、成品及動(dòng)力； ?介質(zhì)特點(diǎn)：特殊介質(zhì)，考慮結(jié)晶、蒸發(fā)等因素 ?控制閥作用方式的選擇要和控制器作用方式的選擇匹配以滿(mǎn)足控制通道作用方向的要求。 例如：加熱爐的燃料油控制應(yīng)采用氣開(kāi)閥， 放熱反應(yīng)罐冷卻水控制應(yīng)采用氣關(guān)閥。 調(diào)節(jié)閥口徑的選擇實(shí)質(zhì)上就是根據(jù)特定的工藝條件(即給定的介質(zhì)流量與物性參數(shù)及閥前后的壓差等 )進(jìn)行 Cmax值的計(jì)算 ， 然后按調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄 ， 選出相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥口徑 ， 使得通過(guò)調(diào)節(jié)閥的流量滿(mǎn)足工藝要求的最大流量且留有一定的裕度 ， 但裕度不宜過(guò)大 。 36 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 控制閥口徑計(jì)算計(jì)算方法 在新裝置的設(shè)計(jì)時(shí) ， 通常按流通能力 C值確定閥門(mén)口徑 ，常用方法有兩種： ?根據(jù)實(shí)際最大流量 Qmax， 算出相應(yīng)的流通能力 Cmax（ 計(jì)算方法見(jiàn)教材表 113） ， 然后從產(chǎn)品系列中選取稍大于 Cmax的 C值及相應(yīng)的閥門(mén)口徑 ， 選取時(shí)應(yīng)留必要的余地 。 ?按常用流量算出相應(yīng)的流通能力 Cvc。 一般Cvc/C= ， 當(dāng)工作特性為對(duì)數(shù)型時(shí)可更小些 。 ②確定計(jì)算 C值的各項(xiàng)參數(shù)值，如閥前、后壓力，最大、常用、最小流量，閥前后壓差，密度以及其他輔助修正系數(shù)。 ④選定合適的 C值計(jì)算公式，計(jì)算最大流量下閥的 Cmax值，并圓整之。 ⑥進(jìn)行壓力、壓差、開(kāi)度 (10%l/L90%)以及可調(diào)比 (RrQmax/Qmin)校驗(yàn)，以驗(yàn)證所選調(diào)節(jié)閥口徑的正確性。 試確定直通雙座閥的口徑 。 39 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 位式 P PI PD PID 特 點(diǎn) ?簡(jiǎn)單 ?控制質(zhì)量低，有 振蕩 ?控制 速度快 ?有靜差 ?控制不及時(shí) ?無(wú)靜差 ?超前控制，減小動(dòng)態(tài)偏差 ?有 靜差 兼顧動(dòng)態(tài)與靜態(tài)，整定較麻煩 適用場(chǎng)合 對(duì)象容量大，負(fù)荷變動(dòng)小。允許靜差存在 對(duì)象滯后大，負(fù)荷變動(dòng)大但緩慢。允許靜差存在 對(duì)象滯后大，負(fù)荷變動(dòng)較大但不頻繁。 反作用： 測(cè)量值增加控制器輸出減少。 ”)*(控制閥 “ 177。 ”)=“— ” 控制器正、反作用的選擇 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 例：請(qǐng)判定圖示溫度控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)器的作用型式。 ”)*(控制閥 “ 177。 ”)=“— ” 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 例：下圖中，控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器應(yīng)該選用正作用方式，還是反作用方式？ 正作用 正作用 反作用 正作用 反作用 44 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 例：圖中的液面調(diào)節(jié)回路，工藝要求故障情況下送出的氣體中也不許帶有液體。 答：因工藝要求故障情況下送出的氣體不許帶液，故當(dāng)氣源壓力為零時(shí)，閥門(mén)應(yīng)打開(kāi)。 其工作過(guò)程如下： 液體 液位變送器輸出 調(diào)節(jié)器輸出 調(diào)節(jié)閥開(kāi)度 液體輸出 液位 45 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 控制器參數(shù)整定 控制器參數(shù)整定，就是確定控制器參數(shù)。 工程應(yīng)用上大量采用 工程整定法 。 【 經(jīng)驗(yàn)試湊法；臨界比例帶法；衰減曲線(xiàn)法；響應(yīng)曲線(xiàn)法 】 46 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) 經(jīng)驗(yàn)試湊法 將控制器參數(shù)設(shè)置為某些經(jīng)驗(yàn)值，使系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行，觀察過(guò)渡過(guò)程的曲線(xiàn)形狀 (亦可以施加一定的擾動(dòng)，如改變?cè)O(shè)定值 )。 47 P(%) TI(min) TD(min) 溫度控制 20~60 3~10 ~3 流量控制 40~100 ~1 0 壓力控制 30~70 ~3 0 液位控制 20~90 1~5 0 控制器參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過(guò)程控制工程 劉玉長(zhǎng) ?整定步驟 48 (1)在純比例作用下 (TI=?、 TD=0) ?在比例度 PC按上表的取值下，將系統(tǒng)投入運(yùn)行； ?若曲線(xiàn)振蕩頻繁，則加大比例度 PC ； ?若超調(diào)量大，且趨于非周期，則減少 PC，求得滿(mǎn)意 的 4： 1過(guò)渡過(guò)程曲線(xiàn)。 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院