【正文】 雙閉環(huán)比值控制能實現(xiàn)主動量的抗擾動、定值控制，使主、從動量均比較穩(wěn)定，從而使總物料量也比較平穩(wěn)，這樣，系統(tǒng)總負(fù)荷也將是穩(wěn)定的。不過雙閉環(huán)比值控制方案所用設(shè)備較多、投資較高，而且投運比較麻煩。在有些生產(chǎn)過程中，要求兩種物料流量的比值隨第三個參數(shù)的需要而變化。這實際上是一個以某種質(zhì)量指標(biāo)y1(常稱為第三參數(shù)或主參數(shù))為主變量，而以兩個流量比為副變量的串級控制系統(tǒng)。答案式中 T0——液位過程的時間常數(shù)，T0＝R2C； K0——液位過程的放大系數(shù)，K0＝R2； C —— 液位過程的容量系數(shù)，或稱過程容量答案Wc(s)Wv(s)W0(s)Wm(s)Z(s)E(s)U(s)Q (s)Y(s)+F (s)1）系統(tǒng)框圖Wc(s)：調(diào)節(jié)器（TC）；Wv(s)：調(diào)節(jié)閥（控制燃料）；W0(s)：加熱爐過程； Wm(s):溫度測量變送(TT)； F (s)：擾動量；Y(s)：熱物料溫度。(1)燃料壓力、熱值變化f2和煙筒抽力變化f3——二次擾動或副回路擾動擾動f2和f3先影響爐膛溫度，于是副調(diào)節(jié)器立即發(fā)出校正信號，控制調(diào)節(jié)閥的開度，改變?nèi)剂狭?，克服上述擾動對爐膛溫度的影響。(2)被加熱物料的流量和初溫變化f1——一次擾動或主回路擾動擾動f1使?fàn)t出口溫度變化時，主回路產(chǎn)生校正作用，克服人f1對爐出口溫度的影響。(3)一次擾動和二次擾動同時存在假設(shè)加熱爐串級系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥為氣開式，主、副調(diào)節(jié)器均為反作用。如果一、二次擾動的作用使主、副被控參數(shù)一個增大(爐出口溫度升高)，另一個減小(燃料量減少，即爐膛溫度降低)，此時主、副調(diào)節(jié)器控制調(diào)節(jié)閥的方向是相反的，調(diào)節(jié)閥的開度只要作較小變動即滿足控制要求。串級控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上與電力傳動自動控制系統(tǒng)中的雙環(huán)系統(tǒng)相同，其系統(tǒng)特點與分析方法亦基本相同。以加熱爐串級控制系統(tǒng)為例，在控制過程中，副回路起著對爐出口溫度的 “粗調(diào)”作用，而主回路則完成對爐出口溫度的“細(xì)調(diào)”任務(wù)。其原因是在串級控制系統(tǒng)中增加了一個包含二次擾動的副回路，使系統(tǒng)①改善了被控過程的動態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率；②對二次干擾有很強的克服能力；③提高了對一次擾動的克服能力和對回路參數(shù)變化的自適應(yīng)能力。 （15分）在某鍋爐運行過程中，必須滿足汽—水平衡關(guān)系，故汽包液位是一個十分重要的指標(biāo)。試畫出該系統(tǒng)的框圖，并確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式和調(diào)節(jié)器的正、反作用方式。主副調(diào)節(jié)器控制規(guī)律如何來選擇？（20分）.. . . . ..過程控制 模擬試題（二）答案答案1）連續(xù)生產(chǎn)過程的自動控制。3）被控過程是多種多樣的、非電量的。5) 過程控制方案十分豐富。答案試驗法建模是在實際的生產(chǎn)過程(設(shè)備)中，根據(jù)過程輸入、輸出的實驗數(shù)據(jù)，即通過過程辨識與參數(shù)估計的方法建立被控過程的數(shù)學(xué)模型。但是必須設(shè)計一個合理的實驗，以獲得過程所含的最大信息量，而對此卻往往是困難的。如先通過機理分析確定模型的結(jié)構(gòu)形式，再通過實驗數(shù)據(jù)來確定模型中各系數(shù)的大小。1)考慮事故狀態(tài)時人身、工藝設(shè)備的安全。2)考慮事故狀態(tài)下減少經(jīng)濟損失，保證產(chǎn)品質(zhì)量。對裝有易結(jié)晶、易凝固物料的裝置，蒸汽流量調(diào)節(jié)閥需選用氣關(guān)式。答案選擇被控參數(shù)是控制方案設(shè)計中的重要一環(huán)，對于穩(wěn)定生產(chǎn)、提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量、節(jié)能、改善勞動條件、保護環(huán)境衛(wèi)生等具有決定性意義。 對于一個生產(chǎn)過程來說，影響操作的因素是很多的。所以，必須根據(jù)工藝要求，深入分析工藝過程，找出對產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量、安全生產(chǎn)、經(jīng)濟運行、環(huán)境保護等具有決定性作用，能較好反映工藝生產(chǎn)狀態(tài)變化的參數(shù)(這些參數(shù)又是人工控制難以滿足要求，或操作十分緊張、勞動強度很大，客觀上要求進行自動控制的參數(shù))作為被控參數(shù)。2) 當(dāng)不能用直接參數(shù)作為被控參數(shù)時，應(yīng)該選擇一個與直接參數(shù)有單值函數(shù)關(guān)系的間接參數(shù)作為被控量。4) 被控參數(shù)的選取，必須考慮工藝過程的合理性和所用儀表的性能。若T0太大，則控制作用太弱，被控參數(shù)變化緩慢，控制不能及時，系統(tǒng)過渡過程時間長，控制質(zhì)量下降；若T0太小，雖控制作用強，控制及時，克服擾動影響快，過渡過程時間短，但易引起系統(tǒng)振蕩，使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，亦不能保證控制質(zhì)量。答案1）主、從動量的確定 設(shè)計比值控制系統(tǒng)時，需要先確定主、從動量。2）控制方案的選擇 比值控制有多種控制方案，在具體選用時應(yīng)分析各種方案的特點，根據(jù)不同的工藝情況負(fù)荷變化、擾動性質(zhì)、控制要求等進行合理選擇。4）正確選用流量計與變送器流量測量與變送是實現(xiàn)比值控制的基礎(chǔ)，必須正確選用。在工程上可采用比值器、乘法器和除法器等儀表來完成兩個流量的配比問題。6）比值系數(shù)的計算設(shè)計比值控制系統(tǒng)時，比值系數(shù)計算是一個十分重要的問題7）比值控制系統(tǒng)的參數(shù)整定比值控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)整定是系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用中的一個十分重要的問題。對于隨動系統(tǒng)(如單閉環(huán)比值控制、雙閉環(huán)的從動回路及變比值的變比值回路)，要求從動量能快速、正確跟隨主動量變化，不宜過調(diào)，以整定在振蕩與不振蕩的邊界為最佳。2）調(diào)節(jié)閥選氣關(guān)形式（安全考慮，防干燒）3）Kv：；K0：+；Km：+ Kc： ， 正作用調(diào)節(jié)器答案1）加熱爐串級控制系統(tǒng)的工作過程：當(dāng)處在穩(wěn)定工況時，被加熱物料的流量和溫度不變，燃料的流量與熱值不變，煙囪抽力也不變，爐出口溫度和爐膛溫度均處于相對平衡狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥保持一定的開度，此時爐出口溫度穩(wěn)定在給定值上，當(dāng)擾動破壞了平衡工況時，串級控制系統(tǒng)便開始了其控制過程。如果擾動量不大，經(jīng)過副回路的及時控制一般不影響爐出口溫度；如果擾動的幅值較大，雖然經(jīng)過副