【正文】 運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算并輸出控制信號；控制閥接受控制器的控制信號，按其大小改變閥門的開度，調(diào)整給水量，以克服擾動的影響，使被控變量回到設(shè)定值，最終達(dá)到水箱液位的恒定。這些自動控制裝置和被控的工藝設(shè)備組成了一個沒有人直接蔡玉的自動控制系統(tǒng)。簡單控制系統(tǒng)有著共同的特征，它們均有四個基本環(huán)節(jié)組成，即被控對象、測量變送裝置、控制器和執(zhí)行器。本系統(tǒng)所要保持的恒定參數(shù)是液位的給定高度，即控制的任務(wù)是控制水箱液位等于給定值所要求的高度。2．3 水箱液位控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型該系統(tǒng)主要是自衡的非振蕩過程，即在外部階躍輸入信號作用下，過程原有的平衡狀態(tài)被破壞，并在外部信號作用下自動的非震蕩地穩(wěn)定到一個新的穩(wěn)態(tài)，這一大類是在工業(yè)生產(chǎn)過程中最常見的過程。這里，液位L是被控變量（即輸出變量），進(jìn)料閥1為控制系統(tǒng)中的控制閥，它所控制的進(jìn)料流量是過程的控制輸入（即操縱量），出料流量是外部擾動。2L1tL()L(t)L(0)水箱液位過程及其階躍響應(yīng)曲線（2）根據(jù)過程內(nèi)在機(jī)理，列寫原始方程根據(jù)物料平衡關(guān)系，當(dāng)過程處于原有穩(wěn)定狀態(tài)是，水箱液位保持不變，其靜態(tài)方程為：=0（1—6），、分別為原穩(wěn)定狀態(tài)下水箱的進(jìn)料流量和出料流量，當(dāng)進(jìn)料流量突然增大是，水箱原來的平衡狀態(tài)被破壞，此時進(jìn)料量大于出料量，多余的液體在水箱內(nèi)儲存起來，使其液位升高。其動態(tài)方程為：=（1—7）=、分別為和的增量。將=、和式（1—8）代入式（1—7），得 （1—9）。式（1—10）中，為中間變量。將式（1—11）改寫成增量形式： 令，則有： （1—12）將式（1—12）代入式（1—10）中，即得 （1—13）式（1—13）即為水箱液位過程的數(shù)學(xué)模型。將該式寫成的一階過程的微風(fēng)方程的標(biāo)準(zhǔn)形式： （1—14）或 （1—15）為一階過程的時間常數(shù)，,具有時間量綱；為一階過程的放大系數(shù)，具有放大倍數(shù)的量綱；為一階過程的輸出變量；為一階過程的輸入變量；為阻力系數(shù)，=液位的變化量 / 出料流量的變化量；為容量系數(shù)，=儲存的物料變化量/ 液位的變化量。在控制過程中，若進(jìn)料閥安裝在與水箱進(jìn)料口有一段距離，則當(dāng)進(jìn)料閥開度變化而引起進(jìn)料流量變化后，液體需要經(jīng)過一段傳輸時間才能流入水箱，使液位發(fā)生變化并被檢測出來。純滯后一階過程的微風(fēng)方程為：具有純滯后的一階過程的特性與放大系數(shù)、時間常數(shù)和純滯后時間有關(guān)綜上所述，水箱液位控制系統(tǒng)是一個一階自衡過程，其特性可用放大系數(shù)、時間常數(shù)和純滯后時間這三個特性參數(shù)來全面表征。所謂的簡單控制系統(tǒng)，通常是指一個被控對象、一個檢測變送單元（檢測元件及變送器）、一個控制器和一個執(zhí)行器（控制閥）所組成的單閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)。對于任何一個控制系統(tǒng)，總是希望其能夠在穩(wěn)定生產(chǎn)操作、增加產(chǎn)品產(chǎn)量、保證生產(chǎn)安全及改善勞動條件等方面發(fā)揮作用，如果被控變量學(xué)則不當(dāng)，配備再好的自動化儀表，使用在復(fù)雜、先進(jìn)的控制規(guī)律也無用的，都不能達(dá)到預(yù)期的控制效果。3．2 執(zhí)行器的選擇執(zhí)行器在控制系統(tǒng)中起著極其重要的作用。執(zhí)行器接受控制其輸出的控制信號，實(shí)現(xiàn)對操縱變量的改變，從而使被控變量向設(shè)定值靠攏。本設(shè)計所使用的執(zhí)行器為控制閥，也稱調(diào)節(jié)閥。如果選擇不當(dāng)或維修不妥，就會使整個系統(tǒng)無法正常運(yùn)作。對于系統(tǒng)控制閥的選擇很重要?？刂崎y有執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成?？刂崎y按其能源形式可分為氣動、電動、液動三大類。電動控制閥的能源取用方便，信號傳遞迅速，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、防爆性能差。氣動控制閥可以方便的與電動儀表配套使用，即使是采用電動儀表或計算機(jī)控制時，只要經(jīng)過電—?dú)廪D(zhuǎn)換閥門定位器將電信號轉(zhuǎn)換為20—100kPa的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號仍可采用氣動控制閥。（1）直通單座調(diào)節(jié)閥該閥具有泄漏小、許用壓差小、流路復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，適用于泄漏要求嚴(yán)、工作壓差小的干凈介質(zhì)場合，但小規(guī)格的閥（如DN125）亦可用于壓差較大的場合，是應(yīng)用最廣泛的閥之一。（3）套筒閥套筒閥具有單密封、雙密封兩種結(jié)構(gòu)，前者相當(dāng)于單座閥，后者相當(dāng)于雙座閥，適用于雙座閥場合，除此之外，套筒閥還具有穩(wěn)定性好、裝卸方便的特點(diǎn)，但價格比單雙座閥貴50%~200%，還需要專門的纏繞密封墊。（4）角形閥節(jié)流型式相當(dāng)于單座閥，但閥體流路簡單，適用于泄漏要求小、壓差不大的不干凈介質(zhì)場合以及要求直角配管的場合。（6）隔膜閥隔膜閥流路簡單，隔膜具有一定的耐蝕性能，適用于不干凈介質(zhì)和弱腐蝕性介質(zhì)的兩位切斷場合。當(dāng)DN300mm時，通常采用蝶閥?！癡形球閥具有近似等百分比的調(diào)節(jié)特性，適用于不干凈、含纖維介質(zhì)可調(diào)比較大的調(diào)節(jié)場合。（9）偏心旋轉(zhuǎn)閥該閥介于蝶閥和球閥之間，自潔性能好，調(diào)節(jié)性能好，亦可切斷，適用于不干凈介質(zhì)和泄漏要求小的調(diào)節(jié)場合，但該閥價格較貴。選型注意事項5 閥內(nèi)件材質(zhì)選擇6 （1）非腐蝕性介質(zhì)一般選用1Cr18Ni9Ti或其它不銹鋼。溫度為300℃，應(yīng)選用耐磨材料，如鉆基合金或表面堆焊史泰萊合金。 （3）要求泄漏很小時，應(yīng)選用軟密封，如四氟、橡膠。（2）選擇襯里材料（橡膠、塑料）時，工作介質(zhì)的溫度、壓力、濃度都必須滿足該材料的使用范圍，并考慮閥動作時對它的物理和機(jī)械破壞。 高低溫材料選擇8 （1）200~60℃時，選用銅或1Cr18Ni9Ti； （2）450~+600℃，選用含鈦鉬不銹鋼。需考慮的主要因素如下：10 （1）最基本的條件是應(yīng)該滿足工藝的壓力、流量、溫度的要求。 （2）閥的密封性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性。 （3）閥的工作壓差小于閥的許用壓差。 （5）對閥動作速度，閥流量特性，作用方式，流向的考慮。 （7）對附件及其成套性及特殊閥之特殊性能及要求的考慮。連接形式應(yīng)符合制造廠產(chǎn)品說明書的規(guī)定。（3）調(diào)節(jié)閥用于高粘度、易結(jié)晶、易汽化以及低溫流體時，應(yīng)采取保溫和防凍措施。用于懸浮物、高粘度介質(zhì)時，應(yīng)配沖洗管線。（6）入口管段長度應(yīng)盡量長，對于小通徑閥門，應(yīng)大于10倍管道通徑，調(diào)節(jié)閥出口直管段應(yīng)有3~5倍管道通徑。環(huán)境塵埃較多時，應(yīng)采取保護(hù)閥桿的措施，避免磨損或卡死。13 3。常見的PID控制器形式主要有三中：（1）硬件型，通用PID溫控氣；（2）軟件型，使用離散形式的PID控制算法在可編程序控制器上做PID控制器；（3）使用變頻器內(nèi)置PID控制功能，相對兩種來說，這種叫內(nèi)置型。（1） PID溫控器現(xiàn)在PID溫控器多為數(shù)字型控制器，具有位空方式、數(shù)字PID控制方式以及模糊控制方式，有的還具有自整定功能，如富士PWX系列溫控器、歐陸800系列溫控器就屬此類型。這種PID形式的主要優(yōu)點(diǎn)有：操作簡單、功能強(qiáng)大、動態(tài)調(diào)節(jié)性能號，適用于選用能過的變頻器性能不是很高的應(yīng)用場合，同時控制器還具有傳感器斷線和故障自動檢測功能。調(diào)試注意要點(diǎn)：P參數(shù)值不應(yīng)太大，—1；參數(shù)和D參數(shù)的比值大約位4：1參數(shù)的值一般位6s—16s；由于PID溫控器的響應(yīng)快，為了防止調(diào)整過程中壓力波動過大，變頻器的上升和下降時間應(yīng)調(diào)大些，推