《过程控制》 第十讲 单回路控制系统结构

Process Control Instrumentation Technology 主要内容 ◆单回路控制系统结构及特点 系统设计的主要内容 ◆被控参数选择及控制参数选择 过程静态特性和动态特性对控制品质的影 响 ◆控制系统投运步骤 ◆单回路控制系统设计方案举例

Process Control & Instrumentation Technology 主要内容 ⧫单回路控制系统结构及特点 ⧫系统设计的主要内容 ⧫被控参数选择及控制参数选择 ⧫过程静态特性和动态特性对控制品质的影 响 ⧫控制系统投运步骤 ⧫单回路控制系统设计方案举例

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Process Control & Instrumentation Technology 单回路控制系统结构

Process Control Instrumentation Technology 单回路控制系统特点 ◆结构简单、投资少、易于整定和投运; ◆可满足一般生产过程的工艺要求 ◆占控制回路的85%以上,应用广泛; ◆适用于被控过程的纯滞后与惯性不大、负 荷与干扰变化比较平稳或者工艺要求不太 高的场合

Process Control & Instrumentation Technology 单回路控制系统特点 ⧫结构简单、投资少、易于整定和投运； ⧫可满足一般生产过程的工艺要求； ⧫占控制回路的85%以上，应用广泛； ⧫适用于被控过程的纯滞后与惯性不大、负 荷与干扰变化比较平稳或者工艺要求不太 高的场合

Process Control Instrumentation Technology 系统设计的方法 ◆首先全面了解被控过程: ◆深入分析工艺过程设备 ◆应用自动控制理论和技术,拟定一个合理 正确的控制方案

Process Control & Instrumentation Technology 系统设计的方法 ⧫首先全面了解被控过程； ⧫深入分析工艺过程设备； ⧫应用自动控制理论和技术，拟定一个合理 正确的控制方案

Process Control Instrumentation Technology 系统设计的主要内容 ◆包括: ◆方案设计; 工程设计; ◆工程安装与仪表调校; ◆调节器参数整定等 核心内容: ◆控制方案设计; ◆调节器参数整定

Process Control & Instrumentation Technology 系统设计的主要内容 ⧫包括： ⧫方案设计； ⧫工程设计； ⧫工程安装与仪表调校； ⧫调节器参数整定等。 ⧫核心内容： ⧫控制方案设计； ⧫调节器参数整定

Process Control Instrumentation Technology 被制参数选择 ◆选择起决定性作用、并且可以测量的直接 参数 ◆可以选用间接参数作为被控参数,但它必 须与直接参数有单值一一对应关系; ◆对控制作用的反应具有足够的灵敏度; ◆应考虑到工艺生产的合理性 ◆仪表的供应情况

Process Control & Instrumentation Technology 被制参数选择 ⧫选择起决定性作用、并且可以测量的直接 参数； ⧫可以选用间接参数作为被控参数，但它必 须与直接参数有单值一一对应关系； ⧫对控制作用的反应具有足够的灵敏度； ⧫应考虑到工艺生产的合理性； ⧫仪表的供应情况

Process Control Instrumentation Technology 破控参数选择的一般原则 ◆代表一定的工艺操作指标或是反映工艺操作状 态的重要变量; ◆应是工艺生产过程中经常变化,因而需要频繁 加以控制的变量; ◆应尽可能选择工艺生产过程的直接控制指标; ◆应是能测量的,并具有较大灵敏度的变量 ◆应是独立可控的; ◆应考虑工艺的合理性与经济性

Process Control & Instrumentation Technology 被控参数选择的一般原则 ⧫代表一定的工艺操作指标或是反映工艺操作状 态的重要变量； ⧫应是工艺生产过程中经常变化，因而需要频繁 加以控制的变量； ⧫应尽可能选择工艺生产过程的直接控制指标 ； ⧫应是能测量的，并具有较大灵敏度的变量； ⧫应是独立可控的； ⧫应考虑工艺的合理性与经济性

Process Control Instrumentation Technology 控制参数选择 ◆应是工艺上允许加以控制的可控变量; ◆应是对被控参数影响的诸因素中比较灵敏 的变量,即: ◆控制通道的放大系数要大一些; ◆时间常数要小一些; ◆纯滞后时间要尽量小等。 ◆应考虑工艺的合理性和生产的经济性

Process Control & Instrumentation Technology 控制参数选择 ⧫应是工艺上允许加以控制的可控变量； ⧫应是对被控参数影响的诸因素中比较灵敏 的变量，即： ⧫控制通道的放大系数要大一些； ⧫时间常数要小一些； ⧫纯滞后时间要尽量小等。 ⧫应考虑工艺的合理性和生产的经济性

Process Control Instrumentation Technology 过程静态特性对制品质的影响 ◆指过程的静态放大系数对控制质量的影响。 ◆扰动通道的静态放大系统K大对控制不利; ◆控制通道的放大系数K愈大,表示控制作用 愈灵敏; ◆但K太大,会使控制作用对被控变量的影响 过强,使系统的稳定性下降; ◆选择控制通道的K适当大一些,可由K来补 偿

Process Control & Instrumentation Technology 过程静态特性对控制品质的影响 ⧫指过程的静态放大系数对控制质量的影响。 ⧫扰动通道的静态放大系统Kf大对控制不利 ； ⧫控制通道的放大系数K0愈大，表示控制作用 愈灵敏； ⧫但K0太大，会使控制作用对被控变量的影响 过强，使系统的稳定性下降； ⧫选择控制通道的K0适当大一些，可由Kc来补 偿

Process Control Instrumentation Technology 扰动通道对动态特性的影响 ◆扰动通道的容积愈多、愈大,则扰动对被 控参数的影响愈小,控制质量愈好; ◆扰动通道的纯滞后不影响系统的控制质 量 ◆应使扰动作用点位置远离被控参数

Process Control & Instrumentation Technology 扰动通道对动态特性的影响 ⧫扰动通道的容积愈多、愈大，则扰动对被 控参数的影响愈小，控制质量愈好； ⧫扰动通道的纯滞后不影响系统的控制质 量 ； ⧫应使扰动作用点位置远离被控参数