武汉理工大学：《调节仪表与过程控制系统》课程教学资源（PPT课件讲稿）第八章 特殊控制方法

第八章特殊控制方法 S8-1比值控制系统 、概述 1、方法的产生 在现代工业生产过程中,要求两种或多种物料流量成一定 比例关系;一旦比例失调,会影响生产的正常进行,影响产品 质量,浪费动力,造成环境污染,甚至产生生产事故。如: 燃烧过程中,往往要求燃料量与空气量需按一定比例混合 后送入炉膛 制药生产中要求药物和注入剂按比例混合 造纸过程中为保证纸浆浓度,要求自动控制纸浆量和水量比例 ●水泥配料系统 上一页下一页 返回

第八章 特殊控制方法 在现代工业生产过程中，要求两种或多种物料流量成一定 比例关系；一旦比例失调，会影响生产的正常进行，影响产品 质量，浪费动力，造成环境污染，甚至产生生产事故。如： 一、概述 1、方法的产生 §8－1 比值控制系统 •燃烧过程中，往往要求燃料量与空气量需按一定比例混合 后送入炉膛。 •制药生产中要求药物和注入剂按比例混合。 •造纸过程中为保证纸浆浓度，要求自动控制纸浆量和水量比例。 •水泥配料系统…… 上一页 下一页 返回

2、比值控制的含义 凡是两个或多个变量自动维持一定比值 关系的过程控制系统,统称为比值控制系统 3、变量及关系 主动量一起主导作用而又不可控的物料流量; ●从动量一跟随主动量而变化的物料流量; 比例系数:K=Q1/Q2 上一页下一页 返回

2、比值控制的含义 凡是两个或多个变量自动维持一定比值 关系的过程控制系统，统称为比值控制系统。 3、变量及关系 •主动量---起主导作用而又不可控的物料流量； •从动量---跟随主动量而变化的物料流量； •比例系数: K=Q1/ Q2 上一页 下一页 返回

、比值控制系统的类型 (一)、开环比值控制 1、系统组成:如下图所示。 设定值 ,设定值+ 比值器 捏制网 点a Q 捡凋元件,变选器 7-1 舌系坫值控制系统 a)原理怒b)方樞圈 上一页下一页返回

1、系统组成: 如下图所示。 二、比值控制系统的类型 (一)、开环比值控制 上一页 下一页 返回

员,设定值+ 比器 投制网 控测元件、变送器 开环值制系统 在系统稳定状态时,两物料的流量满足 KO 当主动量Q1由于受到干扰而发生变化时,比值器根据 Q1对设定值的偏差情况,按比例去改变控制阀的开度, 使从动量Q2变化与变化后的Q1仍保持原有的比例关系。 当从动量Q2受到外界干扰而发生波动时,Q1与Q2的比 2n值关系将遭到破坏,系统无能为力 上一页下一页 返回

2021/2/24 在系统稳定状态时，两物料的流量满足 Q2 = KQ1 当主动量Q1由于受到干扰而发生变化时，比值器根据 Q1对设定值的偏差情况，按比例去改变控制阀的开度， 使从动量Q2变化与变化后的Q1仍保持原有的比例关系。 当从动量Q2受到外界干扰而发生波动时， Q1与Q2的比 值关系将遭到破坏，系统无能为力。 上一页 下一页 返回

(一)、开环比值控制 ,设定值 2、特点 比缠器 把制 控冽元件、变运器 b °简单、成本低 开玉值控制系统 ●只有当Q1变化时才起控制作用 Q2变化时Q1不会响应,比例关系被破坏 3、适用场合 副流量没有干扰的情况 工程应用较少 上一页下一页 返回

•简单、成本低； •只有当Q1变化时才起控制作用； •Q2变化时Q1不会响应，比例关系被破坏。 3、适用场合 副流量没有干扰的情况。 2、特点 (一)、开环比值控制 上一页 下一页 返回 工程应用较少

二)、单闭环比值控制 1、特点:能克服开环比值方案的不足。 2、系统组成:如下图所示。 Q1 讣 设定值 2环比值控制系统 单闭环比值控制系统 上一页下一页 返回

2021/2/24 (二)、单闭环比值控制 2、系统组成：如下图所示。 1、特点: 能克服开环比值方案的不足。 开环比值控制系统 单闭环比值控制系统 上一页 下一页 返回

Q1 H a2(s) W,(s) Fols Hm2(3) Hmi(s) 图4-44单闭环比值控制 3、工作过程 ·稳定状态下 主流量变化时 ●副变量由于干扰而变化时 上一页下一页 返回

3、工作过程 •稳定状态下…… •主流量变化时…… •副变量由于干扰而变化时…… 上一页 下一页 返回

形(s)o2(5 玩(s) 所(s Fnz(s) 图4-44单闭环比值控制 3、工作过程 稳定状态下 在系统稳定状态时,两物料的流量满足 =KO 副变量Q2由于干扰而变化 经过从动量回路的控制作用,把变化了的Q2 再调整回原稳态值,维持Q1与Q2的比值关系 2021/2/24 上一页下一页 返回

2021/2/24 3、工作过程 •副变量Q2由于干扰而变化 时…… •稳定状态下…… 在系统稳定状态时，两物料的流量满足 Q2 = KQ1 经过从动量回路的控制作用，把变化了的Q2 再调整回原稳态值，维持Q1与Q2的比值关系。 上一页 下一页 返回

形(s)o2(5 玩(s) 所(s Fnz(s) 图4-44单闭环比值控制 主流量变化时 比值器经过比值运算后输出发生相应的变化,此 时从动量回路为随动控制系统,将从动量Q2随着主动 量Q1的变化而成比例变化,使变化后的Q1与Q2仍保 持原来比值关系不变 主流量与副流量同时受到干扰 上述两种过程的叠加。但从动量回路首先应满足 Q2随Q1成比值关系的变化

2021/2/24 •主流量变化时…… 比值器经过比值运算后输出发生相应的变化，此 时从动量回路为随动控制系统，将从动量Q2随着主动 量Q1的变化而成比例变化，使变化后的Q1与Q2仍保 持原来比值关系不变 •主流量与副流量同时受到干扰…… 上述两种过程的叠加。但从动量回路首先应满足 使Q2随Q1成比值关系的变化

4、应用实例:如图所示 洗水 含乙的丁婚馏分 洗豫塔 囟 含乙M的洗高 7-3丁烯洗涤塔进料量与洗涤水量的比值控制系统 上一页下一页 返回

7-3 丁烯洗涤塔进料量与洗涤水量的比值控制系统 4、应用实例: 如图所示。 上一页 下一页 返回