化学工业出版社：《化工仪表及自动化》课程教材电子教案（PPT课件讲稿，第三版）第十三章 复杂控制系统

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化学工业出版社 www.cip.com.cn 化工仪表及自动化 第十三章 复杂控制系统

内容提要 化学工业出版社 WW. CIp. com. cn ■串级控制系统 ■串级控制系统概述 ■串级控制系统的特点及应用 主、副控制器控制规律的选择 ■主、副控制器正反作用的选择 ■控制器参数工程整定与系统投运 ■其他复杂控制系统 均匀控制系统

化学工业出版社 内容提要 www.cip.com.cn ◼ 串级控制系统 ◼ 串级控制系统概述 ◼ 串级控制系统的特点及应用 ◼ 主、副控制器控制规律的选择 ◼ 主、副控制器正反作用的选择 ◼ 控制器参数工程整定与系统投运 ◼ 其他复杂控制系统 ◼ 均匀控制系统 1

化学工业出版社 内容提要 WW. CIp. com. cn ■比值控制系统 ■前馈控制系统 ■取代控制系统 ■分程控制系统 ■多冲量控制系统

化学工业出版社 内容提要 www.cip.com.cn ◼ 比值控制系统 ◼ 前馈控制系统 ◼ 取代控制系统 ◼ 分程控制系统 ◼ 多冲量控制系统 2

化学工业出版社 概述 WW. CIp. com. cn 根据根据系统的结构和所担负的任务 复杂控制系统 串级均匀比值分程前馈选择三冲量 控制控制控制控制控制控制控制系 系统系统系统系统系统「系统统

化学工业出版社 概述 www.cip.com.cn 3 根据根据系统的结构和所担负的任务 复杂控制系统 串级 控制 系统 均匀 控制 系统 比值 控制 系统 分程 控制 系统 前馈 控制 系统 选择 控制 系统 三冲量 控制系 统

第一节串级控制系统 化学工业出版社 WW. CIp. com. cn ■一、串级控制系统概述 当对象的滞后较大,干扰比较剧烈、频繁时,可考 虑采用申级控制系统。 举例)说明串级控制系统的结构及其工作原理 控制好温度 可延长炉子寿命,防止炉管烧坏 燃料 可保证后面精馏分离的质量。 原料 图13-1管式加热炉出口温度 控制系统

化学工业出版社 第一节 串级控制系统 www.cip.com.cn ◼ 一、串级控制系统概述 4 当对象的滞后较大，干扰比较剧烈、频繁时，可考 虑采用串级控制系统。 举例 说明串级控制系统的结构及其工作原理 ➢ 可延长炉子寿命，防止炉管烧坏； ➢ 可保证后面精馏分离的质量。 控制好温度 图13-1 管式加热炉出口温度 控制系统

化学工业出版社 第一节串级控制系统 WW. CIp. com. cn 根据原油出口温度的变化来控制燃料门的开度 在实际生产过程中,特别是当加热炉的燃料 压力或燃料本身的热值有较大波动时,该简单控 制系统的控制质量往往很差,原料油的出口温度 波动较大,难以满足生产上的要求

化学工业出版社 第一节 串级控制系统 www.cip.com.cn 在实际生产过程中，特别是当加热炉的燃料 压力或燃料本身的热值有较大波动时，该简单控 制系统的控制质量往往很差，原料油的出口温度 波动较大，难以满足生产上的要求。 根据原油出口温度的变化来控制燃料阀门的开度 5

化学工业出版社 第一节串级控制系统 WW. CIp. com. cn 原因 当燃料压力或燃料本身的热值变化后,先影响炉 膛的温度,然后通过传热过程才能逐渐影响原料油的 出口温度,这个通道容量滞后很大,时间常数约 15min左右,反应缓慢,而温度控制器TC是根据原料 油的出口温度与给定值的偏差工作的。所以当干扰作 用在对象上后,并不能较快地产生控制作用以克服干 扰被控变量的影响。当工艺上要求原料油的出口温度 非常严格时,为了解决容量滞后问题,还需对加热炉 的工艺作进一步分析

化学工业出版社 第一节 串级控制系统 www.cip.com.cn 6 当燃料压力或燃料本身的热值变化后，先影响炉 膛的温度，然后通过传热过程才能逐渐影响原料油的 出口温度，这个通道容量滞后很大，时间常数约 15min左右，反应缓慢，而温度控制器TC是根据原料 油的出口温度与给定值的偏差工作的。所以当干扰作 用在对象上后，并不能较快地产生控制作用以克服干 扰被控变量的影响。当工艺上要求原料油的出口温度 非常严格时，为了解决容量滞后问题，还需对加热炉 的工艺作进一步分析。 原因

第一节串级控制系统 化学工业出版社 WW. CIp. com. cn 以原料油出口温度为主要被控变量的炉出口温度与炉膛温 度的串级控制系统 P 给定值 被控变量1 度控制器T1C 温度对象2 02测量、变送 6测量、变 燃料 原料 图13-2管式加热炉出口 图13-3管式加热炉出口温度串级 温度串级控制系统 控制系统的方框图

化学工业出版社 第一节 串级控制系统 www.cip.com.cn 7 以原料油出口温度为主要被控变量的炉出口温度与炉膛温 度的串级控制系统 图13-3 管式加热炉出口温度串级 控制系统的方框图 图13-2 管式加热炉出口 温度串级控制系统

化学工业出版社 第一节串级控制系统 WW. CIp. com. cn 在上述控制系统中,有两个控制器TC和T2C,接收来 自对象不同部位的测量信号0和02。TC的输出作为T2C 的给定值,而后者的输岀去控制执行器以改变操纵变量。 从系统的结构看,这两个控制器是串接工作的 几个串级控制系统中常用的名词 变量工艺控制指标,在串级控制系统中起主导 作用的被控变量

化学工业出版社 第一节 串级控制系统 www.cip.com.cn 在上述控制系统中，有两个控制器T1C和T2C，接收来 自对象不同部位的测量信号θ1和θ2。T1C的输出作为T2C 的给定值，而后者的输出去控制执行器以改变操纵变量。 从系统的结构看，这两个控制器是串接工作的。 几个串级控制系统中常用的名词 主变量 工艺控制指标，在串级控制系统中起主导 作用的被控变量。 8

第一节串级控制系统 化学工业出版社 WW. CIp. com. cn 劃变量串级控制系统中为了稳定主变量或因某 种需要而引入的辅助变量 至对歌为主变量表征其特性的生产设备。 到对豪为副变量表征其特性的工艺生产设备 至控制按主变量的测量值与给定值而工作,其输 出作为副变量给定值的那个控制器

化学工业出版社 第一节 串级控制系统 www.cip.com.cn 9 主对象 为主变量表征其特性的生产设备。 副对象 为副变量表征其特性的工艺生产设备。 主控制器 按主变量的测量值与给定值而工作，其输 出作为副变量给定值的那个控制器。 副变量 串级控制系统中为了稳定主变量或因某 种需要而引入的辅助变量