基本信息
文件名称:过程控制系统.ppt
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总页数:40 页
更新时间:2024-12-28
总字数:约3.84千字
文档摘要

过程控制过程控制系统工业过程可以分为连续过程工业、离散过程工业和间歇过程工业。其中,连续过程工业所占的比重最大,涉及石油、化工、冶金、电力、轻工、纺织、医药、建材、食品等工业部门,连续过程工业的发展对于我国国民经济意义重大。过程控制主要是指连续过程工业的过程控制。过程控制系统一般由以下几部分组成:1.被控对象(对象)2.用于生产过程参数检测的检测与变送仪表3.控制器4.执行机构5.报警、保护和联锁等其他部件过程控制系统的基本结构图控制器根据系统输出量检测值y(t)与设定值r的偏差,按照一定的控制算法输出控制量u,对被控过程进行控制。执行机构接受控制器送来的控制信息调节被控量,从而达到预期的控制目标。过程输出信号通过过程检测与变送仪表,反馈到控制器(或称调节器)的输入端,构成闭环控制系统。例如:氨水液控常用名词术语:被控对象:需要实现控制的设备、机械或生产过程,被称为被控对象。例如锅炉。被控变量:对象内要求保持设定值(接近恒定值或按预定规律变化)的物理量,称为被控变量,如锅炉水位。操纵变量:受调节器操纵,用以使被控变量保持设定值(给定值)的物料或能量,称为操纵变量,如锅炉给水。干扰(扰动):除操纵变量以外,作用于对象并能引起被控变量变化的因素,称为干扰或扰动。负荷变化就是一种典型的扰动,如蒸汽用量的变化对锅炉水位控制是一种典型的干扰。设定值(给定值):被控变量的目标值(预定值),称为设定值。偏差:偏差理论上应该是被控变量的设定值与实际值之差。但是能够直接获取的是被控变量的测量值信号而不是实际值,因此,通常把给定值与测量值之差称为偏差。控制系统的分类开环控制系统控制系统的输出信号(被控变量)不反馈到系统的输入端,因而也不对控制作用产生影响的系统,称为开环控制系统。开环控制系统分为2种。一种是按设定值进行控制。另一种是按扰动量进行控制,即所谓的前馈控制。闭环控制系统系统的输出(被控变量)通过测量变送环节,又返回到系统的输入端,与给定信号比较,以偏差的形式进入调节器,对系统起控制作用,整个系统构成了一个封闭的反馈回路,这种控制系统称为闭环控制系统,或成反馈控制系统。闭环控制系统的过渡过程及其品质指标(1)闭环控制系统的过渡过程一个处于平衡状态的自动控制系统在受到扰动作用后,被控变量发生变化;与此同时,控制系统的控制作用将被控变量重新稳定下来,并力图使其回到设定值或设定值附近。一个控制系统在外界干扰或给定干扰作用下,从原有稳定状态过渡到新的稳定状态的整个过程,称为控制系统的过渡过程。控制系统的过渡过程是衡量控制系统品质优劣的重要依据。(2)过渡过程的质量指标衰减比:是表征系统受到干扰以后,被控变量衰减程度的指标。其值为前后两个相邻峰值之比,及图中的B1/B2,一般希望它能在4:1到10:1之间。余差:是指控制系统受到干扰后,过渡过程结束时被控变量的残余偏差,即图中的C。C值也就是被控变量在扰动后的稳态值与设定值之差。控制系统的余差要满足工艺要求,有的控制系统工艺上不允许有余差,即C=0。最大偏差:表示被控变量偏离给定值的最大程度。对于一个衰减的过渡过程,最大偏差就是第一个波的峰值,即图中的A值。A值就是被控变量所产生的最大动态偏差。对于一个没有余差的过渡过程来说,A=B1。过渡过程时间又称调节时间。它表示从干扰产生的时刻起,直至被控变量建立起新的平衡状态为止的这一段时间,图中以TS来表示。过渡过程时间愈短愈好。振荡周期被控变量的相邻两个波峰之间的时间叫振荡周期,图中以T来表示。在衰减比相同的条件下,周期与过渡时间成正比,因此一般希望周期也是愈短愈好。一个好的控制系统需要注意以下几个问题:纯滞后纯滞后使测量信号不能及时反映被控变量的实际值,从而降低了控制系统的控制质量,因此必须注意被控变量的测量点(安装位置)应具有真正的代表性,并且纯滞后越小越好。测量滞后是指由于检测元件时间常数所引起的动态误差。如测温元件测温时,由于存在着热阻和比热容,它本身具有一定的时间常数,因而测温元件的输出总是滞后于被控变量的变化,从而引起幅值的降低和相位的滞后。传递滞后为了减少传输时间,当气动传输管线长度超过150m时,在中间可采用气动继动器,以缩短传输时间。当调节阀膜头容积过大时,为减少容量滞后,可采用阀门定位器。选择控制规律PID的选择。简单控制系统简单控制系统的组成简单控制系统又称单回路反馈控制系统。由一个被控对象、一个测量变送器、一个调节器和一只调节阀所组成的单回路闭合控制系统。简单控制系统结构简单,投资少,易于调整和投运,能满足一般生产过程的控制要求,因而应用很广泛。它尤其适用于被控对象纯滞后小,时间常数