第十三章 复杂控制系统.ppt

测量仪表与自动化
第十三章复杂控制系统
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
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目录:
其他复杂控制系统
均匀控制系统
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
概述
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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
一、串级控制系统概述
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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
第一节串级控制系统
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
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第一节串级控制系统
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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
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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
第一节串级控制系统
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。
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第一节串级控制系统
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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。
第一节串级控制系统
主回路
由主变量的测量变送装置,主、副控制器,执行器和主、副对象构成的外回路。
副回路
由副变量的测量变送装置,副控制器执行器和副对象所构成的内回路。
其给定值来自主控制器的输出,并按副变量的测量值与给定值的偏差而工作的那个控制器。
副控制器
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