第二章(3)比值控制.ppt

为此人们开发了一些具有特殊功能的系统。串级、前馈控制系统的控制效果:提高了系统响应曲线性能指标这两种控制方案可以认为是为提高系统性能指标而开发的控制系统。大型生产过程的特点:过程复杂化各种生产过程的工艺设备型式、操作方式差异很大,又要考虑安全要求过程控制人员充分考虑各种工艺过程的特点,设计满足特定要求的控制系统,以满足工艺生产的需要。:稀***生产氨与空气按一定比例混合氧化氧化炉氨、空气比超出一定极限会引起爆炸,非常危险。控制系统的要求:必须维持氨、空气比恒定采用反馈控制待氨与空气变化再调节,为时己晚,事故己发生。例2:炼油厂催化裂化装置的再生器作用:使催化剂再生,烧去催化剂表面的焦碳进入再生器内催化剂与空气应有一定的比例空气过低:燃烧不充分,不能保证催化剂的活性,影响下一工艺空气过剩:降低再生器温度、加大影响主风机的负荷,增加能耗设计一种特定的控制系统,根据氨的变化调节空气量根据再生催化剂量去调节主风量例3:工业废水处理装置含NaOH废水直接排入河道将污染环境含量大时采取回收;含量小时采用加酸中和,保证废水的PH=7根据碱的含量及浓度调整酸流量怎么样完成上述功能来满足工艺要求呢?根据某一流量的变化调节另一流量比值控制::控制两个变量的比值,通常是指两个流量的比值通过一个量的变化去改变另一量(操纵量)废水处理:、定比值控制系统保持两个流量的比值恒定Date3(1)开环比值控制如图所示的中和池FT101酸FC101含碱废水排出水中和池若阀是线性的,则Q2随Q1按比例变化Q1变化后改变Q2,Q1占主导地位是主流量,Q2随Q1变化称为副流量。图中Q2随Q1变化,没有对Q2反馈校正,系统本身是开环的称为开环比值控制器控制阀对象测量变送Date4此控制方案适合于副流量平稳且流量比值要求不高的场合系统本身无抗干扰能力。若副流量(即酸)的压力变化,无法保证两流量的比值。为提高系统的抗干扰能力,给出另一种比值控制方案(2)单闭环比值控制系统在开环比值系统中,对副流量设计控制回路FT101酸FC102含碱废水排出水中和池FT102R比值计算器:按预先设置好的比值系数使控制器的输出成比例变化单闭环比值系统结构图-控制器+控制阀对象测量变送测量变送比值计算器副流量控制回路为随动系统特点:Q1变化,经流量变送到比值计算器R,R的输出作为副流量控制器的设定值,Q2经调节自动跟踪Q1的变化,保持在新工况下Q2/Q1不变。Date5当Q1不变,Q2可克服自身干扰(如阀前压力扰动)此方案的特点:在Q2受干扰时仍能保持Q2/Q1稳定,但因Q1也有波动,不能使总物料恒定。(3)双闭环比值控制特点:对主/副流量均设有控制回路,使系统在保证进料比值恒定的条件下,维持总负荷平稳。例:合成氨生产原料:石脑油(轻柴油)二者按一定的比例在转化炉中反应水蒸汽,空气}工艺要求:石脑油与水蒸气的比例一定石脑油和水蒸气各自的流量稳定设计如图所示的系统,采用了两个闭合回路,保持各自流量平稳,克服了单闭环的缺点Date6FT101蒸汽FC102石脑油去一段转化炉FT102RFC101-控制器+控制阀对象测量变送比值计算器双闭环比值系统结构图-控制器+控制阀对象测量变送以上三种方案的特点:保持两种物料的比值恒定比值计算器的参数经计算设置后不再变动属定比值系统}2、变比值控制系统比值控制的目的:确保工艺平稳操作、保证产品质量定比值只满足了比值一定的关系,并没有考虑成比例的两种物料混合或反应后最终质量是否符合工艺要求。从最终质量看,系统是开环的。Date7如工业废水处理:若废水中NaOH的浓度变化,采用原来的比值关系,当工艺状况(如温度、压力等)发生变化时,系统本身无法视工艺情况自行调整,原来设定的比值器参数就不能保证最终处理结果呈中性,从定比值的最终结果看,系统仍是开环的。为保证最终产品质量,需随时对比值器参数进行重新设置。但这些干扰通常是随机的,且幅度又各不相同,无法用人工经常修正比值器参数。解决方法:按某一工艺指标自动修正流量比值——变比值控制系统。FT101RC101FT102÷AC101AT101Date8变比值控制系统结构图⑴稳定状态:表征最终质量指标的主参数y恒定,主控输出(比值控制器的给定)稳定;Q2/Q1=r=Constant。比值计算器输出(表征r),作为比值控制器的测量值与给定值相等。比值控制器输出稳定,控制阀开度一定,产品质量合格。⑵主流量干扰发生:由比值控制回路快速控制,使Q2按Q2=rQ1变化,以保持主参数y稳定。⑶除流量干扰外的干扰发生:主参数y变化,主控输出变化