过程控制原理2

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过程控制原理

过程控制原理

过程控制原理过程控制原理是指在工业生产过程中,通过对生产过程中各种参数的监控和调节,使得生产过程能够达到预期的目标,保证产品质量稳定、生产效率高效、能源消耗低等。

过程控制原理是工业自动化的重要组成部分,它涉及到自动化控制系统、传感器、执行器等多个方面的知识,是工业生产中不可或缺的重要技术之一。

在过程控制原理中,最基本的原理之一就是反馈控制。

反馈控制是指通过对系统输出进行监测和比较,然后根据比较结果对系统输入进行调节,以使系统能够稳定地达到预期的目标。

反馈控制系统通常包括传感器、控制器和执行器三个部分。

传感器用于监测系统输出,控制器根据传感器的反馈信号进行逻辑运算和控制决策,执行器则根据控制器的指令对系统输入进行调节。

通过这种方式,反馈控制系统能够不断地调节系统状态,使系统能够稳定地运行在预期的工作点附近。

另一个重要的过程控制原理是前馈控制。

前馈控制是指在系统输出受到干扰时,通过对系统输入进行预先调节,以抵消干扰对系统输出的影响。

前馈控制系统通常需要对系统的工作环境和干扰情况有较为准确的预测,然后根据预测结果对系统输入进行调节。

前馈控制系统的设计和实现相对复杂,但它能够有效地提高系统对干扰的抵抗能力,保证系统输出的稳定性和准确性。

在工业生产中,过程控制原理的应用非常广泛。

例如,在化工生产中,通过对反应温度、压力、物料流量等参数的实时监控和调节,可以保证化工反应过程的稳定性和产品质量;在电力系统中,通过对发电机、变压器等设备的运行状态进行监控和调节,可以保证电网的稳定运行和电能的高效利用;在制造业中,通过对生产线上各个工序的控制和协调,可以实现生产过程的自动化和高效化。

总的来说,过程控制原理是工业生产中不可或缺的重要技术,它通过对生产过程中各种参数的监控和调节,使得生产过程能够达到预期的目标,保证产品质量稳定、生产效率高效、能源消耗低等。

通过对反馈控制和前馈控制等原理的应用,可以实现工业生产的自动化和智能化,为工业生产的发展提供强大的技术支持。

过程控制原理的具体应用

过程控制原理的具体应用

过程控制原理的具体应用1. 概述过程控制原理是指在工业生产和生物过程中,通过监测和调节各种物理、化学和生物过程的参数,使其达到预期的目标。

本文将介绍过程控制原理在不同领域的具体应用。

2. 化工领域过程控制原理在化工领域的应用非常广泛。

以下是一些典型的例子:•温度控制:在化工反应中,控制温度是非常重要的。

通过实时监测温度,可以调节加热或冷却系统,使反应温度保持在合适的范围内。

•液位控制:在储罐或反应器中,控制液位的高度可以确保生产过程的稳定性。

当液位过高或过低时,控制系统将自动调节出入口流量,以保持液位在设定范围内。

•流量控制:在化工生产过程中,控制流量是实现各种操作的基础。

通过精确地控制流量,可以实现原料的准确投入、产物的准确收集等。

•压力控制:在管道系统中,控制压力可以确保系统的安全运行。

当压力过高或过低时,控制系统将自动调节阀门或泵的操作,以维持压力在设定范围内。

3. 制造业领域过程控制原理在制造业领域的应用也非常广泛。

以下是一些典型的例子:•产品质量控制:在生产过程中,控制各个工序的参数可以确保产品的质量稳定。

通过监测关键参数,如温度、压力、速度等,控制系统可以自动调节操作,以达到预期的产品质量。

•机器人控制:在自动化生产线上,通过对机器人的精确控制,可以实现高效的生产过程。

通过监测传感器的数据,控制系统可以调节机器人的运动,以达到精确的操作效果。

•能源管理:在制造业中,能源的消耗是一项重要的成本。

通过过程控制原理,可以监测和调节能源消耗,以实现能源的有效利用和节约。

4. 环境保护领域过程控制原理在环境保护领域的应用也越来越重要。

以下是一些典型的例子:•废水处理:通过对废水处理过程的监测和调节,可以减少污染物的排放,实现废水的合规处理。

•空气污染控制:通过监测空气中的污染物浓度,控制系统可以调节排放设备的操作,以确保空气质量符合规定标准。

•垃圾处理:通过控制垃圾处理过程中的温度、湿度等参数,可以实现垃圾的高效处理和资源回收利用。

SPC的基本原理和过程控制

SPC的基本原理和过程控制

SPC的基本原理和过程控制概述SPC(统计过程控制)是一种常用于质量管理的统计方法,用于监控过程中的变异性,并及时采取控制措施来保持过程的稳定性和稳定品质。

本文将介绍SPC的基本原理和过程控制。

1. SPC的基本原理SPC的基本原理是基于统计学原理和质量管理理论。

其核心思想是通过收集和分析过程中的数据,以了解过程的变异性,并根据统计指标来判断过程是否处于控制状态。

基本原理包括:1.1 过程稳态与过程能力过程稳态是指过程在一个稳定区域内运行,并且其变异性是可控制的。

稳态下,过程的输出值会在一定的范围内波动,但是变异性是在可控范围内,不会出现特殊原因引起的异常波动。

过程能力是评估过程稳态的指标,通常使用过程能力指数(Cp)和过程能力指数(Cpk)来衡量。

Cp表示过程在规范要求的容差范围内的能力,而Cpk则考虑了过程的位置偏离能力。

1.2 变异性的来源过程中的变异性可以分为两种来源:常因和特因。

常因变异性是过程内在的、长期固定的,通常由一系列可以量化和测量的系统性因素引起。

这种变异性可以通过改善操作方法、调整设备或改善材料来减小。

特因变异性是由特殊原因引起的,通常是偶然事件,属于非系统的因素。

特因变异性无法通过常因改进来消除,应及时进行纠正。

1.3 统计过程控制图SPC使用控制图来监控过程的变异性。

控制图是一种统计图表,可以帮助鉴别过程中的常因和特因变异,以判断过程是否处于控制状态。

常用的控制图包括平均图(X-图),范围图(R-图),以及带有管制限的控制图(带A、B、C及D控制限的图表)。

控制图上的管制限是根据统计原理确定的,当过程数据落在管制限之外时,意味着过程出现特殊原因变异,需要采取措施进行纠正。

2. 过程控制方法SPC的过程控制方法包括以下几个步骤:2.1 数据收集首先,需要确定要收集的数据类型和采样方法。

数据类型通常是定量的,可以是尺寸、重量、时间等。

采样方法应该能够反映出过程的变异性,并且要求数据具有代表性。

过程控制的简易原理

过程控制的简易原理

PID参数整定的基本原则
单项性能指标 误Biblioteka 积分性能指标 理论计算整定法 工程整定法
系统的临界振荡过程
简单控制系统的组成环节
谢谢
过程控制的简易原理
主讲人:曹东亮
PID调节原理
控制系统的设计归根到底就是调节器的设计 就是调节规律的确定和调节器参数的整定。
PID控制的优点
原理简单,使用方便,适应性强。 生产过程简单控制系统方框图:
过程控制系统的动态特性
(1) 对象的动态特性是单调、不振荡的 (2) 对象动态特性的延迟性和时间常数大 (3) 对象的动态特性具有纯时间滞后 (4) 被控对象的自平衡与非自平衡特性 (5) 被控对象的动态特性往往具有非线性特征
调节器选择
选择调节器动作规律时应根据对象特性、负荷变化、主要 扰动和系统控制要求等具体情况,同时还应考虑系统的经 济性以及系统投入方便等。
调节器定性选择原则
广义对象控制通道时间常数较大或容积迟延较大时,应引 入微分动作 当广义对象控制通道时间常数较小,负荷变化也不大,而 工艺要求无残差时,可选择比例积分动作 广义对象控制通道时间常数较小,负荷变化较小,工艺要 求不高时,可选择比例动作 当广义对象控制通道时间常数或容积迟延很大,负荷变化 亦很大时,简单控制系统已不能满足要求,应设计复杂控 制系统。

过程控制系统(DCS系统原理)精选

过程控制系统(DCS系统原理)精选

过程控制系统(DCS系统原理)精选过程控制系统,又称分布式控制系统(DCS),在现代工业生产中发挥着举足轻重的作用。

DCS系统原理以其高度集中、分散控制的特点,为生产过程提供了稳定、高效的保障。

下面,让我们一起来深入了解DCS系统的核心原理。

一、DCS系统概述DCS系统是一种以计算机技术、通信技术和控制技术为基础,实现对生产过程进行实时监控、操作和管理的控制系统。

它将整个生产过程划分为若干个子系统,通过分散控制、集中管理的方式,确保生产过程稳定、高效运行。

二、DCS系统原理1. 分散控制DCS系统采用分散控制原理,将复杂的工业生产过程分解为若干个相对简单的子过程。

每个子过程由相应的控制器进行实时监控和控制,降低了系统故障的风险,提高了生产过程的可靠性。

2. 集中管理虽然DCS系统采用分散控制,但整个生产过程仍需进行集中管理。

DCS系统通过高速通信网络将各子系统的数据实时传输至中央控制室,操作人员可以在中央控制室对整个生产过程进行监控、调整和优化。

3. 模块化设计4. 开放式通信协议DCS系统采用开放式通信协议,便于与其他系统进行集成。

这使得DCS系统可以轻松地与企业管理系统、数据库等实现数据交换,为企业生产提供全面的信息支持。

5. 故障诊断与处理DCS系统具备强大的故障诊断和处理能力,能够实时监测系统运行状态,发现异常情况及时报警,并采取相应措施进行处理,确保生产过程不受影响。

三、DCS系统在现代工业生产中的应用1. 石化行业:DCS系统在石化行业中应用广泛,用于对炼油、化工等生产过程进行控制,提高产品质量和产量。

2. 电力行业:DCS系统在发电厂、电网调度等领域发挥着重要作用,保障电力系统安全、稳定运行。

3. 冶金行业:DCS系统应用于冶金行业的烧结、炼铁、炼钢等工序,提高生产效率,降低能耗。

4. 环保行业:DCS系统在污水处理、烟气脱硫等环保领域具有显著效果,助力企业实现绿色生产。

DCS系统原理在现代工业生产中具有广泛的应用前景,为企业提高生产效率、降低成本、保障安全生产提供了有力支持。

过程控制复习资料 (2)

过程控制复习资料 (2)

1、试述串级控制系统的的工作原理,它有哪些特点?2、某加热炉出口温度控制系统,经运行后发现扰动主要来自燃料流量波动,试设计控制系统克服之,如果发现扰动主要来自原料流量波动,应如何设计控制系统以克服之?画出带控制点工艺流程图和控制系统框图。

3、为什么一些液位控制系统中,减小控制器的增益反而使系统出现持续震荡,是从理论角度分析之。

4、液位均匀控制系统与简单液位控制系统有什么异同?那些场合需要采用液位均匀控制系统?5、某加热炉出口温度控制系统中,副被控变量是炉膛温度,温度变送器的量程都选用0--500℃,控制阀选用气开阀。

经调试后系统已经正常运行,后因副回路的的温度变送器损坏,该用量程为200--300℃的温度变送器,问对控制系统有什么影响?6、题5中,如果损坏的是主回路温度变送器,问改用量程为200--300℃的温度变送器,对控制系统有什么影响?如何解决?7、某反应器由A和B两种物料参加反应,已知,A物料时供应有余,B物料可能供用不足,他们都可测可控。

采用差压变送器和开方器测量它们的流量,工艺要求正常工况时,Fa=300Kg/h,Fb=600Kg/h,拟用DDZ-III型仪表,设计双闭环(相乘方案)控制系统,确定乘法器的输入电流,画出控制系统框图和带控制点的工艺流程图。

8、题7中,控制系统已正常运行,后因两台差压变送器均损坏,改用相同量程的变送器(注:量程能够满足工艺要求),试问控制系统应作什么改动?为什么?9、什么情况下前馈控制系统需要设置偏置信号?应如何设置?10、某加热炉出口温度控制系统,原采用出口温度和燃料油流量的串级控制方案,为防止阀后压力过高造成脱火事故,是设计有关控制系统,说明该控制系统是如何工作的?1.调节器的Kc值愈大,表示调节作用(),Ti值愈大,表示积分作用(),Td值愈大表示微分作用()。

答案:越强;减弱;增强。

2.选择控制方案时,总是力图使调节通道的放大倍数(增益)(),干扰通道的放大倍数(增益)()。

过程控制系统原理及应用

过程控制系统原理及应用
逻辑功能强、适应大量的顺序控制、逻辑控制。
2.2 PLC系统基本组成
上位机1 上位机2
通讯网络
下位机
1)下位机:执行PLC的控制程序,完成控制功能,一般采用专用的PLC厂 商提供的专用的PLC程序,西门子PLC的STEP7,GE公司PLC的LM90-70, 莫迪康PLC的CONCEPT。 2)上位机:为人机界面,完成监视操作功能,一般采用工控软件如 IUTCH、FIX、WINCC等,功能类似DCS的监视和控制功能。 3)通讯网络:上位机和下位机的通讯采用各种方式,通用的、专用的,工 控软件可支持各种厂商的PLC的通讯。
5)调整画面:每个控制功能模块的详细调整,PID参数设定、上下限报警输 出、输出限幅、1个回路/窗口,100000个窗口/HIS
6)过程报警画面:100个点的报警一览表。18个报警/窗口,200个报警/HIS 7) 控制方案图窗口:显示控制方案图的数值和报警状态。
DCS系统窗口调用功能键
系帮过操
绑 绑存
2、操作简便:DCS系统的操作功能强大,给操作人员提 供了许多便利的操作功能,操作人员通过操作画面方便完成 各种操作功能。
3、系统便于扩展:DCS系统设计结构便于增加卡件、增 加机架、增加操作站和增加控制站,便于装置的扩能改造。
4、维护方便:DCS系统设计按照标准设计、硬件模块化、 系统配备自诊断软件,方便检测系统故障。
PLC(Programmable Logic Controller)可 编程序控制器于20世纪60年代末期在美国首先 出现,目的是用来取代继电器,实现逻辑计算、 计时、计数和顺序控制,主要用于开关量控制, 随着技术和需求的发展, PLC也可完成模拟量 的控制。
2.1 PLC的特点
1)应用灵活:PLC为标准的积木式硬件结构,现 场安装方便,各种控制功能通过软件编程完成。

过程控制

过程控制

过程控制过程控制是一种在各行各业中广泛应用的管理技术,旨在监管和控制组织内的活动,以实现预期的目标。

它涉及策划、组织、指导和控制工作流程,以确保有效的资源利用和高效的运营。

过程控制的概念可以追溯到过去几个世纪,尤其是工业革命时期。

随着技术的快速发展,工厂和企业需要更好地管理和控制生产过程,以提高生产能力和产品质量。

因此,很多管理理论和方法应运而生。

过程控制的核心在于确定关键路径和优化资源分配。

在制造业中,这意味着确定每个生产阶段的最佳顺序和步骤,以最大程度地减少生产停滞和浪费。

在服务业中,过程控制可以帮助企业优化客户服务流程,提高服务质量和客户满意度。

过程控制还涉及到监控绩效和制定纠正措施。

通过收集和分析数据,管理者可以获得对组织绩效的实时了解。

如果出现问题或低效率,他们可以及时采取纠正措施,以确保整个过程在正确的轨道上运行。

过程控制的关键是管理者具备良好的沟通和领导能力。

他们需要与各个层级的员工进行有效的沟通,确保他们理解和执行公司的目标和策略。

同时,他们还需要激励员工积极参与过程控制,鼓励他们提出改进建议和解决方案。

成功的过程控制需要有明确的目标和测量指标。

这些指标可以帮助管理者评估过程的效率和效果,并确定任何潜在的问题或改进机会。

通过不断地对比实际结果与预期结果,管理者可以及时做出调整和改进。

过程控制也需要不断的学习和创新。

随着技术和环境的变化,组织必须灵活地适应新的挑战和机遇。

管理者应鼓励员工持续学习和发展自己的技能,以适应不断变化的市场需求。

最后,过程控制需要持续改进和持续执行。

它不仅仅是一次性的任务,而是一个长期的过程。

通过持续改进和持续执行,组织可以不断提高自己的效率和竞争力,保持在市场上的领先地位。

综上所述,过程控制是一种重要的管理技术,可以帮助组织实现目标,提高效率和竞争力。

它需要管理者具备良好的沟通和领导能力,并与员工共同合作来实施和改进过程控制。

只有不断学习和创新,持续改进和执行,组织才能在竞争激烈的市场中取得成功。

了解过程控制的基本原理

了解过程控制的基本原理

了解过程控制的基本原理过程控制是指通过对系统中的各种操作过程进行监测和调节,使得系统能够稳定运行,达到预期的工作目标。

在工业生产、交通运输、能源供应等领域,过程控制起着至关重要的作用。

了解过程控制的基本原理对于能够有效管理和优化过程控制系统具有重要意义。

本文将介绍过程控制的基本概念、基本原理和常见的控制策略。

一、过程控制的基本概念过程控制指的是对系统进行实时监测、检测和调节的过程,通过对系统输入和输出的测量和分析,采取相应的控制措施,使得系统能够按照预定的标准或要求进行工作。

过程控制的目标是保障系统的稳定运行和达到设计要求。

二、过程控制的基本原理1. 反馈原理反馈原理是过程控制中的核心概念之一。

通过对系统输出进行测量和检测,与设定值进行比较,得到误差值,并将误差值作为输入信号对系统进行调节。

反馈控制能够使系统对外界扰动具有较强的抵抗能力,提高系统的稳定性和精度。

2. 控制策略过程控制中常用的控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制,即PID控制。

比例控制主要根据误差的大小进行控制,积分控制主要根据误差的积分值进行控制,微分控制主要根据误差的变化率进行控制。

PID控制通过对这三种控制策略的综合应用,能够有效地调节系统,使系统保持稳定状态,并具有较好的动态性能。

3. 控制器控制器是过程控制中的重要组成部分,通常由传感器、执行器和控制算法组成。

传感器用于检测系统的实时状态和参数,将其转化为电信号;执行器根据控制信号进行动作,控制系统的运行;控制算法通过对传感器数据进行分析和处理,得出控制信号,对执行器进行控制。

4. 过程模型过程模型是对被控对象的描述,通过建立系统模型,可以对系统进行分析、仿真和优化。

常用的过程模型有线性模型和非线性模型。

对于线性过程,可以采用经典控制方法进行分析和设计;对于非线性过程,需要采用先进的控制算法,如自适应控制、模糊控制和智能控制等。

三、常见的控制策略1. ON-OFF控制ON-OFF控制是最简单的控制策略之一,当系统输出超过一定阈值时,控制器输出一个固定的控制信号,对系统进行ON或OFF的控制。

控制原理及其过程

控制原理及其过程

控制原理及其过程
控制原理是指通过对系统或过程的测量和比较,以及对其输入进行调整和修正,从而使系统或过程达到预定的目标或期望状态的方法和理论。

控制过程通常包括以下几个步骤:
1. 目标设定:确定系统或过程的期望状态或目标,例如保持温度在特定范围内。

2. 传感器测量:使用传感器对系统或过程的状态进行测量,例如通过温度传感器测量实际温度。

3. 比较与误差计算:将测量值与目标值进行比较,计算出误差,即实际值与目标值之间的差异。

4. 控制算法:根据误差计算结果,使用控制算法计算出需要进行的控制操作,如调整输出信号或控制参数。

5. 控制执行:将控制算法计算出的控制操作发送给执行器,执行器根据接收到的控制信号进行相应动作,改变系统或过程的状态。

6. 反馈调整:不断地进行测量、比较和控制操作,实时地调整系统或过程的状态,使其逐渐接近目标状态。

以上过程往复进行,直至系统或过程达到预定的目标状态。


制原理和过程可以应用于各种系统和过程,如工业自动化系统、机器人控制、水利工程、交通运输等领域。

过程控制的原理及应用

过程控制的原理及应用

过程控制的原理及应用1. 简介过程控制是一种在工程领域中广泛应用的技术,它通过监测和调节工业生产中的各个环节,以实现产品质量的稳定和生产效率的提高。

本文将介绍过程控制的基本原理及其在实际应用中的重要性。

2. 过程控制的基本原理过程控制的基本原理是监测和调节工业生产中各个环节的关键参数,以维持生产过程中所需的稳定状态。

其主要包括以下几个方面:•监测:通过传感器等设备实时监测关键参数,如温度、压力、流量等,以获取生产过程中的实时数据。

•分析:对监测到的数据进行分析,判断当前生产过程是否处于预期状态,并识别潜在问题。

•控制:根据分析结果,通过控制器对生产过程进行调节,以确保关键参数保持在设定范围内。

•反馈:通过对调整后的参数进行反馈监测,进一步判断调节效果,并做出必要的修正。

3. 过程控制的应用领域过程控制广泛应用于各个行业和领域,下面将介绍几个常见的应用领域。

3.1 制造业在制造业中,过程控制可以确保产品的质量稳定和生产效率的提高。

例如,在汽车制造过程中,通过对关键参数(如焊接温度、喷漆厚度等)进行监测和调节,可以保证汽车质量的一致性,提高生产效率。

3.2 化工工业化工工业中的许多过程都需要严格的控制,以确保化学物质的安全和产品质量的稳定。

过程控制可以监测和调节化工装置中的参数,如温度、压力、流量等,以实现工艺的稳定和效率的提高。

3.3 能源领域过程控制在能源领域中的应用也十分重要。

通过监测和调节电力系统中的关键参数,如电压、频率等,可以实现电力供应的稳定和安全。

此外,在可再生能源领域,过程控制可以对风力发电和太阳能发电等设备进行精确控制,以最大程度地利用可再生能源。

3.4 环境监测过程控制也可以应用于环境监测领域。

例如,在污水处理过程中,通过监测关键参数(如污水PH值、含氧量等)并调节处理设备,可以确保污水处理效果达到标准要求,保护环境。

4. 过程控制的重要性过程控制在现代工业生产中的重要性不可忽视。

过程控制系统的工作原理

过程控制系统的工作原理

过程控制系统的工作原理过程控制系统是一种用于监测、控制和调节工业过程的系统。

它通过对输入信号进行处理和分析,然后根据预设的控制策略,输出相应的控制信号,以维持和优化工业过程的运行。

本文将介绍过程控制系统的工作原理及其在工业领域中的应用。

过程控制系统的工作原理主要包括传感器、控制器和执行器三个部分。

传感器用于采集工业过程中的各种参数,如温度、压力、流量等,并将其转化为电信号。

控制器接收传感器的电信号,并根据预设的控制算法对其进行处理,以确定下一步的控制策略。

根据控制策略的结果,控制器会输出相应的控制信号给执行器,执行器则根据控制信号对工业过程进行控制和调节。

在过程控制系统中,传感器起到了收集信息的作用。

它们能够实时地监测工业过程中的各种参数,并将其转化为电信号。

传感器的选择要根据具体的工业过程而定,不同的参数需要不同类型的传感器来进行监测。

传感器的准确性和可靠性对于整个系统的运行至关重要。

控制器是过程控制系统的核心部分,它接收传感器的电信号,并根据预设的控制算法对其进行处理。

控制算法可以是简单的比例-积分-微分(PID)算法,也可以是更复杂的模型预测控制(MPC)算法。

控制器根据算法的结果确定下一步的控制策略,并输出相应的控制信号给执行器。

执行器是过程控制系统中的执行部分,它接收控制器输出的控制信号,并对工业过程进行实际的控制和调节。

执行器可以是阀门、马达、电机等,根据不同的工业过程和控制要求而定。

执行器的性能和响应速度直接影响到过程控制系统的控制精度和响应能力。

过程控制系统在工业领域中有着广泛的应用。

它可以用于控制和优化各种工业过程,如化工厂中的反应控制、电力系统中的发电控制、制造业中的生产控制等。

通过过程控制系统,可以提高工业过程的稳定性、安全性和效率,减少能源消耗和资源浪费,并降低人工操作的风险和成本。

总结起来,过程控制系统是一种用于监测、控制和调节工业过程的系统。

它通过传感器采集工业过程中的参数,并经过控制器的处理和分析,输出控制信号给执行器,实现对工业过程的控制和调节。

过程控制原理与工程第2章

过程控制原理与工程第2章

2.1 建立被控对象的数学模型
描述系统的输出量与输入量之间关系的微分方程是系 统最基本的数学模型。 建立微分方程的一般步骤是: 1) 确定输出量和输入量。 2) 从输入端开始,根据相应的物理规律,依次列写各 环节的方程式。 3) 将各方程式联立起来消去中间量,获得一个只含有 输出量和输入量的微分方程式。 图2-1 R、C串联电路过程控制原理与工程第2章 过 程控制系统的数学模型4) 将该方程式整理成标准形式。 即把与输出量有关的各项放在等式的左边,把与输入 量有关的各项放在等式的右边,各导数项按降幂排列。
图2-7 比例环节的功能框图和阶跃响应曲线
过程控制原理与工程
2.积分环节
(1)微分方程 (2)传递函数 (3)动态响应
过程控制原理与工程
2.积分环节
图2-8 积分环节的功能框图和阶跃响应曲线
过程控制原理与工程
3.理想微分环节
(1)微分方程 (2)传递函数 (3)动态响应
过程控制原理与工程
3.理想微分环节
2.结构图的等效变换规则
图2-17 分支点互换
(3)比较点的后移 需乘以所越过环节的传递函数,如图218所示。
过程控制原理与工程
2.结构图的等效变换规则
图2-18 比较点后移
(4)比较点的前移 需乘以所越过环节的传递函数的倒数, 如图2-19所示。
过程控制原理与工程
2.结构图的等效变换规则
图2-19 比较点前移
过程控制原理与工程
2.3.1 拉氏变换的概念
表2-1 常用函数拉氏变换对照表
过程控制原理与工程
2.3.1 拉氏变换的概念
表2-1 常用函数拉氏变换对照表
过程控制原理与工程
2.3.2 拉氏变换的运算定理

质量过程控制

质量过程控制

质量过程控制引言概述:质量过程控制是指在生产制造过程中,通过一系列的控制手段和方法,确保产品质量的稳定性和可靠性。

它是现代企业质量管理体系的核心要素之一,对于提高产品质量、降低成本和提升客户满意度具有重要意义。

本文将从五个方面详细阐述质量过程控制的相关内容。

一、质量过程控制的概念和原理1.1 定义:质量过程控制是指通过对生产过程中的各个环节进行监控和调整,以确保产品质量符合预期要求的管理方法。

1.2 原理:质量过程控制基于统计学原理,通过收集、分析和解释过程数据,确定过程的稳定性和可控性,并采取相应的控制措施,以减少过程变异,提高产品的一致性和稳定性。

1.3 目标:质量过程控制的目标是通过持续的监控和改进,实现生产过程的稳定性,减少产品缺陷和废品率,提高产品质量和生产效率。

二、质量过程控制的关键要素2.1 测量和监控:质量过程控制需要建立适当的测量指标和监控系统,通过收集和分析过程数据,及时发现和纠正潜在问题。

2.2 标准化和规范化:质量过程控制需要制定和执行标准化的工作流程和操作规范,确保各个环节按照统一的标准进行操作,减少人为因素对产品质量的影响。

2.3 持续改进:质量过程控制要求企业不断改进生产过程和工艺,通过技术创新和管理创新,提高产品质量和生产效率。

三、质量过程控制的方法和工具3.1 统计过程控制(SPC):SPC是质量过程控制的核心方法,通过收集和分析过程数据,判断过程的稳定性和可控性,并采取相应的控制措施,以减少过程变异。

3.2 六西格玛(Six Sigma):六西格玛是一种以减少过程变异为目标的质量管理方法,通过数据分析和问题解决技术,改进生产过程,降低产品缺陷率。

3.3 故障模式与影响分析(FMEA):FMEA是一种通过分析和评估潜在故障模式及其影响,制定相应的控制措施,预防和减少产品质量问题的方法。

四、质量过程控制的应用案例4.1 汽车制造业:汽车制造业是质量过程控制应用较为广泛的行业之一,通过SPC和六西格玛等方法,实现生产过程的稳定性,提高汽车质量和可靠性。

简述项目过程控制基本原理

简述项目过程控制基本原理

简述项目过程控制基本原理项目过程控制就像是一场超级刺激又有点混乱的魔法冒险。

想象一下,项目是一艘摇摇晃晃的大船,在波涛汹涌的大海上航行,而项目过程控制就是那个拿着魔法棒,试图让船平稳前行的小魔法师。

这船一开始出发的时候,就像一群没头的小鸡到处乱撞。

各种任务就像一群调皮捣蛋的小怪兽,到处乱窜,完全不受控制。

这时候呢,项目过程控制就得像个严厉的幼儿园老师,把这些小怪兽们排排队,告诉它们谁先谁后,就像安排小朋友们做游戏一样。

控制项目过程就像是在走钢丝,下面是深不见底的大坑,那大坑里装满了失败的毒液,只要不小心掉进去,项目就一命呜呼了。

所以这个控制的人得小心翼翼,眼观六路耳听八方,时刻盯着每个环节,就像老鹰盯着小鸡一样。

在这个过程中,时间就像个调皮的小精灵,总是跑得飞快。

有时候一个小环节拖延了,就像火车的一节车厢脱节了,整个项目列车就会慢下来。

这时候项目过程控制就得像个超级英雄,飞过去把脱节的车厢赶紧拉回来,让列车继续风驰电掣。

项目里的资源呢,就像是厨师做菜的食材。

如果不控制好,可能盐放多了,肉放少了,最后做出来的菜难以下咽,也就是项目失败。

项目过程控制得像个精打细算的大厨,精确地分配着每一份食材,确保做出的项目大餐色香味俱全。

而且,项目团队里的人就像一群性格各异的小动物。

有急性子的小猴子,慢吞吞的乌龟,还有爱偷懒的小猪。

项目过程控制得像个动物园管理员,把这些小动物们的特点都摸清楚,然后合理安排工作,让小猴子多干些灵活的活,乌龟就稳稳地守好一些重要但不着急的岗位,还要时不时地敲打敲打小猪,让它别偷懒。

中间还会有各种意外,就像突然从天上掉下好多莫名其妙的陨石。

这时候项目过程控制就得像个神通广大的外星人,用超能力把这些陨石一个个挡开,保护项目这艘大船继续航行。

项目过程控制还得像个超级侦探,从各种蛛丝马迹中发现潜在的问题。

哪怕是一个小标点符号的错误,可能就是未来引发大灾难的小种子,得像揪出藏在草丛里的小老鼠一样把这些小问题找出来解决掉。

过程控制原理

过程控制原理

1.被控过程输入量与输出量之间的信号联系称为过程信道。

控制作用与被控量之间的信号联系称为控制信道。

扰动作用与被控量之间的信号联系称为扰动信道。

过程信道不同,其数学模型亦不同。

2.建立过程数学模型的基本方法有机理分析法和实验法两种。

3.所谓测量就是利用一个已知的单位量(即标准量)与被测的同类量进行比较,通过比较可知被测量是已知单位量若干倍的过程。

所谓测量误差是指测量结果与被测变量的真值之差。

它反映了测量结果的可靠程度。

4.自动化仪表的精度等级是按国家统一规定的允许误差大小来划分的,以测量范围中最大的测量误差与该仪表的测量范围之比的百分数来衡量。

即:仪表精度=绝对误差的最大值/ 仪表量程x 100%5.热电偶温度计的工作原理:以热电效应为基础,将两种不同材料的导体组成一个闭合回路,只要其连接点温度不同,在回路中就会产生热电动势。

根据热电动势的大小就可测出温度。

6.由热电偶测温原理可知,只有当热电偶冷端温度不变时,热电动势才是被测温度的单值函数,所以在测温过程中必须保持冷端温度恒定。

可是,热电偶长度有限,其冷端会受到环境温度的影响而不断变化,为了使热电偶冷端温度保持恒定,在工程上常使用补偿导线,与热电偶冷端相连,将其延伸出去。

同时,为了消除冷端温度变化对测量精度的影响,可采用冷端温度补偿。

在使用热电偶测温时,为了提高测量精度,常采用三线制直接法。

(其中一根与电源E串联,它不影响桥路的平衡,另两根分别与两个桥臂相连,环境温度变化时引起导线电阻的变化,可以相互抵消,从而提高测量精度)7.当测量低于150℃的温度时,由于热电偶输出的电动势很小,故常采用热电阻测量温度。

8.压力检测仪器根据转换原理可分为:弹性式压力表,液柱式压力表,电气式压力表,活塞式压力表。

(压力检测仪表的正确安装---课本50页)9.调节阀(执行器)的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系,即(流过执行器的流量不仅与阀的开度有关,还与阀前后的压差大小有关)10.流量特性有理想流量特性和工作流量特性两个概念,理想流量特性就是在阀前后压差为一定的情况下得到的流量特性,其包含直线流量特性、对数流量特性、抛物线流量特性三种。

过程控制原理

过程控制原理

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过程控制系统与仪表 第1章
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1.控制对象复杂、控制要求多样
2.控制方案丰富
3.控制对象大多属于慢过程 4.大多数工艺要求定值控制 5.大多使用标准化的检测、控制仪表及装置
过程控制系统与仪表 第1章
1.2 过程控制的发展概况 过程控制的发展历程,就是过程控制装置(自 动化仪表)与系统的发展历程。 1.2.1过程控制装置与系统的发展过程
阶跃信号的输入突然,对被控变量的影响最大。 阶跃信号的形式简单,易实现,便于分析、实验和计算。
过程控制系统与仪表 第1章
在阶跃输入的扰动作用下,定值控制系统过渡 过程有四种形式:
①单调衰减过程
θa
被控变量在给定值的 一侧作单调变化,最后稳 定在某一数值上。
②振荡衰减过程 被控变量上下波动 , 但幅度逐渐减少,最后稳 定在某一数值上。
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过程控制系统与仪表 第1章
兰州石化
过程控制系统与仪表 第1章
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控制柜内部
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控制柜内PLC
过程控制系统与仪表 第1章
过程控制实验室
过程控制系统与仪表 第1章
1.3 过程控制系统分类及其性能指标 1.3.1过程控制系统的分类 过程控制系统有多种分类方法。 常用的分类方法有两种:

过程控制原理

过程控制原理

过程控制原理过程控制原理是指在工业生产过程中,通过对生产过程中的各种参数进行监测和调节,以达到控制生产过程的目的。

过程控制原理是工业自动化领域的重要理论基础,它的应用范围涉及到化工、石油、电力、冶金、机械等各个行业。

在现代工业生产中,过程控制原理的应用已经成为提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本的重要手段。

过程控制原理的核心是控制系统。

控制系统是由传感器、执行器、控制器和反馈装置组成的,它通过对生产过程中的各种参数进行监测,再经过控制器的处理,通过执行器对生产过程进行调节,最终实现对生产过程的控制。

在控制系统中,传感器起着采集信息的作用,控制器是控制系统的大脑,执行器是控制系统的执行部分,反馈装置则是将执行结果反馈给控制器,使得控制系统能够不断地对生产过程进行调整。

在过程控制原理中,控制系统的稳定性是非常重要的。

控制系统的稳定性是指在外部扰动作用下,控制系统能够保持稳定的工作状态。

为了保证控制系统的稳定性,需要对控制系统进行稳定性分析,找出控制系统中可能存在的不稳定因素,并采取相应的措施进行调整和优化,以确保控制系统的稳定性。

此外,过程控制原理还涉及到控制策略的选择。

控制策略是指根据生产过程的特点和要求,选择合适的控制方法和控制参数,以达到最佳的控制效果。

常见的控制策略包括比例控制、积分控制、微分控制以及它们的组合控制。

在实际应用中,需要根据实际情况选择合适的控制策略,并对控制策略进行调整和优化,以满足生产过程的要求。

总的来说,过程控制原理是工业生产中的重要理论基础,它通过控制系统对生产过程进行监测和调节,以实现对生产过程的控制。

在实际应用中,需要重视控制系统的稳定性分析和控制策略的选择,以确保控制系统能够稳定地工作,并且达到最佳的控制效果。

通过对过程控制原理的深入理解和应用,可以提高生产效率,保证产品质量,降低生产成本,从而推动工业生产的发展和进步。

机械制造过程控制原理

机械制造过程控制原理

机械制造过程控制原理在机械制造领域,为了确保产品的质量和生产效率,过程控制起着重要的作用。

本文将探讨机械制造过程控制的原理及其应用。

一、机械制造过程控制概述机械制造过程控制是指通过对各个制造环节进行监测和调节,以达到规定的要求和标准。

它主要涉及到控制理论、传感器、执行器、控制算法等多个方面的知识。

二、机械制造过程控制的原理1. 反馈控制原理:反馈控制是一种通过对系统输出进行测量,并与期望输出进行比较来实现控制的方法。

在机械制造过程中,可以通过传感器实时监测生产过程的各个参数,将其反馈给控制系统,通过对控制信号的调节和纠偏,使生产参数保持在期望范围内。

2. 前馈控制原理:前馈控制是在系统受到扰动前提前采取控制措施来消除或减小扰动对系统的影响。

在机械制造过程中,可以通过预测生产中可能出现的扰动,并提前采取相应的控制策略,以保证生产过程的稳定性和准确性。

3. 模糊控制原理:模糊控制是一种可以处理非线性和模糊信息的控制方法。

在机械制造过程中,由于受到各种因素的影响,生产过程可能会变得复杂和不确定。

通过利用模糊控制方法,可以更好地适应不确定性和非线性的情况,提高系统的稳定性和自适应能力。

4. 自适应控制原理:自适应控制是一种根据系统自身状态和变化特性,自动调整控制参数以实现最优控制的方法。

在机械制造过程中,由于生产过程的参数可能随时间变化,通过自适应控制方法可以实时根据生产参数的变化进行控制参数的调整,以保证生产过程的稳定性和效率。

5. 整体控制原理:整体控制是指通过对不同制造环节进行统一的控制和协调,实现整体生产过程的优化和协同。

在机械制造过程中,各个环节之间存在一定的关联和相互作用,通过整体控制方法可以最大限度地提高生产效率和产品质量。

三、机械制造过程控制的应用1. 数控加工过程控制:在数控加工过程中,通过对加工参数的实时监测和调节,保证工件尺寸的准确性和加工表面质量。

2. 激光切割过程控制:在激光切割过程中,通过对激光功率、切割速度等参数的控制,保证切割质量和效率。

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单位时间内进入被控过程的物料或能量,减去 单位时间内从被控过程流出的物料或能量,等 于被控过程内物料或能量的变化率。 单位时间内进入被控过程的物 料或能量,等于单位时间内从被 , 控过程流出的物料或能量
不足:需要有足够和可靠的先验知识,否则,推导的结果就可能出现失真; 不足 优点:在控制系统没有建立之前就先推导出数学模型,对于系统事先设计和 优点 方案论证十分有利;
解:根据动态物料平衡关系
q1 − q2 = A
单位时间内液体流 入量与流出量之差
dh dt
水箱内液体 容量变化率
水箱截 面积
表示为增量形式有: ∆q1 − ∆q2 = A
d∆h dt
∆ q 1 , ∆ q 2 , ∆ h —偏离某平衡状态 q10 , q20 , h0 的增量
静态时:q1 = q2
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8
被控过程的特性
具有反向特性的过程
反向特性:阶跃信号作用下,被控过程的输出先降后升或先升后降,即过 反向特性 程响应曲线在开始的一段时间内变化方向与以后的变化方向相反; 汽包“虚假水位” 汽包“虚假水位”:由于锅炉汽包压力突变, 造成实际水位和测量水位不符的现象,称为虚 假水位;汽包压力突降,汽包锅水因为饱和温 度降低而大量自行蒸发,锅水内气泡增加、体 积膨胀,造成虚假水位;汽包压力突升,锅水 因饱和温度上升而减小了蒸发量,锅水中气泡 减少、体积收缩,造成虚假水位;
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被控过程的特性
具有反向特性的过程
反向特性:阶跃信号作用下,被控过程的输出先降后升或先升后降,即过 反向特性 程响应曲线在开始的一段时间内变化方向与以后的变化方向相反;
汽包压力突变的原因: 汽包压力突变的原因 1、负荷突变 (外部扰动)
2、燃烧不稳定 (外部扰动) 3、炉膛灭火 (内部扰动)
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被控过程的特性
具有反向特性的过程
反向特性:阶跃信号作用下,被控过程的输出先降后升或先升后降,即过 反向特性 程响应曲线在开始的一段时间内变化方向与以后的变化方向相反; 出现“虚假水位”时的处理方法 出现“虚假水位”时的处理方法: 2、如果负荷上升的幅度较大,引起水位的 变化幅度也很大,此时若不控制就会引起满 水时,就应先适当 适当减少给水量,以免满水, 适当 同时强化燃烧,恢复汽压;当水位刚有 刚有下降 刚有 趋势时,立即加大给水量,否则又会造成水 位过低;
具有纯滞后的二阶非振荡环节: Go ( s) =
具有纯滞后的高阶非振荡环节:Go ( s) =
K e -τs n (Ts + 1)
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被控过程的特性
流阻和容量对特性的影响
流阻对动态特性的影响
容量对动态特性的影响
改变设备结构(容量系数变化)可以改变对象的动态特性;工质变化(流阻 变化),也会改变对象的动态特性;也就是说,对象在不同结构、不同工 质下,动态特性是不同的;
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被控过程的特性
无自衡的非振荡过程
无自衡(Non-self-regulating):在原平 无自衡 衡状态出现干扰时,如果没有外加任 何控制作用,被控过程不能重新到达 新的平衡状态;
无自衡非振荡:系统在阶跃信号作 无自衡非振荡 用下,输出响应曲线会没有振荡地从 一个稳态一直上升或下降,不能达到 新的稳态;
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被控过程的建模方法
混合法
将解析法 辨识法 解析法和辨识法 解析法 辨识法相统一,也就是将一些先验知识用于指导系统 的模型辨识工作,有如下两种方式: 1、将被控过程分为两部分,机理比较清楚的部分采用机理演绎法 推导其数学模型;机理不清楚或不确定的部分采用实验辨识法获 得其数学模型; 2、先通过机理分析确定模型的结构形式,再通过实验数据来确定 模型中各个参数的大小;
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被控过程的数学模型
数学模型的基本概念
被控过程的数学模型 ——过程的输入变量 输出变量 输入变量与输出变量 输入变量 输出变量之间的定量关系
过程的控制作 用和干扰作用
过程的被控变量
控制通道:控制作用到输出变量的信号联系 控制通道 干扰通道:干扰作用到输出变量的信号联系 干扰通道
dh =0 dt
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解析法建立过程的数学模型
单容过程建模示例
根据压力 压力关系,假定q2与h 近似成线性正比关系,与阀门2处的液阻R2成反 压力 比关系,则:
∆q2 =
d∆h ∆q1 − ∆q2 = A dt 综合上述两类关系: ∆h ∆q2 = R2
1 e -τ s T1s (Ts + 1) n −1
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被控过程的特性
自衡的振荡过程
自衡振荡:系统在阶跃信号作用下,输 自衡振荡 出响应曲线呈衰减振荡特性,最终趋于 新的稳态值;
Go ( s ) =
K e-τ s , T 2 s 2 + 2ξ Ts + 1
( 0 < ξ < 1)
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解析法建立过程的数学模型
解析法建模步骤
明确过程的输入变量、输出变量和中间变量
根据建模对象和建模使用目的作合理假设
根据过程的内在机理,建立静态和动态平衡关系方程
消去中间变量,求取过程的数学模型
模型简化(模型降阶处理;线性化)
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单容过程建模示例
例1 某水箱系统如图所示 假设水箱的横截面积为A,进水管 流量q1通过阀门1来控制,出水口 流量q2通过阀门2来控制。容器内 液位高度h为被控量。 要求:试列写h与q1之间的数学关 系表达式。
自衡非振荡过程
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解析法建立过程的数学模型
单容过程建模示例
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被控过程的建模方法
实验辨识法
实验辨识法——根据过程输入、输出的实验测试数据,通过过程辨 实验辨识法 识和参数估计得出数学模型;
过程辨识——根据测试数据确定被控过程的模型结构(包括形式、方 过程辨识 程阶次及时滞常数等); 参数估计——在已知模型结构的基础上,再由测试数据确定模型的 参数估计 结构参数;
a 差分方程: n y (k − n) + L + a1 y (k − 1) + y (k ) = bmu (k − m − d ) + L + b1u (k − 1 − d ) + e(k )
b0 + b1 z −1 + L + bm z − m − d z u (k ) 脉冲传递函数:y (k ) = −1 −n 1 + a1 z + L + a n z
第二章:
被控过程特性及数学模型
授课人: 授课人:李会军Biblioteka 内容提要本章主要内容
被控过程的特性 被控过程的数学模型 解析法建立过程的数学模型 实验辨识法建立过程的数学模型
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被控过程的特性
自衡的非振荡过程
自衡(Self-regulating):在原来的平衡 自衡 状态出现干扰时,无需外加任何控制 作用,被控过程能够自发地趋于新的 平衡状态;
令:过程的时间常数 T=R2A=R2C 过程的放大系数 K=R2 过程的容量系数 C=A 则:
容量系数,表示系 统的贮存能力大小
H ( s) R2 K G ( s) = = = Q1 ( s ) R2 As + 1 Ts + 1
解析法建立过程的数学模型
单容过程的建模
单容过程——只有一个贮蓄容量的过程
自衡:被控过程在扰动作用下,平衡状 自衡 态被破坏后,不需要操作人员或仪表的 干预,依靠自身能够恢复平衡
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无自衡:平衡状态被破 无自衡 坏后,被控量会不断变 化下去,不能再平衡
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解析法建立过程的数学模型
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被控过程的特性
无自衡的非振荡过程
无自衡非振荡过程的传递函数
具有纯滞后的积分环节:
Go ( s ) =
1 −τ s e Ts
具有纯滞后的二阶非振荡环节: Go ( s) =
1 e-τ s T1s (T2 s + 1)
具有纯滞后的高阶非振荡环节: Go ( s ) =
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被控过程的特性
具有反向特性的过程
反向特性:阶跃信号作用下,被控过程的输出先降后升或先升后降,即过 反向特性 程响应曲线在开始的一段时间内变化方向与以后的变化方向相反; 负荷突变引起虚假水位: 负荷突变引起虚假水位 2、负荷突然减小,蒸汽使用量急剧 下降,在给水量不变的前提下,汽包 水位应该上升。但是,由于汽包压力 上升很快,造成负荷减小后的一小段 时间内,汽包水位不升反降,引起虚 假水位;
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被控过程的特性
具有反向特性的过程
反向特性:阶跃信号作用下,被控过程的输出先降后升或先升后降,即过 反向特性 程响应曲线在开始的一段时间内变化方向与以后的变化方向相反;
出现“虚假水位”时的处理方法 出现“虚假水位”时的处理方法: 3、负荷急剧下降而使水位突然下降时:应 当明确蒸发量小于给水量、水位下降是暂时 的,不可增加给水量;应该减弱燃烧、恢复 气压,当水位开始上升时,再立刻减小给水 量,使其与蒸发量相符,以平衡水位;
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