分程控制原理图文.ppt
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《分程控制系统》课件
了解分程控制系统在机器人控制 领域的重要性。
分程控制系统的实现
分段选择算法
掌握分段选择算法在分程控制系统中的实现原理。
软件流水线技术
了解软件流水线技术如何应用于分程控制系统的设计中。
状态机实现
探索状态机在分程控制系统中的使用方式。
分程控制系统的设计思路
1 高层分解
探究如何通过高层分解进行分程控制系统的设计。
2 分层实现
了解分程控制系统分层实现的优势和实践方法。
3 接口设计
掌握如何设计合适的接口以确保分程控制系统的顺利运行。
分程控制系统的注意事项
1
系统可维护性
了解如何提高分程控制系统的可维护性以方便系统维护和升级。
2
硬件、软件兼容问题
探索硬件和软件兼容性在分程控制系统中的重要性。
3
确定任务的边界
了解如何明确任务边界以确保分程控制系统的正常运行。
了解如何通过分程索分程控制系统如何避免局部故障对整个系统的影响。
3
提高系统可靠性
掌握如何通过分程控制系统提高系统的可靠性。
分程控制系统的应用
工业自动化
了解分程控制系统在工业自动化 中的应用场景。
软件开发
探究分程控制系统在软件开发中 的实际应用。
机器人控制
《分程控制系统》PPT课 件
欢迎来到《分程控制系统》PPT课件！本课程将带您深入了解分程控制系统的 概念、应用和设计思路，一起探索未来的发展趋势。
什么是分程控制系统
概念介绍
了解分程控制系统的定义和基本原理。
分程系统与传统系统的区别
探究分程控制系统与传统系统之间的不同之处。
分程控制系统的点
1
提高系统稳定性
分程控制系统的实现
分段选择算法
掌握分段选择算法在分程控制系统中的实现原理。
软件流水线技术
了解软件流水线技术如何应用于分程控制系统的设计中。
状态机实现
探索状态机在分程控制系统中的使用方式。
分程控制系统的设计思路
1 高层分解
探究如何通过高层分解进行分程控制系统的设计。
2 分层实现
了解分程控制系统分层实现的优势和实践方法。
3 接口设计
掌握如何设计合适的接口以确保分程控制系统的顺利运行。
分程控制系统的注意事项
1
系统可维护性
了解如何提高分程控制系统的可维护性以方便系统维护和升级。
2
硬件、软件兼容问题
探索硬件和软件兼容性在分程控制系统中的重要性。
3
确定任务的边界
了解如何明确任务边界以确保分程控制系统的正常运行。
了解如何通过分程索分程控制系统如何避免局部故障对整个系统的影响。
3
提高系统可靠性
掌握如何通过分程控制系统提高系统的可靠性。
分程控制系统的应用
工业自动化
了解分程控制系统在工业自动化 中的应用场景。
软件开发
探究分程控制系统在软件开发中 的实际应用。
机器人控制
《分程控制系统》PPT课 件
欢迎来到《分程控制系统》PPT课件！本课程将带您深入了解分程控制系统的 概念、应用和设计思路，一起探索未来的发展趋势。
什么是分程控制系统
概念介绍
了解分程控制系统的定义和基本原理。
分程系统与传统系统的区别
探究分程控制系统与传统系统之间的不同之处。
分程控制系统的点
1
提高系统稳定性
分程控制原理(与“控制”有关的文档共19张)
第七页，共19页。
以图9－19（a）中的气开阀为例进行分
析，设可控制的最大流量为200，R＝30，可
控制的最小流量为200/30＝6.67。
采用分程控制后，两只阀门工作于不同的
控制信号区间。对于这两只阀门并联而成的起
分程控制作用的整体来说：
可控制最小流量
Q' min
Qmin
6.67
可控制最大流量
Q' max
第五页，共19页。
图9－19 两个阀门的分程控制特性
第六页，共19页。
二、分程控制的应用
1、提高阀的可调比
设控制阀可控制最小流量为Qmin，可控制 最大流量为Qmax，定义可调比或可调范围
R=Qmax/Qmin
多数国产阀门的可调比等于30，在有些场 合不能满足要求，希望提高可调比，适应负荷 的大范围变化，改善控制品质，这就可以采用 分程控制。
封氮：有些油品储罐的顶部需要填充氮 气，以隔绝油品与空气中氧气的作用。
储罐顶部充满氮气，保持微正压。随着液 位变化，顶部压力会变化。 液位升高，压力增加
液位下降，压力Leabharlann 降 压力增加多或下降多都是不允许的。
第十页，共19页。
反作用 控制器
图9－20 储罐氮封分程控制方案及特性图 阀门A：气关，阀门B：气开
第二页，共19页。
一、分程控制原理
简单控制系统，一个控制器的输出只控 制一个执行器或控制阀，如图9－17所示。
如果一个控制器的输出同时送给两个控制阀， 可以构成如图9－18所示的分程控制系统。这两 个阀门并联使用，都是气开阀。两个阀门在控制 信号的不同区间从全开到全关，走完整个行程。
第三页，共19页。
对这类过程，可以采用如图9－21所示的分 程控制。
以图9－19（a）中的气开阀为例进行分
析，设可控制的最大流量为200，R＝30，可
控制的最小流量为200/30＝6.67。
采用分程控制后，两只阀门工作于不同的
控制信号区间。对于这两只阀门并联而成的起
分程控制作用的整体来说：
可控制最小流量
Q' min
Qmin
6.67
可控制最大流量
Q' max
第五页，共19页。
图9－19 两个阀门的分程控制特性
第六页，共19页。
二、分程控制的应用
1、提高阀的可调比
设控制阀可控制最小流量为Qmin，可控制 最大流量为Qmax，定义可调比或可调范围
R=Qmax/Qmin
多数国产阀门的可调比等于30，在有些场 合不能满足要求，希望提高可调比，适应负荷 的大范围变化，改善控制品质，这就可以采用 分程控制。
封氮：有些油品储罐的顶部需要填充氮 气，以隔绝油品与空气中氧气的作用。
储罐顶部充满氮气，保持微正压。随着液 位变化，顶部压力会变化。 液位升高，压力增加
液位下降，压力Leabharlann 降 压力增加多或下降多都是不允许的。
第十页，共19页。
反作用 控制器
图9－20 储罐氮封分程控制方案及特性图 阀门A：气关，阀门B：气开
第二页，共19页。
一、分程控制原理
简单控制系统，一个控制器的输出只控 制一个执行器或控制阀，如图9－17所示。
如果一个控制器的输出同时送给两个控制阀， 可以构成如图9－18所示的分程控制系统。这两 个阀门并联使用，都是气开阀。两个阀门在控制 信号的不同区间从全开到全关，走完整个行程。
第三页，共19页。
对这类过程，可以采用如图9－21所示的分 程控制。
分程控制系统PPT优秀课件
EXIT
第3页
过程控制系统
通常系统中设有两个控制器（或两个以 上的变送器），通过选择器选出能适应 生产安全状况的控制信号，实现对生产 过程的自动控制。
构成该系统应具备两方面: 一是生产操作上有一定的选择性规律； 二是组成控制系统的各个环节中，必须包 含具有选择性功能的选择单元。
EXIT
第4页
过程控制系统
过程控制系统
如图所示，选择性控制系统的两个比例积分控制器输出分别 为P1、P2，通过选择器选中其中之一送至控制阀，送往控 制阀的信号又同时引回到两个控制器的积分环节。
EXIT
第15页
过程控制系统
第二节 分程控制系统
一、概述
前面介绍的控制系统中，通常是一个控制器的输 出只用来控制一个控制阀。
分程控制系统是将一个控制器的输出分成若干段， 由各个信号段去控制相应的控制阀，从而实现了一 个控制器对多个控制阀的控制。
正常情况下，燃料气压力低于给定值，由于P2C是 反作用，其输出a将是高信号，而蒸汽压力控制器 P1C的输出b则为低信号。此时，低选器选中b信号 来控制阀,使蒸汽压力满足工艺要求。
而当燃料气压力上升到超过脱火压力时，由于P2C 是反作用，其输出a将是低信号，a被低选器选中， 这样便取代了蒸汽压力控制器，防止脱火现象的发 生,其结果是控制阀的开度关小，阀后压力下降，起 到自动保护的作用。
EXIT
第13页
过程控制系统
防止积分饱和
1）限幅法用高低值限幅器，使控制器的输出信号 被限制在工作区间内。
2）外反馈法 采用外部信号作为控制器的积分反馈信号。
当控制器处于开环工作状态时，由于积分反 馈信号不是输出信号本身，就不会形成对偏 差的积分作用，从而可以防止积分饱和问题 的出现。
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精品课件
图(b)表示两个调节阀均为气关阀。随着控制器输出 信号为4~12ma范围时，A阀从全开到全关，B阀为 全开；信号为12~20ma时，A阀保持全关，B阀从 全开逐渐打开到全关。
精品课件
图1-3为异向调节阀的分程动作过程，即随着控制 器输出信号的增大或减小调节阀开大，另一个调节 阀则关小。
本应用中，冷水阀A为气关阀，蒸汽阀B为气开阀主、 副控制器都选反作用。
精品课件
(3)确保生产状态和事故状态的安全 在各类石油化工装置中，有许多存放各种油
品或石油化工产品的贮罐。这些油品或石油产品不 宜与空气长期接触，以避免被空气中的氧气氧化而 变质，甚至引起爆炸。为此，常采取在罐顶充情性 气体N2的方法，以隔绝油品与空气，这种做法称之 为氮封。
在上述系统中，进气阀A为气开阀，放空阀B为气关 阀，压力控制器PC为反作用。
精品课件
分程控制中的几个问题 (1)分程控制对阀门的泄漏等级要求较高，当分程
控制的目的是为了扩大调节阀的可调范围、提高系 统控制质量时尤为重要。当大小两个阀门并联工作 时，如果大阀的泄漏量较大时，小阀在小开度时将 起不到控制作用。
精品课件
当反应物温度达到反应温度时，化学反应开始随着 反应热的不断释放，反应器内部温度将逐渐升高， 控制器的输出逐渐减小。在此过程中，B阀逐渐关 闭。待控制器输出小于12ma后，B阀全关，A阀则 逐渐打开，夹套中的热水逐渐被冷却水所取代，反 应产生的热就不断被冷水所带走，从而达到维持一 定的反应温度的目的。
精品课件
1、分程控制系统简介 2、分程控制系统的类型 3、分程控制系统的应用
精品课件
1、分程控制系统简介 分程控制是由一台控制器输出控制信号，分段
控制两台或者两台以上的调节阀，以满足某些控制 要求。典型的分程控制系统如图所示
图(b)表示两个调节阀均为气关阀。随着控制器输出 信号为4~12ma范围时，A阀从全开到全关，B阀为 全开；信号为12~20ma时，A阀保持全关，B阀从 全开逐渐打开到全关。
精品课件
图1-3为异向调节阀的分程动作过程，即随着控制 器输出信号的增大或减小调节阀开大，另一个调节 阀则关小。
本应用中，冷水阀A为气关阀，蒸汽阀B为气开阀主、 副控制器都选反作用。
精品课件
(3)确保生产状态和事故状态的安全 在各类石油化工装置中，有许多存放各种油
品或石油化工产品的贮罐。这些油品或石油产品不 宜与空气长期接触，以避免被空气中的氧气氧化而 变质，甚至引起爆炸。为此，常采取在罐顶充情性 气体N2的方法，以隔绝油品与空气，这种做法称之 为氮封。
在上述系统中，进气阀A为气开阀，放空阀B为气关 阀，压力控制器PC为反作用。
精品课件
分程控制中的几个问题 (1)分程控制对阀门的泄漏等级要求较高，当分程
控制的目的是为了扩大调节阀的可调范围、提高系 统控制质量时尤为重要。当大小两个阀门并联工作 时，如果大阀的泄漏量较大时，小阀在小开度时将 起不到控制作用。
精品课件
当反应物温度达到反应温度时，化学反应开始随着 反应热的不断释放，反应器内部温度将逐渐升高， 控制器的输出逐渐减小。在此过程中，B阀逐渐关 闭。待控制器输出小于12ma后，B阀全关，A阀则 逐渐打开，夹套中的热水逐渐被冷却水所取代，反 应产生的热就不断被冷水所带走，从而达到维持一 定的反应温度的目的。
精品课件
1、分程控制系统简介 2、分程控制系统的类型 3、分程控制系统的应用
精品课件
1、分程控制系统简介 分程控制是由一台控制器输出控制信号，分段
控制两台或者两台以上的调节阀，以满足某些控制 要求。典型的分程控制系统如图所示
2.5_分程控制系统精品PPT课件
例题
某生产过程中，冷物料通过热交换器用热水和蒸
汽对其进行加热，当用热水加热不能满足出口温 度要求时，则再同时使用蒸汽加热，从而减少能 源消耗，提高经济效益。设计如图所示的温度分 程控制系统。
TC
TT
热物料
热 水
A
蒸 汽
B
例题
试求： （1）画出系统的结构方块图； （2）确定蒸汽阀和热水阀的气开、气关形式； （3）确定调节器的正、反作用。
2.5 分程控制系统
2．阀位控制系统的工作原理
如图2.5-8的阀位控制系统，假定A阀、B阀均选为 气开阀，主控制器TC（温度调节器）为正作用， 阀位控制器VPC为反作用。系统稳定情况下，被
控变量 等于主控制器的设定值R，A阀处于某
一开度，控制B阀处于阀位调节器VPC所设置的 小开度r。当系统受到外界干扰使原油出口温度上 升时，温度调节器的输出将增大，这一增大的信 号送往两处：
(2.5-3)
2.5 分程控制系统
当采用两支阀构成分程控制系统时，最小流通能 力不变，而最大流通能力为两阀最大流通能力之
和组，合即后的C可m a调x 范2围C应m是ax ： 200 ，因此A、B两阀
R Cm ax 200 60 Cmin 3.33
这就是说采用两支流通能力相同的调节阀构成 分程控制系统后，其调节阀的可调范围比单只调 节阀增大一倍。
① 先确定阀的开关作用形式（以安全生产为主）；
② 再决定调节器的正反作用； ③最后决定各个阀的分程区间。
2.5 分程控制系统
2．分程阀总流量特性的改善
当调节阀采用分程控制，如果它们的流通能力不 同，组合后的总流通特性，在信号交接处流量的 变化并不是光滑的。例如选用 Cmax 4 和 Cmin 100 这两只调节阀构成分程控制，两阀特性及它们的 组合总流量特性如图2.5-6所示 。
分程控制原理资料
§4 分程控制原理
简单控制系统，一个控制器的输出只控 制一个执行器或控制阀，如图9－17所示。 如果一个控制器的输出同时送给两个控 制阀，可以构成如图9－18所示的分程控制 系统。这两个阀门并联使用，都是气开阀。 两个阀门在控制信号的不同区间从全开到全 关，走完整个行程。
图9－17 采用一个控制阀特性示意图
图9－22 间歇反应器温度分程控制系统方框图
则有可调比
Q R Q
' i max ' min
400 60 6.67
由此可见，可调比增加了一倍。如果A阀的 Qmax，Qmax,则可调比增加的更多。
2、交替使用不同的工作方式
工业生产过程中，有时需要使用不同的 控制方式，如图9－20所示的例子。 封氮：有些油品储罐的顶部需要填充氮 气，以隔绝油品与空气中氧气的作用。 储罐顶部充满氮气，保持微正压。随着 液位变化，顶部压力会变化。 液位升高，压力增加 液位下降，压力下降 压力增加多或下降多都是不允许的。
反作用 控制器
图9－21 间歇反应器温度分程控制系统
控制器是反作用 阀门A：气关；阀门B：气开 对象1：反作用；对象2：正作用 控制系统在任一阀门工作时都是负反馈。
图9－22 间歇反应器温度分程控制系统方框图
反作用 控制器
图9－21 间歇反应器温度分程控制系统
控制器是反作用 阀门A：气关；阀门B：气开 对象1：反作用；对象2：正作用 控制系统在任一阀门工作时都是负反馈。
以图9－19（a）中的气开阀为例进行分 析，设可控制的最大流量为200，R＝30，可 控制的最小流量为200/30＝6.67。 采用分程控制后，两只阀门工作于不同 的控制信号区间。对于这两只阀门并联而成 的起分程控制作用的整体来说： ' Q 可控制最小流量 min Qmin 6.67 ' Q 可控制最大流量 max 2* Qmax 400
简单控制系统，一个控制器的输出只控 制一个执行器或控制阀，如图9－17所示。 如果一个控制器的输出同时送给两个控 制阀，可以构成如图9－18所示的分程控制 系统。这两个阀门并联使用，都是气开阀。 两个阀门在控制信号的不同区间从全开到全 关，走完整个行程。
图9－17 采用一个控制阀特性示意图
图9－22 间歇反应器温度分程控制系统方框图
则有可调比
Q R Q
' i max ' min
400 60 6.67
由此可见，可调比增加了一倍。如果A阀的 Qmax，Qmax,则可调比增加的更多。
2、交替使用不同的工作方式
工业生产过程中，有时需要使用不同的 控制方式，如图9－20所示的例子。 封氮：有些油品储罐的顶部需要填充氮 气，以隔绝油品与空气中氧气的作用。 储罐顶部充满氮气，保持微正压。随着 液位变化，顶部压力会变化。 液位升高，压力增加 液位下降，压力下降 压力增加多或下降多都是不允许的。
反作用 控制器
图9－21 间歇反应器温度分程控制系统
控制器是反作用 阀门A：气关；阀门B：气开 对象1：反作用；对象2：正作用 控制系统在任一阀门工作时都是负反馈。
图9－22 间歇反应器温度分程控制系统方框图
反作用 控制器
图9－21 间歇反应器温度分程控制系统
控制器是反作用 阀门A：气关；阀门B：气开 对象1：反作用；对象2：正作用 控制系统在任一阀门工作时都是负反馈。
以图9－19（a）中的气开阀为例进行分 析，设可控制的最大流量为200，R＝30，可 控制的最小流量为200/30＝6.67。 采用分程控制后，两只阀门工作于不同 的控制信号区间。对于这两只阀门并联而成 的起分程控制作用的整体来说： ' Q 可控制最小流量 min Qmin 6.67 ' Q 可控制最大流量 max 2* Qmax 400
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