简单控制系统PPT课件

设计内容(本节讲述主要内容） 根据工艺的要求 ：
一、被控变量选择； 二、操操纵纵变变量量的的选选择择；； 三、测量元件特性的影响； 四、控控制制器器的的选选择择;； 五、控制器参数的工程整定。
确定合理的控制系统方案
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一、被控变量的选择
测量变送器
简单控制系统的方框图
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冷流体
温度控制系统
换热器
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载热体
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液位控制系统
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3）找出与XD有关的参数 XD = f（TD，P）
（浓度与温度和压力有关） ①当压力恒定时，即P = 常数
XD = f（TD） 如图所示 XD↑温度越低 TD↓
XD↓温度越高 TD↑
测出温度可以知道浓度。
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②当温度恒定时，即TD = 常数 XD = f（P）
进料
冷凝器 回流罐
顶采出 苯
要求苯、甲苯达到一定 的纯度，因此，馏出物 的浓度XD应作为被控变 量。
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蒸汽 甲苯
精馏塔流程图 8
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XD为被控变量，获取测量信号尚有困难时，可 以找出与XD有关的参数作为被控变量，进行间接 指标控制。
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第七章 简单控制系统
第一节 简单控制系统的结构与组成 第二节 简单控制系统的设计 第三节 控制器参数的工程整定
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干D扰
给Sv定 Dv
Mv
q
y
控制器
调节阀
对象较难控制。
从生产过程对控制系统的要求出发，找出对 产量、质量、安全等方面起决定作用的变量。
1. 采用直接指标控制 直接指标：指的是生产过程中的压力、流量、 物位、温度 等参数的测量控制。
直接指标控制最直接，最有效。
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2. 采用间接指标控制 以蒸馏塔控制为例 1）精馏原理 2）精馏塔对自控的要求
4.间接参数能够被测出，并有足够的灵敏度。
5.考虑工艺过程的合理性及仪表的现状。
6.间接参数应是独立的。
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二、操纵变量的选择
给Sv定x Dev
- Pzv
控制器
Байду номын сангаас
干D扰 f
Mv
操纵q变量
y
调节阀
被控对象
测量变送器
简单控制系统的方框图
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精馏塔流程图
蒸汽
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选择被控变量的原则
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1.能代表工艺的操作指标，能反映工艺操作状态。
2.被控变量在操作过程中经常受到干扰影响，需 要频繁控制的。 3.直接指标无法获得时，应选与直接指标有单值 对应关系的间接指标作为被控变量。
2）对象动态特性的影响 （1）控制通道时间常数T0 的影响 T0太大或太小都不利于提高控制质量。 控制通道如果是一阶环节，T0小，控制就灵敏。 但太小，控制作用过于灵敏易引起控制过程震荡， 而不稳定。
Q1
h
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Q2
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控制通道如果是二阶环节，T0大，控制作用就 反应迟钝,过渡时间长，控制作用就弱。
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Q1
h
Q2
反应器温度控制系统
希望T0适当小，有利于克服
干扰缩短过渡过. 程的时间。
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（2） Tf 对控制质量的影响 希望Tf越大，对被控变量影响越小。
（3）0、 f 对控制质量的影响
① 控制通道滞后时间 0 的影响
如果控制通道 大0 ，那么T0也大。因此，
干扰作用对被控变量的影响是使其偏离给定值。
操纵变量则是要克服干扰对被控变量的影响。
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冷流体
温度控制系统
换热器
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载热体
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液位控制系统
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放大系数 K0、Kf ，是对象的（ K 静0、 态T0参、数0）。
① K 0：希望K 值0 大一些好, K越0 大,表示控制作用 灵敏,抑制干扰的能力越强。但 太K大0 会破 坏系统的稳定性。
②K f ：K f 无论对系统的静态还是动态对控制质量 都有害， K尽f 可能小。
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被控对象
- Pv
测量变送器
简单控制系统的方框图
y
t
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第一节 简单控制系统的设计
简单控制系统： 由一个被控对象、测量变送器、控制器和执 行器所组成的单回路负反馈控制系统。
干D扰
给Sv定 Dv
Mv
q
y
控制器
调节阀
被控对象
- Pv
实现控制作用的操纵变量。即执行器所控制的参数。 最常见的操纵变量是流量，也有电压、转速等。
干扰通道 （ Kf、Tf、f ）
干扰 操纵变量
对象
被控变量
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控制通道（ K0、T0、0） 16
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2. 对象特性对选择操纵变量的影响 1）对象静态特性的影响 （ Kf、Tf、f ）
如图所示 XD↑压力越高 P↑ XD↓压力越低 P↓
测出压力可以知道浓度。
4）考虑工艺的合理性 结论：固定压力，选择温度为被控变量。
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5）考虑被控变量的 灵敏度。
6）考虑被控变量的
独立性。
进料
冷凝器
回流罐
顶采出
TT
TC
例如 造纸过程中的硫酸盐法 蒸煮过程中，质量指标 是浆料的硬度和强度， 是间接指标。