均匀控制系统PPT
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我们何如解决这一矛盾？这节课来学习另一种复 杂控制系统——均匀控制系统的相关知识。
三、新授：
上海石化工业学校
SPA
任务一：认识均匀控制系统
1.以前后两个精馏塔控制系统为例：
甲塔
LT LC FT FC
乙塔
E-3
V-4 V-3
E-4
阀门1
图1
阀门2
2.如何解决矛盾？
资、占地；自聚、分解。
上海石化工业学校
（二）作业：
P314/12、13
上海石化工业学校
SPA
上海石化工业学校
SPA
的平均，可按照工艺分出主、次。
上海石化工业学校
SPA
任务二：制定均匀控制系统的控制方案 均匀控制系统有两种形式：
简单均匀控制系统
串级均匀控制系统
1.简单均匀控制系统
甲塔
LT LC FT FC
上海石化工业学校
SPA
乙塔
E-3
V-4 V-3
E-4
阀门1
阀门2
甲塔
LT LC
乙塔
E-3
V-4
E-4
阀门1
1—液位变化曲线；2—流量变化曲线
上海石化工业学校
SPA
（1）看曲线整参数，由小到大地进行调整。
（2）串级均匀控制系统的主、副控制器一般
都采用纯比例P(或PI)控制规律的。只在要 求较高时，为了防止偏差过大而超过允许 范围，才引入适当的积分作用。
四、小结及作业
（一）小结： 1.均匀控制系统的概念 2.均匀控制系统特点 3.均匀控制系统方案 4.均匀控制系统参数整定
阀前后的压力波动及对象的自衡作用的影响。与普
通串级系统的区别也只是控制器参数的设置及控制
目的不同，这也是判断是否为均匀控制系统的条件。
上海石化工业学校
(1)串级均匀控制系统特点
SPA
1）由于增加了副回路，可以及时克服由 于压力波动所引起的流量变化。 2）串级均匀控制系统协调两个变量间的 关系是通过控制器参数整定来实现的。
SPA
上海石化工业学校
SPA
(2)精馏塔简单均匀控制系统方框图
图4
（2）简单均匀控制系统缺点：
上海石化工业学校
SPA
1）对于压力扰动反应不及时。 2）当系统自衡能力较强时，控制效果较差。 3）只适用于干扰小，对流量均匀程度要求不高的场合。
（3）与简单控制系统比较：
1）结构上同单回路，动态指标不同。 2）与定值系统区别： a）定值系统：① L稳定 ② 调节作用强 ，Ti↓③ 保证主参数稳定。 b）均匀系统：① L、Q全波动 ② L、Q缓慢变化， 调节作用弱。
2.串级均匀控制系统
甲塔
LT LC
上海石化工业学校
SPA
乙塔
E-3
V-4
E-4
阀门1
甲塔
LT LC FT FC
乙塔
E-3
V-3 阀门2
E-4
图3
上海石化工业学校
SPA
在简单均匀控制方案基础上增加一个流量副回
路，即构成串级均匀控制系统。
图3所示构成精馏塔塔釜液位与出口流量串级
均匀控制系.增加一个副回路的目的是为了消除控制
3）在串级均匀控制系统中，参数整定的
目的不是使变量尽快地回到给定值，而是要 求变量在允许的范围内作缓慢的变化。
（2）串级均匀控制系统与 串级控制系统比较
1） 比较： ① 结构上同串级 ② 动作过程同串级 ③ 具有串级特点（副回路） ④ 无串级的控制精度，主参数变化慢 2）适应场合： ①阀前后压力波动显著 ②自衡作用显著
上海石化工业学校
SPA
如图1去掉流量控制系统，只保留液位控制
系统，该系统结构就是简单控制系统。只要把控
制参数变为大比例度和大积分时间，这样可以构
成一个简单均匀控制系统。
为什么要大比例度和大积分时间？
一般δ=100 % ～200% ，Ti为几分钟到十几分钟 才能满足均匀控制要求
上海石化工业学校
2.精馏塔简单均匀控制系统方框图 (1)简单控制系统框图
SPA
2.简单均匀控制系统参数整定
（1）目的：消除控制阀前后的压力波动及对象的自 衡作用的影响。
（2）区别：控制参数的设定及控制目的不同。
（3）控制的参数整定：大比例度和大积分时间。
3.串级均匀控制参数整定
上海石化工业学校
SPA
在结构上和串级控制系统相同主要区别
在于参数整定。
前一设备的液位和后一设备的进料量之关系
SPA
假想一：在两塔之间增加有一定容量的缓冲器，投
假想二：是相互做出让步，使它们在物料的供求关
系上均匀协调，统筹兼顾。在有扰动时，两个变 量都有变化，而且变化幅度协调，共同来克服扰 动。为了达到这一目的而设计的控制系统就是均
匀控制系统。
3.什么是均匀控制系统？
上海石化工业学校
SPA
在有扰动时，两个变量都有变化，而且变化
上海石化工业学校
SPA
任务三：均匀控制系统的参数整定
1.整定要求：
上海石化工业学校
SPA
（1）先保证液位不超过允许波动范围设置控制器参数；
（2）修正控制器参数，使液位最大波动接近允许范围，
使流量尽量平稳（均匀控制系统一般采用P或PI控制规
律。（一般不用微分规律，会增加系统的振荡频率）
上海石化工业制系统的概念：
SPA
2.串级控制系统的组成：
3.串级控制系统的控制规律：
上海石化工业学校
SPA
二、引入：
1.复杂控制系统.swf
上海石化工业学校
2.甲乙两塔的动作情况 甲塔的出料是乙塔的进料。
SPA
甲塔：保持塔釜液位稳定,设置液位控制系统。 乙塔：希望流量不变或少变,设置流量控制系统。 甲、乙两塔间的供求关系出现了矛盾。
上海石化工业学校
SPA
Shanghai Pertrochemical Academy
化工仪表及自动化
6.2.2 均匀控制系统
知识 技能 态度目标：
上海石化工业学校
SPA
（一）知识目标： 1.说出什么是均匀控制系统。2.能归纳均匀控制系统的特点 3.能设计均匀控制系统的控制方案。4.会整定均匀控制系统参数 （二）技能目标 1.能拟定均匀控制系统的操作方案。 2. 能把均匀控制系统应用在实际生产中。 （三）态度目标： 1.培养学生的观察能力。 2.培养学生对问题的探究能力 3.培养学生交流、合作和竞争意识。
幅度均匀协调，前后兼顾，共同来克服扰动，对
控制器的参数进行调整，延缓控制速度和力度，
这种控制系统统称为均匀控制系统。
团队合作
4.能否归纳其的特点？
上海石化工业学校
SPA
（1）扰动产生后，两个变量在过程控制中都是变化的。
（2）两个变量在控制过程中的变化应是缓慢的（不急
于克服某一变量的偏差）。
（3）两个变量的变化在允许的范围内波动，不是绝对
三、新授：
上海石化工业学校
SPA
任务一：认识均匀控制系统
1.以前后两个精馏塔控制系统为例：
甲塔
LT LC FT FC
乙塔
E-3
V-4 V-3
E-4
阀门1
图1
阀门2
2.如何解决矛盾？
资、占地；自聚、分解。
上海石化工业学校
（二）作业：
P314/12、13
上海石化工业学校
SPA
上海石化工业学校
SPA
的平均，可按照工艺分出主、次。
上海石化工业学校
SPA
任务二：制定均匀控制系统的控制方案 均匀控制系统有两种形式：
简单均匀控制系统
串级均匀控制系统
1.简单均匀控制系统
甲塔
LT LC FT FC
上海石化工业学校
SPA
乙塔
E-3
V-4 V-3
E-4
阀门1
阀门2
甲塔
LT LC
乙塔
E-3
V-4
E-4
阀门1
1—液位变化曲线；2—流量变化曲线
上海石化工业学校
SPA
（1）看曲线整参数，由小到大地进行调整。
（2）串级均匀控制系统的主、副控制器一般
都采用纯比例P(或PI)控制规律的。只在要 求较高时，为了防止偏差过大而超过允许 范围，才引入适当的积分作用。
四、小结及作业
（一）小结： 1.均匀控制系统的概念 2.均匀控制系统特点 3.均匀控制系统方案 4.均匀控制系统参数整定
阀前后的压力波动及对象的自衡作用的影响。与普
通串级系统的区别也只是控制器参数的设置及控制
目的不同，这也是判断是否为均匀控制系统的条件。
上海石化工业学校
(1)串级均匀控制系统特点
SPA
1）由于增加了副回路，可以及时克服由 于压力波动所引起的流量变化。 2）串级均匀控制系统协调两个变量间的 关系是通过控制器参数整定来实现的。
SPA
上海石化工业学校
SPA
(2)精馏塔简单均匀控制系统方框图
图4
（2）简单均匀控制系统缺点：
上海石化工业学校
SPA
1）对于压力扰动反应不及时。 2）当系统自衡能力较强时，控制效果较差。 3）只适用于干扰小，对流量均匀程度要求不高的场合。
（3）与简单控制系统比较：
1）结构上同单回路，动态指标不同。 2）与定值系统区别： a）定值系统：① L稳定 ② 调节作用强 ，Ti↓③ 保证主参数稳定。 b）均匀系统：① L、Q全波动 ② L、Q缓慢变化， 调节作用弱。
2.串级均匀控制系统
甲塔
LT LC
上海石化工业学校
SPA
乙塔
E-3
V-4
E-4
阀门1
甲塔
LT LC FT FC
乙塔
E-3
V-3 阀门2
E-4
图3
上海石化工业学校
SPA
在简单均匀控制方案基础上增加一个流量副回
路，即构成串级均匀控制系统。
图3所示构成精馏塔塔釜液位与出口流量串级
均匀控制系.增加一个副回路的目的是为了消除控制
3）在串级均匀控制系统中，参数整定的
目的不是使变量尽快地回到给定值，而是要 求变量在允许的范围内作缓慢的变化。
（2）串级均匀控制系统与 串级控制系统比较
1） 比较： ① 结构上同串级 ② 动作过程同串级 ③ 具有串级特点（副回路） ④ 无串级的控制精度，主参数变化慢 2）适应场合： ①阀前后压力波动显著 ②自衡作用显著
上海石化工业学校
SPA
如图1去掉流量控制系统，只保留液位控制
系统，该系统结构就是简单控制系统。只要把控
制参数变为大比例度和大积分时间，这样可以构
成一个简单均匀控制系统。
为什么要大比例度和大积分时间？
一般δ=100 % ～200% ，Ti为几分钟到十几分钟 才能满足均匀控制要求
上海石化工业学校
2.精馏塔简单均匀控制系统方框图 (1)简单控制系统框图
SPA
2.简单均匀控制系统参数整定
（1）目的：消除控制阀前后的压力波动及对象的自 衡作用的影响。
（2）区别：控制参数的设定及控制目的不同。
（3）控制的参数整定：大比例度和大积分时间。
3.串级均匀控制参数整定
上海石化工业学校
SPA
在结构上和串级控制系统相同主要区别
在于参数整定。
前一设备的液位和后一设备的进料量之关系
SPA
假想一：在两塔之间增加有一定容量的缓冲器，投
假想二：是相互做出让步，使它们在物料的供求关
系上均匀协调，统筹兼顾。在有扰动时，两个变 量都有变化，而且变化幅度协调，共同来克服扰 动。为了达到这一目的而设计的控制系统就是均
匀控制系统。
3.什么是均匀控制系统？
上海石化工业学校
SPA
在有扰动时，两个变量都有变化，而且变化
上海石化工业学校
SPA
任务三：均匀控制系统的参数整定
1.整定要求：
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SPA
（1）先保证液位不超过允许波动范围设置控制器参数；
（2）修正控制器参数，使液位最大波动接近允许范围，
使流量尽量平稳（均匀控制系统一般采用P或PI控制规
律。（一般不用微分规律，会增加系统的振荡频率）
上海石化工业制系统的概念：
SPA
2.串级控制系统的组成：
3.串级控制系统的控制规律：
上海石化工业学校
SPA
二、引入：
1.复杂控制系统.swf
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2.甲乙两塔的动作情况 甲塔的出料是乙塔的进料。
SPA
甲塔：保持塔釜液位稳定,设置液位控制系统。 乙塔：希望流量不变或少变,设置流量控制系统。 甲、乙两塔间的供求关系出现了矛盾。
上海石化工业学校
SPA
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化工仪表及自动化
6.2.2 均匀控制系统
知识 技能 态度目标：
上海石化工业学校
SPA
（一）知识目标： 1.说出什么是均匀控制系统。2.能归纳均匀控制系统的特点 3.能设计均匀控制系统的控制方案。4.会整定均匀控制系统参数 （二）技能目标 1.能拟定均匀控制系统的操作方案。 2. 能把均匀控制系统应用在实际生产中。 （三）态度目标： 1.培养学生的观察能力。 2.培养学生对问题的探究能力 3.培养学生交流、合作和竞争意识。
幅度均匀协调，前后兼顾，共同来克服扰动，对
控制器的参数进行调整，延缓控制速度和力度，
这种控制系统统称为均匀控制系统。
团队合作
4.能否归纳其的特点？
上海石化工业学校
SPA
（1）扰动产生后，两个变量在过程控制中都是变化的。
（2）两个变量在控制过程中的变化应是缓慢的（不急
于克服某一变量的偏差）。
（3）两个变量的变化在允许的范围内波动，不是绝对