控制系统设计举例

TC 18
TT 18
气关阀 冷却水
反应 进料
串级控制副参数的选择 条件？
反应器温度
串级控制方案#2
FT 15
A
×
Rab
FT 16
B
FA, sp
FC 15
FB, sp
FC 16
产品 出料
TT 17
反应 进料
TC 17
Tsp
Tw, sp
TC 18
TT 18
冷却水
气关阀
反应器温度
串级控制方案#3
FT 15
FT 15
A
×
Rba
FT 16
B
比值控制方案1
FA, sp
FC 15
产品 出料
TT
TC
17
17
Tsp
FB, sp
FC 16
冷却水
气关阀
该系统是否可靠 ? 手/自动 切换或控制阀位限制
FT 15
A
×
Rba
FT 16
B
比值控制方案2
FA, sp
FC 15
产品 出料
TT
TC
17
17
Tsp
FB, sp
FC 16
参数整定、系统评估与完善等
控制方案设计讨论题
过程控制方案设计题介绍
下一讲：非线性增益补偿 与中和过程pH控制
(1) 对于换热器工艺介质出口温度控制系统而言， 可能存在哪些导致控制通道非线性的因素？如何 补偿这些非线性因素？
T1 RF
蒸汽
PV u
RV
换热器
凝液
T2sp
TC 11
T2m
TT 11
T2
控制系统综合设计举例
液体产品 出料 连续放热 反应器
A B
TT 17
反应 进料
TC 17
该放热反应为 A+B→C。试改进现有的
单回路控制方案。
具体的控制目标包括：
冷却水 气关阀
(1) FB /FA = R
(2) 冷却水温度波动较大时，如何改善 TT17的控制性能？
(3) 当冷却水系统的冷量不足时，如何控 制TT17不超温
TT 18
反应进料
冷却水 气关阀
控制系统设计与实施步骤
❖ 了解被控过程的工艺原理与操作目标 ❖ 确定控制目标 ❖ 寻找合适且经济的测量仪表与操作变量 ❖ 设计基本的控制方案（从简单到复杂） ❖ 构造简单的仿真模型，并对设计的控制系统
进行评价 ❖ 测量仪表、控制仪表或装置的选购 ❖ 控制系统的现场实施，包括系统联调、PID
冷却水 气关阀
FT 15
A
Rab
×
FT 16
B
比值控制方案3
FA, sp
FC 15
产品 出料
TT
TC
17
17
Tsp
FB, sp
FC 16
冷却水 气关阀
FT 15
A×RabFT NhomakorabeaB 16
反应器温度
串级控制方案#1
FA, sp
FC 15
产品 出料
FB, sp
FC 16
TT
TC
17
17
Tsp
Tw, sp
A
×
Rab
FT 16
B
FA, sp
FC 15
FB, sp
FC 16
产品 出料
TT 17
反应 进料
TC 17
Tsp
Tw, sp
TC 18 TT 18
冷却水
气关阀
存在问题否？
反应器温度
串级控制方案#4
FT 15
A
FA, sp
FC 15
产品 出料
TT
TC
17
17
Tsp
Tw, sp
TC 18
×
Rab
FT
B 16
工艺 介质
(2) 分析中和反应pH 控制困难的原因，并 提出改进方案
FB, sp
FC 16
TT 18
反应进料
冷却水 气关阀
对于控制问题（3）的分析
若冷却系统未能提供足够的冷量，此时该如何控制反应温度 TT17 ？
(1) 控制系统如何能发现现有的 冷却系统未能提供足够的冷量？
(2) 在这种异常工况下，如何能避 免反应器温度的进一步上升？
反应器温度串级控制方案
控制系统如何能发现FA现, sp有的冷却 系统未能提供足够的冷量？ 产品
VPC 17
TT
TC
17
17
Tsp
Tw, sp
TC 18
TT 18
反应进料
冷却水
气关阀
该控制系统是否 可靠 ?
选择控制方案 #2
FA, sp
FC 15
RFB
LS 19
FT 15
A
RFB
产品 出料
Vsp
VPC 17
TT
TC
17
17
Tsp
Tw, sp
TC 18
×
Rab
FT 16
B
FB, sp
FC 16
FC
出料
15
FT 15
A
×
Rab
FT
B 16
FB, sp
FC 16
TT
TC
17
17
Tsp
Tw, sp
TC 18
TT 18
反应进料
冷却水 气关阀
选择控制方案的引入#1
FA, sp2
LS 19
FA, min
FT 15
A
RFB
FA, sp
FC 15
产品 出料
×
Rab
FT
B 16
FB, sp
FC 16
Vsp