26第六章3-比值及其他.ppt
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1、第六章 复杂控制系统,6.1 串级控制系统 6.2 前馈控制系统 6.3 比值控制系统 6.4 均匀控制系统 6.5 选择性控制系统 6.6 分程控制系统 6.7 阀位控制系统,6.3 比值控制 Ratio Control 书158页,在化工生产中,经常需要几种物料按比例混合或参与反应。例如: 合成氨厂变换工段煤气与蒸气需按 1:1.1 1.4的比例进入混合炉; 重油汽化造气过程中,重油与氧量要求成比例; 锅炉燃料的风、煤比等。 这种让两个或多个参量(通常是流量)自动地保持一定比例关系 的控制称作比值控制。它是前馈控制的一个特例。 比值控制系统通常可以分为两类: 一、定值比值控制系统: 开环比
2、值控制系统 单闭环比值控制系统、 双闭环比值控制系统 二、变比值控制系统。,开环比值控制 R=u/d,比较测定的Rm和想要的比值Rd,比值控制器对偏差( Rd Rm)进行PI运算。,单闭环比值控制系统,双闭环比值控制,单闭环比值控制举例,主副流量比值精确,结构简单,实施方便,单闭环比值控制系统的优点,双闭环比值控制方块图,变比值控制系统方块图,变比值控制系统举例,均匀控制是对某些生产过程中,尤其是石油化工生产过程 中,统筹兼顾液位(或压力)与流量的控制。 在连续生产过程中,前一 设备的出料是后一 设备的进 料,而后一设备的出料又是下一 设备的进料,前后设备之间的 操作联系密切。为使这些串联的塔
3、(或设备)运行正常,各个塔 都要求进料稳定,塔釜液位稳定。因此,在这类过程中,应统筹 兼顾,不能只考虑单个塔(或设备)的要求来设置控制系统。 严格来说,均匀控制是一种控制思想, 而不是控制系统结构的变化 。,6.4 均匀控制 书132页,例:相互冲突的控制系统,均匀控制的过渡过程,需要进行控制目标的调整,简单的均匀控制系统例1,简单的均匀控制系统例2,串级均匀控制系统例1,串级均匀控制系统例2,串级均匀控制系统例3,串级均匀控制系统方框图,双冲量均匀控制,双冲量均匀控制是以液位和流量两信号之差 (或和)为被控变量组成的均匀控制系统。 系统在本质上是为了工艺物料平衡关系, 解决供求矛盾问题的。,
4、双冲量均匀控制举例,Po=PL-PF +PS+c Po-加法器输出 气压信号 PL-液位测量信号 PF-流量测量信号 PS -定值器信号 c -加法器可调 偏置,均匀控制小结,一 均匀控制的目的和特点 目的:均匀控制通常对流量和液位两个参数统筹兼顾。 特点:1、两个参数在调节过程中都应变化,且变化缓慢 2、前后互相联系又矛盾的两个参数应保持在允许 的范围内波动 二、均匀控制的几种方案 1、单回路均匀控制 2、串级式均匀控制 3、双冲量均匀控制,一般来说,凡是在控制回路中引入选择器的系统都可称为选择性控制系统。 这里着重介绍 “超驰”控制和 其它选择性控制: 用于被控变量测量值的选择 用于“多种
5、物料的逻辑切换”选择性控制,6.5 选择性控制/超驰控制 书142页,1、超驰控制,从整个生产流程控制的角度,所有控制系统可分为三类: 1、物料平衡(或能量平衡)控制 2、质量控制 3、极限控制。 用于设备软保护的一类选择性控制又称为“超驰”控制系统它属于 极限控制一类。它们一般是从生产安全角度提出来的。如要求温 度、压力、流量、液位等参数不能超限。 极限控制的特点: 在正常工况下,该参数不会超限,所以也不会考虑对它进行直接控制;在非正常工况下,该参数会达到极限值,这时又要求采取强有力的手段,避免超限。,超驰控制的由来,在生产中为预防超限一般采取两种办法 1、硬保护:参数达到第一极限时报警设法
6、排除故障若没有 及时排除故障,参数值会达到更严重的第二极限, 经连锁装置动作,自动停车。这种做法称硬保护。 2、软保护:参数达到极限时报警设法排除故障在这同时, 改变操作方式,按使该参数脱离极限值为主要控制 目标进行控制,以防该参数进一步超限。这种操作 方式一般会使原有控制质量降低,但能维持生产继续 运转,避免了停车。这种做法称软保护。 超驰控制就是为了实现软保护而设计的控制系统。,液氨蒸发器超驰控制方案 正常生产情况 考虑极限条件,液氨蒸发器超驰控制方框图,2、用于被控变量测量值选择的选择性控制,例1、固定床反应器中热点温度的控制。 热点温度(即最高点温度)的位置可能会随催化剂的老化、变质和
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