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文檔簡介
1、在控制系統中,增加比例度,控制作用;增加積分時間;控制作用;增加微分時間,控制作用。遮紗、必埴如1 .過程控制系統一般由控制器、執行器、被控過程、測量變送等環節組成。2、過程控制系統中按被控參數的名稱來分有壓力、流量、液位、溫度等控制系統。2 .過程控制系統由工程儀表和被控過程兩部分組成。3 .過程控制儀表的測量變送環節由傳感器和變送器兩部分組成。4 .過程檢測儀表的接線方式有兩種:電流二線制四線制、電阻三線制5 .工程中,常用引用誤差作為判斷進度等級的尺度。6 .壓力檢測的類型有三種,分別為:彈性式壓力檢測、應變式壓力檢測、壓阻式壓力檢測7 .調節閥按能源不同分為三類:氣動調節閥、電動調節閥
2、、液動調節閥8 .電動執行機構本質上是一個位置伺服系統。9 .氣動執行結構主要有薄膜式和活塞式兩大類。10 .理想流量特性有四類,分別是直線、對數、拋物線、快開。11 .過程數學模型的求取方法有三種,分別是機理建模、試驗建模、混合建模。12 .PID調節器分為模擬式和數字式兩種。13 .造成積分飽和現象的內因是控制器包含積分控制作用,外因是控制器長期存在偏差。14 .自動控制系統穩定運行的必要條件是:閉環回路形成負反饋。15 .DCS的基本組成結構形式是“三點一線”。2、儀表的精度等級又稱準確度級,通常用引用誤差作為判斷儀表精度等級的尺度。3、過程控制系統動態質量指標主要有衰減比n、超調量6和
3、過渡過程時間ts;靜態質量指標有穩態誤差ess。4、真值是指被測變量本身所具有的真實值,在計算誤差時,一般用約定真值或相對真值來代替。5、根據使用的能源不同,調節閥可分為氣動調節閥、電動調節閥和液動調節閥三大類。6、過程數學模型的求取方法一般有機理建模、試驗建模和混合建模。7、積分作用的優點是可消除穩態誤差(余差),但引入積分作用會使系統穩定性下降。8、在工業生產中常見的比值控制系統可分為單閉環比值控制、雙閉環比值控制和變比值控制9、Smith預估補償原理是預先估計出被控過程的數學模型,然后將預估器并聯在被控過程上,使其對過程中的純滯后進行補償。1、過程控制系統中,有時將控制器、執行器和測量變
4、送環節統稱為過程儀表,故過程控制系統就由過程儀表和被控過程兩部分組成。2、儀表的精度等級又稱準確度級,級數越小,儀表的精度就越高。3、過程控制主要是指連續生產過程,被控參數包括溫度、壓力、流量、物位和成分等變量。4、工業生產中壓力常見的表示方法有絕對壓力pa、表壓力p和負壓(真空度)Pa三種。5、調節閥的流量特性有直線流量特性、對數(等百分比)流量特性、拋物線流量特性和快開流量特性四種。6、時域法建模是試驗建模中的一種,可分為階躍響應曲線法和矩形脈沖響應曲線法。7、對于滯后小,干擾作用頻繁的系統,PID調節器不應采用微分作用。8、分程控制根據調節閥的開閉形式分為兩類,即同向動作和異向動作。9、
5、DCS的設計思想是控制分散、管理集中。3、目前求取過程數學模型的方法有兩種。其中一種是根據過程的內在機理,通過?口物料平衡關系,用的方法求取過程的數學模型。4、控制對象的干擾通道的動態特性對過渡過程的影響是:干擾通道的時間常數愈大,對被控變量的影響;干擾通道容量滯后愈多,則調節質量;干擾通道的純滯后對調節質量5 、選擇控制方案時,總是力圖使調節通道的放大倍數(增益)干擾通道的放大倍數(增益)。6 .某調節系統采用比例積分作用調節器,先用純比例調整到合適的調節輸出,再加入積分作用的后,應,才能使穩定性不變。7 .描述控制系統的品質指標的參數有、和等。8 .申級調節系統,一般情況下主回路選擇或調節
6、規律調節器,副回路選用調節規律調節器;如果副回路采用差壓法測流量,應采用什么裝置補償。9 .儀表自動化標準中,氣動儀表標準信號范圍是;電R型標準信號范圍是;電田型標準信號范圍是。3物料,能量,機理建模4愈慢,愈低,振蕩,變差5大于6減小調節器的放大倍數7最大偏差,衰減比,余差8PID,PI,P,開方器90.020.1Mpa,420mA1 .控制系統引入積分作用是為了,但積分的引入會使系統,引入微分作用是為了。某調節系統采用比例積分作用調節器,先用純比例調整到合適的調節輸出,在加入積分作用的過程中,應。2 .被調介質流過閥門的相對流量(Q/Qmax加閥門相對行程(l/L)之間的關系,稱為調節閥的
7、特性;若閥前后的壓差保持不變時,上述關系稱為特性;實際使用中,閥前后的壓差總是變化的,此時上述關系為特性。調節閥的流量特性有?口,流量特性的選擇主要是與相匹配。3 .與單回路控制系統相比,用級調節系統具有以下三個特點:();();()。4 .控制對象的干擾通道的動態特性對過渡過程的影響是:干擾通道的時間常數愈大,對被控變量的影響;干擾通道容量滯后愈多,則調節質量;干擾通道的純滯后對調節質量。5 .簡單調節系統的基本特征是和。1消除余差,不穩定,克服容量滯后,減小放大倍數2流量特性,理想特性工作特性,線性、等百分比、快開,廣義對象3對于進入副回路的干擾有很強的克服能力,提高了工作頻率,具有魯棒性
8、4影響小,變好,無影響5閉合回路,負反饋1.什么是PID,它有哪三個參數,各有什么作用?怎樣控制?答:PID是比例-積分-微分的簡稱。其三個參數及作用分別為:(1)比例參數KC,作用是加快調節,減小穩態誤差。(2)積分參數Ki,作用是減小穩態誤差,提高無差度3)微分參數Kd,作用是能遇見偏差變化趨勢,產生超前控制作用,減少超調量,減少調節時問。1、PID調節器的參數Kp、TD對控制性能各有什么影響?答:(1)比例增益Kp反映比例作用的強弱,Kp越大,比例作用越強,反之亦然。比例控制克服干擾能力較強、控制及時、過渡時間短,但在過渡過程終了時存在余差;積分時間TI反映積分作用的強弱,TI越小,積分
9、作用越強,反之亦然。積分作用會使系統穩定性降低,但在過渡過程結束時無余差;微分時間TD反映積分作用的強弱,td越大,積分作用越強,反之亦然。微分作用能產生超前的控制作用,可以減少超調,減少調節時間;但對噪聲干擾有放大作用。前饋控制的特點:(1)前饋控制根據干擾進行,控制及時。如果前饋控制規律恰當,理論上可完全消除干擾的影響(2)前饋控制是一種開環控制,被控變量并不經測量反饋到輸入端。不能保證控制效果。(3)前饋控制需要對干擾進行測量,才能進行控制。通常只測量一種干擾,因而只能克服一種干擾。(4)前饋控制器的控制規律是經過對干擾通道與控制通道的特性計算而得是一種專用的控制器,在工程上,精確的通道
10、特性難以獲取,精確的前饋控制規律難以實現。1.2如何選擇操縱變量?1)考慮工藝的合理性和可實現性;2)控制通道靜態放大倍數大于干擾通道靜態放大倍數;3)控制通道時間常數應適當小些為好,但不易過小,一般要求小于干擾通道時間常數。干擾動通道時間常數越大越好,階數越高越好。4)控制通道純滯后越小越好。燃料流量為操畫出其方框原因??驁D為:(a)為前饋一反饋控制系統,而不是審級控制系統。貌似原油、溫度兩個閉環,實際上貌似的原油、燃料環是一個開環系統,是檢測原油流量的大小(作為干擾出現)而改變燃料閥門的,而改變燃料流量,并不能影響原油流量(即檢測變量),這就是開環,即前饋控制。而外環的溫度控制是反饋控制。
11、所以為前饋-反饋控制系統。(b)為審級控制系統。是由燃料、溫度兩個閉環組成的。內環是燃料控制系統,是根據燃料流量的大小而改變燃料閥門,而改變燃料閥門就是控制燃料流量的(即檢測變量就是被控變量),這就是閉環。而外環的溫度控制是反饋控制。所以為審級控制系統1、如下圖所示的隔焰式隧道窯燒成帶溫度控制系統,燒成帶溫度是被控變量,縱變量。試分析:(1)該系統是一個什么類型的控制系統?圖;(2)確定調節閥的氣開、氣關形式,并說明答:(1)該系統是一個審級控制系統,具方二次干擾凡次于優民(2)當調節閥氣源出現故障失去氣源時,為保證系統安全,應使閥門處于關閉位置,故調節閥米用氣開式。2.7圖2-20所示的反應
12、釜內進行的是化學放熱反應,而釜內溫度過高會發生事故,因此采用夾套通冷卻水來進行冷卻,以帶走反應過程中所產生的熱量。由于工藝對該反應溫度控制精度要求很高,單回路滿足不了要求,需用審級控當冷卻水壓力波動是主要干擾時,應怎樣組成用級?畫出系統結構圖。當冷卻水入口溫度波動是主要干擾時,應怎樣組成用級?畫出系統結構圖。對以上兩種不同控制方案選擇控制閥的氣開、氣關形式及主、副控制器的正、反作用方式。(1)選冷水流量為副變量,釜內溫度為主變量組成審級系統.(2)夾套溫度為副變量,釜內溫度為主變量組成審級系統.七、對于圖示的加熱器用級控制系統比4出科要求:(1)畫出該控制系統的方框圖,并說明主變量、副變量分別
13、是什么?主控制器、副控制器分別是哪個?(2)若工藝要求加熱器溫度不能過高,否則易發生事故,試確定控制閥的氣開氣關型式;(3)確定主、副控制器的正反作用;(4)當蒸汽壓力突然增加時,簡述該控制系統的控制過程;(5)當冷物料流量突然加大時,簡述該控制系統的控制過程;(注:要求用各變量間的關系來闡述)解:(1)該控制系統的方框圖在動直a就動:2a(2)由于工藝要求加熱器溫度不能過高,否則易發生事故,所以控制閥應選用氣開型式,一但氣源故障斷氣,控制閥自動關閉,蒸汽不再進入加熱器,以避免介質溫度過高發生事故。(3)確定主、副控制器的正反作用:在副回路中,由于流量對象是“十”作用(閥開大,流量增加)的(K
14、o20,控制閥也是“十”作用(氣開式)的(Kv0),故副控制器FC是“+”特性(Kc20),選反作用,這樣才起到負反饋的控制作用;在主回路中,由于主對象是“十”作用(副變量蒸汽流量增大,主變量出口溫度也增大)的(Ko10),故主控制器TC是“+”特性(Kc10),選反作用,這樣才起到負反饋的控制作用。(4)當蒸汽壓力突然增加時,該控制系統的控制過程如下:蒸汽壓力增加,則蒸汽流量增加,由于FC為反作用,故其輸出降低,因而氣開型的控制閥關小,蒸汽流量減少以及時克服蒸汽壓力變化對蒸汽流量的影響,因而減少以致消除蒸汽壓力波動對加熱爐出口物料溫度的影響,提高了控制質量。(5)當冷物料流量突然加大時,該控
15、制系統的控制過程如下:冷物料流量加大,加熱爐出口物料溫度降低,反作用的TC輸出增加,因而使FC的給定值增加,FC為反作用,故其輸出也增加,于是氣開型的控制閥開大,蒸汽流量增加以使加熱爐出口物料溫度增加,起到負反饋的控制作用?!纠?】某干燥器的流程圖如圖12-30所示。干燥器采用夾套加熱和真空抽吸并行的方式來干燥物料。夾套內通入的是經列管式加熱器加熱后的熱水,而加熱器采用的是飽和蒸汽。為了提高干燥速度,應有較高的干燥溫度8,但8過高會使物料的物性發生變化,這是不允許的,因此要求對干燥溫度9進行嚴格控制。(1)如果蒸汽壓力波動是主要干擾,應采用何種控制方案?為什么?試確定這時控制閥的氣開、氣關形式
16、與控制器的正、反作用。(2)如果冷水流量波動是主要干擾,應采用何種控制方案?為什么?試確定這時控制器的正、反作用和控制閥的氣開、氣關形式。(3)如果冷水流量與蒸汽壓力都經常波動,應采用何種控制方案?為什么?試畫出這時的控制流程圖,確定控制器的正、反作用。解:(1)應采用干燥溫度與蒸汽流量的審級控制系統如圖12-31,這時選擇蒸汽流量作為副變量。一旦蒸汽壓力有所波動,引起蒸汽流量變化,馬上由副回路可以及時得到克服,以減少或消除蒸汽壓力波動對主變量9的影響,提高控制質量??刂崎y應選擇氣開式,這樣一旦氣源中斷,馬上關閉蒸汽閥門,以防止干燥器內溫度9過高。由于蒸汽流量(副被控變量)和干燥溫度(主被控變
17、量)升高時,都需要關小控制閥,所以主控制器TC應選“反”作用。由于副對象特性為“+”(蒸汽流量因閥開大而增加),閥特性也為“+”,故副控制器(蒸汽流量控制器)應為“反”作用。(2)如果冷水流量波動是主要干擾,應采用干燥溫度與冷水流量的審級控制系統。這時選擇冷水流量作為副變量,以及時克服冷水流量波動對干燥溫度的影響??刂崎y應選擇氣關式,這樣一旦氣源中斷時,控制閥打開,冷水流量加大,以防止干燥溫度過高。由于冷水流量(副被控變量)增加時,需要關小控制閥;而干燥溫度增加時,需要打開控制閥。主、副被控變量增加時,對控制閥的動作方向不一致,所以主控制器TC應選“正”作用。由于副對象為“+”,閥特性是,故副控制器(冷水流量控制器)應選“正”作用。2、聚合釜溫度與流量
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