Process Control Instrumentation Technology 主要内容 ◆串级控制系统结构、名词术语 ◆串级控制系统特点 ◆串级控制系统的应用场合 ◆串级控制系统的设计原则 ◆串级主和副调节器的选择 ◆串级控制系统的整定 ◆串级控制系统设计举例
Process Control & Instrumentation Technology 主要内容 ⧫串级控制系统结构、名词术语 ⧫串级控制系统特点 ⧫串级控制系统的应用场合 ⧫串级控制系统的设计原则 ⧫串级主和副调节器的选择 ⧫串级控制系统的整定 ⧫串级控制系统设计举例
Process Control Instrumentation Technology 串级控制系统的结构 ◆串级控制系统是改善控制质量的有效方法之 ,在过程控制中得到了广泛地应用 x1(s) X2(8 Y1(3) WI(s) W2(s) wo2(s) WoI() 22(s) Wma(s) Wml(s)
Process Control & Instrumentation Technology 串级控制系统的结构 ⧫串级控制系统是改善控制质量的有效方法之 一，在过程控制中得到了广泛地应用
Process Control Instrumentation Technology 串级控制系统的名词术语 ◆主被控参数—起主导作用的被控参数 ◆副被控参数——为稳定主参数而引入的中 间辅助参数。 ◆主被控过程由主被控参数表征其特性 的生产过程。其输入量为副被控参数,输 出量为主被控参数。 ◆副被控过程—由副被控参数作为输出的 生产过程,其输入量为控制参数
Process Control & Instrumentation Technology 串级控制系统的名词术语 ⧫主被控参数——起主导作用的被控参数。 ⧫副被控参数——为稳定主参数而引入的中 间辅助参数。 ⧫主被控过程——由主被控参数表征其特性 的生产过程。其输入量为副被控参数，输 出量为主被控参数。 ⧫副被控过程——由副被控参数作为输出的 生产过程，其输入量为控制参数
Process Control Instrumentation Technology 串级控制系统的名词术语 主调节器—按主被控参数的测量值与给定值 的偏差进行工作的调节器,其输出作为副调节 器的给定值 ◆副调节器——按副被控参数的测量值与主调节 器输岀的偏差进行工作的调节器,其输岀控制 调节阀动作。 副回路——由副调节器、副被控过程和副 测量变送器组成的闭合回路 次扰动——不包括在副回路内的扰动。 ◆二次扰动—包括在副回路内的扰动
Process Control & Instrumentation Technology 串级控制系统的名词术语 ⧫主调节器——按主被控参数的测量值与给定值 的偏差进行工作的调节器，其输出作为副调节 器的给定值。 ⧫副调节器——按副被控参数的测量值与主调节 器输出的偏差进行工作的调节器，其输出控制 调节阀动作。 ⧫副 回 路——由副调节器、副被控过程和副 测量变送器组成的闭合回路。 ⧫一 次 扰动——不包括在副回路内的扰动。 ⧫二 次 扰动——包括在副回路内的扰动
Process Control Instrumentation Technology 串级制系统主要特点 ◆1.改善了被控过程的动态特性; 42.提高了系统的工作频率; ◆3.具有较强的抗扰动能力; ◆4.具有一定的自适应能力
Process Control & Instrumentation Technology 串级控制系统主要特点 ⧫1.改善了被控过程的动态特性； ⧫2.提高了系统的工作频率； ⧫3.具有较强的抗扰动能力； ⧫4.具有一定的自适应能力
Process Control Instrumentation Technology 串级控制系统的应用场合 用于克服被控过程较大的容量滞后; ◆用于克服被控过程的纯滞后 ◆用于抑制变化剧烈而且幅度大的扰动; ◆用于克服被控过程的非线性
Process Control & Instrumentation Technology 串级控制系统的应用场合 ⧫用于克服被控过程较大的容量滞后； ⧫用于克服被控过程的纯滞后； ⧫用于抑制变化剧烈而且幅度大的扰动； ⧫用于克服被控过程的非线性
Process Control Instrumentation Technology 串级控制系统的设讲原则 ◆副回路应包括尽可能多的扰动; ◆应使主、副过程的时间常数适当匹配。原 则上,主副过程时间常数之比应在3到10 范围内; ◆副回路设计应考虑工艺上的合理性 ◆副回路设计应考虑经济性原则
Process Control & Instrumentation Technology 串级控制系统的设计原则 ⧫副回路应包括尽可能多的扰动； ⧫应使主、副过程的时间常数适当匹配。原 则上，主副过程时间常数之比应在3到10 范围内； ⧫副回路设计应考虑工艺上的合理性； ⧫副回路设计应考虑经济性原则
Process Control Instrumentation Technology 串级主和副调芾器的选择 ◆主调节器一般选P或PD控制规律; ◆副调节器一般只要选P控制规律即可: ◆若采用积分规律,会延长控制过程,减弱副 回路的快速作用。 ◆若引入微分规律会使调节阀动作过大,对控 制不利
Process Control & Instrumentation Technology 串级主和副调节器的选择 ⧫主调节器一般选PI或PID控制规律； ⧫副调节器一般只要选P控制规律即可： ⧫若采用积分规律，会延长控制过程，减弱副 回路的快速作用。 ⧫若引入微分规律会使调节阀动作过大，对控 制不利
Process Control Instrumentation Technology 串级控制系统的整定 ◆串级控制系统主回路是一个定值控制系统, 要求主参数有较高的控制精度,其品质指 标与单回路定值控制系统一样 ◆副回路是一个随动系统,只要求副参数能 快速而准确地跟随主调节器的输岀变化即 可 在工程实践中,串级控制系统常用的整定 方法有:逐步逼近法、两步整定法等
Process Control & Instrumentation Technology 串级控制系统的整定 ⧫串级控制系统主回路是一个定值控制系统， 要求主参数有较高的控制精度，其品质指 标与单回路定值控制系统一样。 ⧫副回路是一个随动系统，只要求副参数能 快速而准确地跟随主调节器的输出变化即 可。 ⧫在工程实践中，串级控制系统常用的整定 方法有：逐步逼近法、两步整定法等
Process Control Instrumentation Technology 逐步逼近法 ◆主回路断开,把副回路按单回路控制系统的参 数整定,求取副调节器的整定参数值Ⅳ2(S)]l ◆副调节器参数置于Ⅳ2(S)]上,闭合主回路, 副回路作为一个等效环节。按单回路整定方法, 求取主调节器的整定参数值1(S)] ◆主调节器参数置于Ⅳ1(S)]上,闭合主回路 再按上述方法求取副调节器的整定参数值Ⅳ2 (S)] 直到达到满意的质量指标要求为上。逐步逼近 ◆完成一次逼近循环后,可循环下去
Process Control & Instrumentation Technology 逐步逼近法 ⧫主回路断开，把副回路按单回路控制系统的参 数整定，求取副调节器的整定参数值[W2（S）] 1 。 ⧫副调节器参数置于[W2（S）] 1上，闭合主回路， 副回路作为一个等效环节。按单回路整定方法， 求取主调节器的整定参数值[W1（S）] 1 。 ⧫主调节器参数置于[W1（S）] 1上，闭合主回路， 再按上述方法求取副调节器的整定参数值[W2 （S）] 2 。 ⧫完成一次逼近循环后，可循环下去，逐步逼近， 直到达到满意的质量指标要求为止