典型操作单元的控制 流体输送设备的控制 戴连奎 浙江大学智能系统与决策研究所 浙江大学信息学院控制系 2000/11/28
典型操作单元的控制 流体输送设备的控制 戴连奎 浙江大学智能系统与决策研究所 浙江大学信息学院控制系 2000/11/28
内容 0引言 流量控制的特点 ¤泵与管路流量控制 离心式压缩机的流量控制 离心式压缩机的防喘振控制
内 容 引 言 流量控制的特点 泵与管路流量控制 离心式压缩机的流量控制 离心式压缩机的防喘振控制
流量控制系统的特点 控制通道的对象时间常数小 只需采用P调节器,无须引入微分作用; 测量信号通常带有高频噪声 应考虑对测量信号的滤波或在控制器与变送器 之间引入一阶滞后环节,以减小调节阀的振动 静态非线性 应考虑选用合适的控制阀特性,使广义对象的 静态特性接近线性
流量控制系统的特点 控制通道的对象时间常数小 只需采用PI调节器，无须引入微分作用； 测量信号通常带有高频噪声 应考虑对测量信号的滤波或在控制器与变送器 之间引入一阶滞后环节，以减小调节阀的振动； 静态非线性 应考虑选用合适的控制阀特性，使广义对象的 静态特性接近线性
离心泵的特性 H=Kn-k,2 H为泵的压头,即泵前后的 流体静压差; n为离心泵转速 Q为泵的排出量。 H为泵的最大输出功率线, 即在给定的转速下,H*Q在 该压头下达到最大
离心泵的特性 H HL n1 n2 n3 Q 2 2 2 H = K1 n − K Q H为泵的压头，即泵前后的 流体静压差； n 为离心泵转速； Q为泵的排出量。 HL为泵的最大输出功率线， 即在给定的转速下，H*Q在 该压头下达到最大
采用直接节流法的流量控制系统 调节原理:通过改变相关管路的阻力系数,以控制管 道流量。注意:控制阀不应装在泵的吸入口;另外, 控制阀的开度不应过小或过大,即应合理选择控制阀 的尺寸。还有,检测元件宜装在控制阀的上游
采用直接节流法的流量控制系统 HL1 HL2 HL3 C1 C2 C3 H Q FC 调节原理：通过改变相关管路的阻力系数，以控制管 道流量。注意：控制阀不应装在泵的吸入口；另外， 控制阀的开度不应过小或过大，即应合理选择控制阀 的尺寸。还有，检测元件宜装在控制阀的上游
采用变频调速法的流量控制 调节原理:采用变 FC 频调速器通过改变 调转速 泵的转速,以控制 管道流量。 特点:节能,调 节平稳,但投资较 大
采用变频调速法的流量控制 调节原理：采用变 频调速器通过改变 泵的转速，以控制 管道流量。 特 点：节能，调 节平稳，但投资较 大。 FC 调转速
采用旁路法的流量控制 特点:机械效率低,但适合于某些不能采用直接节 流法的容积式泵
采用旁路法的流量控制 FC x r x r PC 特点：机械效率低，但适合于某些不能采用直接节 流法的容积式泵
容积式泵的流量控制 →出口 原动机 往复泵 入口 特点:容积式泵不能采用直接节流法。可采用旁路 法或调速法或上述控制方案(但应这两个回路的动 态关联)
容积式泵的流量控制 特点：容积式泵不能采用直接节流法。可采用旁路 法或调速法或上述控制方案（但应这两个回路的动 态关联）。 FC PC 入口 出口 原动机 往复泵
离心式压缩机的特性曲线 P2/P1为压缩机出口压力 3.0 与进口压力(均为绝压) 之比,或称压缩比 n为压缩机的转速 20喘振区 Q为压缩机出口流量。 其气量或出口压力的控 1.0 制系统与离心泵相近 100 O,% 可用直接节流法、旁路 回流法与变频调速等
离心式压缩机的特性曲线 P2 /P1 为压缩机出口压力 与进口压力（均为绝压） 之比，或称压缩比； n为压缩机的转速； Q为压缩机出口流量。 其气量或出口压力的控 制系统与离心泵相近， 可用直接节流法、旁路 回流法与变频调速等。 100 n1 n2 n3 Q , % 喘振区 50 1.0 2.0 3.0 P2 /P1
流体输送设备的喘振现象 III (1)泵刚启动时,液 位为1-1,对应管路 特性为,工作点为 OM, 2>Q 2)工作点的变化过 Q 程:Qx→Qy→Q P Q→o 0,00 ON Q
流体输送设备的喘振现象 (1) 泵刚启动时，液 位为1-1，对应管路 特性为I，工作点为 QM，QA>QM. (2) 工作点的变化过 程： QM → QN → QO → QP → QN → QO →... QA 1 1 2 2 3 3 Q Q M H T I O H -- Q M N P II III QA QO QN