第七章 简单控制系统 华东理工大学信息学院自动化系
第七章 简单控制系统 华东理工大学信息学院自动化系
本章内容： 7.1系统组成及分析 7.2简单控制系统的设计 7.3 简单控制系统的投运与参数整定 7.4简单控制系统设计案例 7.5简单控制系统习题解答
7.1 系统组成及分析 7.4 简单控制系统设计案例 本章内容： 7.2 简单控制系统的设计 7.3 简单控制系统的投运与参数整定 7.5 简单控制系统习题解答
7.1系统组成及分析 7.1.1系统组成 蒸汽 被控变量：汽包液位 汽包 过程（被控对象）： LT 锅炉汽包 操纵变量：进水流量 省煤器 主要扰动： 给水 蒸汽量的变化 图7-1锅炉汽包水位控制系统
图7-1 锅炉汽包水位控制系统 蒸汽 汽包 给水 省煤器 LT LC 被控变量： 过程（被控对象）： 操纵变量： 主要扰动： 汽包液位 锅炉汽包 进水流量 蒸汽量的变化 7.1 系统组成及分析 7.1.1 系统组成
锅炉汽包 给水阀 控制器 扰动 比较 f(t) 广义对象 机构 设定值 e(t) 被控变量 执行器 过程 r(t) 控制装置 u(幼 q(t) c(t) 测量值 检测元件、变送器 y() 图7-2锅炉汽包水位控制系统的方块图
控制装置 执行器 过程 检测元件、变送器 r(t) 比较 机构 - e(t) u(t) q(t) y(t) f(t) c(t) 扰动 广义对象 被控变量 测量值 控制器 设定值 图7-2 锅炉汽包水位控制系统的方块图 给水阀 锅炉汽包
蒸汽 7.1.2 控制过程分析 (1)平衡状态： 汽包 LT 当给水量和蒸汽量均不变 的情况下，控制系统处于 平衡状态，并将保持这个 省煤器 状态，直到有新的扰动产 生。 给水 锅炉汽包水位控制系统 (2)扰动分析： 阀前压力个→进水流量个→液位个 蒸汽需要量个→液位↓
7.1.2 控制过程分析 (1)平衡状态： 当给水量和蒸汽量均不变 的情况下，控制系统处于 平衡状态，并将保持这个 状态，直到有新的扰动产 生。 阀前压力 进水流量 液位 → → 蒸汽需要量 液位 → 蒸汽 汽包 给水 省煤器 LT LC (2)扰动分析： 锅炉汽包水位控制系统
(3)控制过程： 般先选择控制阀的气开、气关特性 然后确定控制器的正、反作用 •分析控制系统的控制过程
(3)控制过程： •一般先选择控制阀的气开、气关特性 •然后确定控制器的正、反作用 •分析控制系统的控制过程
>根据安全原则，供气中断时给水 阀应全开，所以应选气关阀 >控制器正、反作用 蒸汽 L↓→yV→e↓ L个←-阀开度个←u↓ 汽包 控制器应选正作用 >控制器过程分析 省煤器 正作用 控制器 气关阀 给水 L↓→y↓→e↓→u↓→阀开度个→L个
L y e L → → 阀开度 u LT LC 蒸汽 汽包 省煤器 给水 ➢控制器正、反作用 控制器应选正作用 ➢控制器过程分析 L y e u L → → → → → 阀开度 正作用 控制器 气关阀 ➢根据安全原则，供气中断时给水 阀应全开，所以应选气关阀
7.2 简单控制系统的设计 7.2.1 控制系统设计概述 基本要求： 第一：控制系统设计人员要掌握较为全面的自动化 专业知识，熟悉所要控制的工艺装置对象； 第二：要求自动化专业技术人员与工艺专业技术人 员进行充分沟通， 共同确定自动化方案 第三：自动化技术人员不能盲目追求控制系统的先 进性和所用仪表及装置的先进性。 第四：设计一定要遵守有关的标准、行规，按科学 合理的程序进行
•基本要求： 第一：控制系统设计人员要掌握较为全面的自动化 专业知识，熟悉所要控制的工艺装置对象； 第二：要求自动化专业技术人员与工艺专业技术人 员进行充分沟通，共同确定自动化方案； 第三：自动化技术人员不能盲目追求控制系统的先 进性和所用仪表及装置的先进性。 第四：设计一定要遵守有关的标准﹑行规，按科学 合理的程序进行。 7.2 简单控制系统的设计 7.2.1 控制系统设计概述
基本内容 ①确定控制方案 ②仪表及装置的选型 ③相关工程内容的设计
①确定控制方案 •基本内容 ②仪表及装置的选型 ③相关工程内容的设计
①确定控制方案 首先要确定整个系统的自动化水平。 控制系统的方案设计是整个设计的核心，是关 键的第一步。要通过广泛的调研和反复的论证来确 定控制方案，它包括 被控变量的选择与确认； 操纵变量的选择与确认； 检测点的初步选择； 绘制出带控制点的工艺流程图 编写初步控制方案设计说明书；等等
①确定控制方案 首先要确定整个系统的自动化水平。 控制系统的方案设计是整个设计的核心，是关 键的第一步。要通过广泛的调研和反复的论证来确 定控制方案，它包括 被控变量的选择与确认； 操纵变量的选择与确认； 检测点的初步选择； 绘制出带控制点的工艺流程图； 编写初步控制方案设计说明书；等等