过程制系 数 自动化专业 自化学院 BB日日m 李志俊武丽 版本3.1 参 书 被控过程的数学模型 A。单回路控制质统设计2红 量础及人灿玄 间端已续22 它
过程控制系统 第一章 绪论 2 3 4 5 6 第二章 被控过程的数学模型 2 3 第三章 单回路控制系统设计 2 3 4 5 第四章 串级控制系统 2 3 4 5 第五章 前馈及复合控制系统 2 第六章 时间滞后控制系统 2 3 第七章 其它过程控制系统 2 3 4 第八章 过程控制中的计算机应用 2 3 4
第六章串级控制系统 §6-1概述 单回路控制系统:结构简单,但难于适应工艺参数 间关系比较复杂的控制,特别是现代大规模工业生产。 复杂控制系统:具有两个以上的检测变送单元、或 控制器、或执行器,能完成一些复杂或特殊的任务 串级控制系统:对改善控制品质有独到之处,故而 在过程控制系统中应用很广泛。 上一页下一页 返回
第六章 串级控制系统 §6-1 概述 •单回路控制系统：结构简单，但难于适应工艺参数 间关系比较复杂的控制，特别是现代大规模工业生产。 •复杂控制系统：具有两个以上的检测变送单元、或 控制器、或执行器，能完成一些复杂或特殊的任务 •串级控制系统：对改善控制品质有独到之处，故而 在过程控制系统中应用很广泛。 上一页 下一页 返回
、实例:隔焰式隧道窑温度控制系统 设定值 隧道窑:对陶瓷制品进行 预热、烧成、冷却的装置 隔焰式隧道窑:火焰在 燃烧室中燃烧,热量经 燃 过隔焰板辐射加热烧成 TI 带,防止燃烧气体中有 烧成带 燃料 害物质 控制要求:制品在窑道的烧 图5一1烧成带温度控制糸统 成带内按工艺规定的温度进 行烧结,烧结温度为1300° 系统的被控变量:烧成带的温度C,偏差不得超过+C 系统的控制变量:燃料的流量 2021/2/24 上一页下一页返回
2021/2/24 一、实例：隔焰式隧道窑温度控制系统 T1T T1C 烧成带 T1 燃 烧 室 设定值 燃料 图5－1 烧成带温度控制系统 隧道窑：对陶瓷制品进行 预热、烧成、冷却的装置。 隔焰式隧道窑：火焰在 燃烧室中燃烧，热量经 过隔焰板辐射加热烧成 带，防止燃烧气体中有 害物质 控制要求：制品在窑道的烧 成带内按工艺规定的温度进 行烧结，烧结温度为1300 系统的被控变量：烧成带的温度 C，偏差不得超过C 系统的控制变量：燃料的流量 上一页 下一页 返回
实例:隔焰式隧道窑温度控制系统 设定值 控制方案1 选择简单控制系统:影响烧 成带温度T1的各种干扰因素 都被包括在控制回路中,只 T1 要干扰造成T偏离设定值 烧成带 燃料 控制器根据偏差通过控制阀 改变燃料的流量,使T1重新 调整道设定值 图5一1烧成带温度控制糸统 设定值 控制器控制阀燃烧室「烧成带 检测与变送
2021/2/24 T1T T1C 烧成带 T1 燃 烧 室 设定值 燃料 图5－1 烧成带温度控制系统 实例：隔焰式隧道窑温度控制系统 控制方案1 选择简单控制系统：影响烧 成带温度T1的各种干扰因素 都被包括在控制回路中，只 要干扰造成T1偏离设定值， 控制器根据偏差通过控制阀 改变燃料的流量，使T1重新 调整道设定值 控制器 控制阀 燃烧室 烧成带 检测与变送 设 定 值 D2 D1 ＋ T1 －
控制方案1 D 设定值 控制器控制阀 燃烧室烧成带7 检测与变送 隔焰式隧道窑温度简单控制系统方框图 控制方案1的优点:包括了所有的干扰 这种控制方案的缺点:控制质量差: 原因:P104-105 2021/2/ 上一页下一页 返回
2021/2/24 控制方案1 控制器 控制阀 燃烧室 烧成带 检测与变送 设 定 值 D2 D1 ＋ T1 － 隔焰式隧道窑温度简单控制系统方框图 这种控制方案的缺点：控制质量差： 原因：P104－105 控制方案1的优点：包括了所有的干扰 上一页 下一页 返回
控制方案2 假定燃料的压力波动是主 要干扰,它道燃烧室的滞后时 设定值 间较小、通道较短,而且还有 次要千扰如燃料热值的变化 助燃风流量的改变和排烟机抽 力的波动等都是首先进入燃烧 室的 烧成带 燃料 选择简单控制系统:以燃烧 室温度T2为被控变量 图5一3燃烧宣温度控制糸统 2021/2/ 上一页下一页 返回
2021/2/24 图5－3燃烧室温度控制系统 控制方案2 选择简单控制系统：以燃烧 室温度T2为被控变量 假定燃料的压力波动是主 要干扰，它道燃烧室的滞后时 间较小、通道较短，而且还有 次要干扰如燃料热值的变化、 助燃风流量的改变和排烟机抽 力的波动等都是首先进入燃烧 室的 T2T T2C 烧成带 T2 燃 烧 室 设定值 燃料 上一页 下一页 返回
控制方案2 议 定值 控制器控制阀燃烧室 检测与变送 隔焰式隧道窑温度简单控制系统方框图 控制方案2的优点:对一些主要的和次要的干扰提 前发现、及时控制 控制方案2的缺点:因为烧成带的温度不是被控变量,所以对 干扰D1造成的烧成带温度的变化,控制系 统无法调节 干扰D1有:窑道中装载制品的窑车速度,制品的燃料成分, m)品的数量,环境温度变化等等 上一页下一页 返回
2021/2/24 控制方案2 控制器 控制阀 燃烧室 检测与变送 设 定 值 D2 ＋ T2 － 隔焰式隧道窑温度简单控制系统方框图 控制方案2的优点： 因为烧成带的温度不是被控变量，所以对 干扰D1造成的烧成带温度的变化，控制系 统无法调节。 对一些主要的和次要的干扰提 前发现、及时控制 控制方案2的缺点： 干扰D1有：窑道中装载制品的窑车速度，制品的燃料成分， 制品的数量，环境温度变化等等。 上一页 下一页 返回
控制方案3 结合控制方案1和2 设定值 烧成带温度控制器TC应该为 定值控制,起主导作用。 燃烧室温度控制器T2C则起辅 T 助作用,在克服D2干扰的同 烧成带 燃料 时,受烧成带温度控制器的 操纵。燃烧室温度控制器的 设定值是烧成带温度控制器 隔焰式隧道窑串级温度控制系统的输出 2021/2/ 上一页下一页 返回
2021/2/24 控制方案3 T1T T1C 烧成带 T1 燃 烧 室 T2 设定值 燃料 T2T T2C 隔焰式隧道窑串级温度控制系统 烧成带温度控制器T1C应该为 定值控制，起主导作用。 结合控制方案1和2 燃烧室温度控制器T2C则起辅 助作用，在克服D2干扰的同 时，受烧成带温度控制器的 操纵。燃烧室温度控制器的 设定值是烧成带温度控制器 的输出。 上一页 下一页 返回
控制方案3 设定值 T1 ○控制器○控制器控制阀燃烧室烧成带 检测与变送 检测与变送 隔焰式隧道窑串级温度控制系统方框图 2021/2/24 上一页下一页 返回
2021/2/24 控制方案3 隔焰式隧道窑串级温度控制系统方框图 控制器 控制阀 检测与变送 设 定 值 D2 D1 ＋ T1 － 检测与变送 T2 燃烧室 烧成带 ＋ － 上一页 下一页 返回 控制器
实例2:加热炉温度与流量串级控制系统P117 设定担度 丘作用 些迪4 气开 料活 4-4加热炉温度与流量 串级控制系统 2021/2/24 上一页下一页 返回
2021/2/24 实例2：加热炉温度与流量串级控制系统P117 上一页 下一页 返回