基本原理】 串级控制系统有两个环路：一个内环和 基 个外环。习惯上称内环为副环，外环为主 探究式 环 本 处于副环内的控制器、对象和变送器分 讲授法 别称副控制器、副对象和副变送器。副对象 的输出称刷被控变量，简称剧变量。处于主 环内的控制器、对象和变送器分别称主控制」 多媒体 士对和士变送哭 主对象的输出称主 演示法 被控变量，简称主变量 该串级控制系统的方块图如下图所示： 板书、 →？→主控制器→？→脚控制图+控制阀→对象主对象 互动法 副测量变送器、 主测量变送器， 提示：偏差 工作过程 的定义 下面可在上述例子的基础上分析扰动情况下该系统的工作原理，一般情况下 可分为以下几种情况： 第一种情况：干扰来自副环 假如某 一时刻开始燕汽流量突然增大了，在这一干扰作用下必然会导致提馆 假如某一时 段温度的上升，然而由于再沸器和塔釜部分都具有二定的容量，对干扰的响应具 刻开始蒸汽 有滞后，就是说蒸汽流量的变化导致提馏段温度的改变需要经过一段时间，因而 流量突妖增 洱度控制婴的信差信号仍然为零，这样温度控制器的输出暂时也不会变。可是几 大了，此时 乎就在蒸汽流量改变的同时，流量变送器马上就感受到了，并立即将这一流量增 大的信号送 流量控制器 。对流量控 来说 它所接受的给定信 (由温度拉 最先感受到 制器输出提供)没有变，但是测量信号增大了，因此它感受到的是正偏差， 偏差？ 流量控制器是反作用的，它的输出将减小，又由于控制阀是气开式的，因此控制 阀就要关小些，这样就将增大了的蒸汽流量拉了下来。显然，由于流量控制器控 计 生制的结果，将会大大削丽蒸汽流量变化对提瘤段温度的影响。随着时间的增长 摄问。 蒸汽流量增大的影响最终慢慢会在提馏段温度上反映出来，于是提馏段温度 到环动作之 慢地升高（不过这时温度变化的幅度比没省流量控制时要小得多）。随着温度的 后，主环如 升，温度控制器呈现正偏差，由于温度控制器为反作用，它的输出将减小，这样 何动作？ 流量控制器的给定值将下降，促使流量控制器对蒸汽流量进一步进行调整。此 过程一直进行到提馏段温度重新回到给定值时为止。这时控制阀将处于一个新的 开度上。 提问： 进料量增大 第二种情况：干扰来自主环。 的情况下， 假定从某一个时刻开始，进料量突然增大了。在这一干扰作用下，首先塔釜液位 B个制器 会上升，当加热蒸汽暂时还没变的情况下，提馏段温度将会下降。这样，对温度 最先成受到 控制器来说，它所感受到的是负偏差，于是它的输出将增大，也就是说流量控制 偏美？主 器的给定值增大 然而它的测量值暂时还没有变。 于是流量控制器则感受到句 控制器如何 偏差，流量控制器的输出将增大。随着流量控制器输出的增大，控制阀的开度也 动作？ 将增大，进入再沸器的蒸汽量将增多，提馏段的温度将慢慢回升，直到重新回到 给定值时为止。 2 - 2 - 基 本 原 理 8 分 钟 控 制 系 统 工 作 过 程 分 析 25 分 钟 基本原理 串级控制系统有两个环路：一个内环和 一个外环。习惯上称内环为副环，外环为主 环。处于副环内的控制器、对象和变送器分 别称副控制器、副对象和副变送器。副对象 的输出称副被控变量，简称副变量。处于主 环内的控制器、对象和变送器分别称主控制 器、主对象和主变送器。主对象的输出称主 被控变量，简称主变量。 该串级控制系统的方块图如下图所示： 工作过程 下面可在上述例子的基础上分析扰动情况下该系统的工作原理，一般情况下 可分为以下几种情况： 第一种情况：干扰来自副环 假如某一时刻开始蒸汽流量突然增大了，在这—干扰作用下必然会导致提馏 段温度的上升，然而由于再沸器和塔釜部分都具有二定的容量，对干扰的响应具 有滞后，就是说蒸汽流量的变化导致提馏段温度的改变需要经过一段时间，因而 温度控制器的偏差信号仍然为零，这样温度控制器的输出暂时也不会变。可是几 乎就在蒸汽流量改变的同时，流量变送器马上就感受到了，并立即将这一流量增 大的信号送给流量控制器。对流量控制器来说，它所接受的给定信号(由温度控 制器输出提供)没有变，但是测量信号增大了，因此它感受到的是正偏差，由于 流量控制器是反作用的，它的输出将减小，又由于控制阀是气开式的，因此控制 阀就要关小些，这样就将增大了的蒸汽流量拉了下来。显然，由于流量控制器控 制的结果，将会大大削弱蒸汽流量变化对提馏段温度的影响。随着时间的增长、 蒸汽流量增大的影响最终慢慢会在提馏段温度上反映出来，于是提馏段温度会慢 慢地升高(不过这时温度变化的幅度比没省流量控制时要小得多)。随着温度的上 升，温度控制器呈现正偏差，由于温度控制器为反作用，它的输出将减小，这样 流量控制器的给定值将下降，促使流量控制器对蒸汽流量进一步进行调整。此一 过程一直进行到提馏段温度重新回到给定值时为止。这时控制阀将处于一个新的 开度上。 第二种情况：干扰来自主环。 假定从某一个时刻开始，进料量突然增大了。在这一干扰作用下，首先塔釜液位 会上升，当加热蒸汽暂时还没变的情况下，提馏段温度将会下降。这样，对温度 控制器来说，它所感受到的是负偏差，于是它的输出将增大，也就是说流量控制 器的给定值增大了，然而它的测量值暂时还没有变，于是流量控制器则感受到负 偏差，流量控制器的输出将增大。随着流量控制器输出的增大，控制阀的开度也 将增大，进入再沸器的蒸汽量将增多，提馏段的温度将慢慢回升，直到重新回到 给定值时为止。 探究式 讲授法 多媒体 演示法 板书、 互动法 提示：偏差 的定义 提问： 假如某一时 刻开始蒸汽 流量突然增 大了，此时 哪个控制器 最先感受到 偏差？ 提问： 副环动作之 后，主环如 何动作？ 提问： 进料量增大 的情况下， 那个控制器 最先感受到 偏差？主副 控制器如何 动作？ FC TC 主控制器 副控制器 控制阀 副对象 主对象 副测量变送器 主测量变送器 PC