化工仪表及自动化第6章简单控制系统设计.ppt

【简单控制系统设计】在化工仪表及自动化领域，第六章主要探讨的是简单控制系统的构建与设计。简单控制系统由四个核心组成部分构成：被控对象、测量变送装置、控制器和执行器，形成一个闭合的控制回路。在这些系统中，控制器依据被控变量的实际值与设定值之间的偏差进行调整，以实现对系统的精确控制。 被控变量的选择至关重要，因为它直接影响到生产过程的稳定性和产品质量。被控变量可以分为直接指标和间接指标两类，前者直接反映生产过程的状态，后者则是通过与直接指标的单值对应关系来间接指示工艺状态。在精馏等化工过程中，由于压力的稳定性对效率和经济性至关重要，通常会选择温度作为被控变量，因为压力固定时，温度与组分间存在单值对应关系，且温度具有较好的灵敏度。 选择被控变量时，需遵循以下原则： 1. 变量应反映关键的工艺指标，对生产有直接影响。 2. 变量容易受到干扰，需要频繁调节以维持稳定。 3. 尽可能选取直接指标，若无法实现，选择与之有单值对应关系的间接指标。 4. 变量必须可测量且灵敏度高。 5. 考虑工艺的合理性以及现有仪表技术的能力。 6. 被控变量应独立可控，不受其他因素过多影响。 除了被控变量的选择，设计简单控制系统时还需关注操纵变量的确定。操纵变量是系统用来影响被控变量的手段，它的选择同样基于工艺需求和系统响应的快速性。控制器的控制规律和参数整定也是设计过程中的关键环节，常见的方法包括临界比例度法、衰减曲线法和经验凑试法，它们用于确保控制器能够有效地减少偏差，使系统稳定运行。 临界比例度法是一种通过逐渐增大控制器的比例度，直到系统出现振荡，然后记录此时的比例度作为参考，以确定合适的控制器参数。衰减曲线法则通过观察系统在阶跃扰动下的衰减比例来调整控制器参数，以达到期望的系统响应。经验凑试法则依赖于工程师的经验，通过不断尝试调整控制器参数，直到获得满意的系统性能。 简单控制系统的成功设计涉及被控变量的合理选择、操纵变量的恰当设定，以及控制器参数的有效整定，这些都是保证化工生产过程安全、高效、稳定的基石。在实际应用中，需要综合考虑工艺条件、仪表性能和控制理论，以实现最佳的控制效果。