课题6--化工简单控制系统课件

第第第第7 7 7 7章章章章 简单控制系统简单控制系统简单控制系统简单控制系统qq简单控制系统的结构与组成简单控制系统的结构与组成简单控制系统的结构与组成简单控制系统的结构与组成qq控制的目的、被控变量的选择控制的目的、被控变量的选择控制的目的、被控变量的选择控制的目的、被控变量的选择qq对象特性、控制变量的选择对象特性、控制变量的选择对象特性、控制变量的选择对象特性、控制变量的选择qq测量滞后、测量信号处理测量滞后、测量信号处理测量滞后、测量信号处理测量滞后、测量信号处理qq负荷变化、调节阀选择负荷变化、调节阀选择负荷变化、调节阀选择负荷变化、调节阀选择qq控制规律的选择控制规律的选择控制规律的选择控制规律的选择qq控制系统的投运与参数整定控制系统的投运与参数整定控制系统的投运与参数整定控制系统的投运与参数整定这一章主要回答三个问题这一章主要回答三个问题这一章主要回答三个问题这一章主要回答三个问题 1.1.1.1.控制什么？控制什么？控制什么？控制什么？2.2.2.2.拿什么来控制？拿什么来控制？拿什么来控制？拿什么来控制？3.3.3.3.通过什么方式控制？通过什么方式控制？通过什么方式控制？通过什么方式控制？第7章 简单控制系统简单控制系统的结构与组成这一章主要回答三第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述四个基本环节四个基本环节四个基本环节四个基本环节：测量量变送送环节 控制器控制器 执行器行器 被控被控对象象被控变量被控变量控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象测量变送环节测量变送环节干扰干扰偏差偏差设定值设定值选择被控变量选择被控变量选择操纵变量选择操纵变量处理测量信号处理测量信号选择调节阀选择调节阀选择控制规律选择控制规律系统投运系统投运参数整定参数整定概述概述第一节 概述四个基本环节：测量变送环节被控变量控制器执行控制器控制器(LC或或TC)执行器执行器（控制阀）（控制阀）被控对象被控对象（液位储槽或换热器）（液位储槽或换热器）测量、变送环节测量、变送环节（LT或或TT）被控变量被控变量（液位或温度）（液位或温度）干扰干扰偏差偏差设定值设定值广义对象广义对象简单控制系统方块图简单控制系统方块图载热体载热体冷流体冷流体换热器换热器温度控制系统温度控制系统液位控制系统液位控制系统常见的两种简单控制系统：常见的两种简单控制系统：常见的两种简单控制系统：常见的两种简单控制系统：控制器执行器被控对象测量、变送环节被控变量干扰偏差设定值第二节第二节 被控变量的选择被控变量的选择明确明确明确明确控制目的控制目的控制目的控制目的使生使生产过程自程自动按照按照预定的目定的目标进行，并使行，并使工工艺参数保持在参数保持在预先先规定的数定的数值上（或按上（或按预定定规律律变化）化）分析分析分析分析生产工艺生产工艺生产工艺生产工艺“关关键”变量：量：对产品的品的产量、量、质量以及生量以及生产过程的安全具有决定作用的程的安全具有决定作用的变量量确定确定确定确定被控变量被控变量被控变量被控变量两种控制两种控制类型：型：直接指直接指标控制控制和和间接指接指标控制控制当当质量指量指标信号缺少信号缺少检测手段、信号微弱、滞手段、信号微弱、滞后很大后很大时，可，可选取与直接取与直接质量指量指标有有单值对应关系而反关系而反应又快的又快的变量做量做为间接控制指接控制指标。选择被控变量选择被控变量选择被控变量选择被控变量选择被控变量选择被控变量选择操纵变量选择操纵变量处理测量信号处理测量信号选择调节阀选择调节阀选择控制规律选择控制规律系统投运系统投运参数整定参数整定概述概述第二节 被控变量的选择明确使生产过程自动按照预定的目标进行精馏过程示意图精馏过程示意图冷却水冷却水TDp进料进料 Q入入，X入入，T入入回流回流F塔底产品塔底产品塔顶产品塔顶产品QZ蒸汽蒸汽TH苯二甲苯的苯二甲苯的T-x图图TDXD%苯二甲苯的苯二甲苯的P-x图图PMPaXD%塔塔顶易易挥发组分分纯度度X XD D、塔、塔顶温度温度T TD D、塔、塔顶压力力P P三者之三者之间的关系的关系为：XXD D=f(T=f(TD D，P)P)，两个独立，两个独立变量。量。精馏塔系统的被控变量选择精馏塔系统的被控变量选择精馏塔系统的被控变量选择精馏塔系统的被控变量选择精馏过程示意图冷却水TDp进料 Q入，X入，T入回流F塔底产 要要有有代代表表性性。被被控控变量量应能能代代表表一一定定的的工工艺操操作作指指标或或能能反映工反映工艺操作状操作状态，一般都是工，一般都是工艺过程中比程中比较重要的重要的变量。量。应该独独立立可可控控。简单控控制制系系统的的被被控控变量量应避避免免和和其其他他控控制系制系统的被控的被控变量有关量有关联（耦合（耦合)关系。关系。滞滞后后要要小小。采采用用直直接接指指标作作为被被控控变量量最最直直接接也也最最有有效效。当当无无法法获得得直直接接指指标信信号号，或或其其测量量和和变送送环节滞滞后后很很大大时，可可选择与直接指与直接指标有有单值对应关系的关系的间接指接指标作作为被控被控变量。量。灵灵敏敏度度要要高高。被被控控变量量应能能被被测量量出出来来，并并具具有有足足够大大的的灵敏度。灵敏度。成成本本要要低低。选择被被控控变量量时，必必须考考虑工工艺的的合合理理性性和和国国内内仪表表产品品现状。状。被控变量选择的一般原则被控变量选择的一般原则被控变量选择的一般原则被控变量选择的一般原则 要有代表性。被控变量应能代表一定的工艺操作指标或能反映工艺操纵变量与干扰变量操纵变量与干扰变量操纵变量与干扰变量操纵变量与干扰变量 第三节第三节 操纵操纵变量的选择变量的选择变量的选择变量的选择Q入入T入入X入入QZFTH被控变量被控变量TD影响塔顶温度的各种输入示意图影响塔顶温度的各种输入示意图被控对象被控对象原原则上，上，在在诸多影响被控多影响被控变量的量的输入中入中选择一个一个对被控被控变量量影响影响显著著而且而且可控性良好可控性良好的的输入作入作为控制控制变量量后，后，其它所有未被其它所有未被选中的中的输入入则成了成了为系系统的的干干扰变量量。选择被控变量选择被控变量选择操纵变量选择操纵变量处理测量信号处理测量信号选择调节阀选择调节阀选择控制规律选择控制规律系统投运系统投运参数整定参数整定概述概述操纵变量与干扰变量 第三节 操纵变量的选择Q入T入X入QZ 精馏过程示意图精馏过程示意图冷却水冷却水TDp进料进料 Q入入，X入入，T入入回回 流流F塔底产品塔底产品塔顶产品塔顶产品QZ蒸汽蒸汽TH进料流量料流量Q Q入入不可控不可控进料成分料成分X X入入 不可控不可控进料温度料温度T T入入 不可控不可控回流流量回流流量FF可控可控 回流温度回流温度T TH H 不可控不可控加加热蒸汽流量蒸汽流量Q QZ Z 可控可控 冷凝器冷却温度冷凝器冷却温度 不可控不可控塔塔压P P不可控不可控精馏塔系统的操纵变量选择精馏塔系统的操纵变量选择精馏塔系统的操纵变量选择精馏塔系统的操纵变量选择 精馏过程示意图冷却水TDp进料 Q入，X入，T入回流F塔底控制通道控制通道干扰通道干扰通道干扰变量干扰变量控制变量控制变量被控变量被控变量干扰作用与控制作用之间的关系干扰作用与控制作用之间的关系 被控对象被控对象控制控制质量量 系系统的的过渡渡过程形式程形式超超调量、衰减比、量、衰减比、余差、余差、过渡渡时间、振、振荡周期周期对象特性象特性系系统的的输入入输出关系出关系分分为对象静象静态性性质和和对象象动态性性质考察考察对象特性象特性对控制控制质量的影响，用以量的影响，用以选择操操纵变量量对象特性对控制质量的影响对象特性对控制质量的影响对象特性对控制质量的影响对象特性对控制质量的影响控制通道干扰通道干扰变量控制变量被控变量干扰作用与控制作用之放大系数放大系数 绝对放大系数放大系数 Y Y X X Y/(YY/(YMAXMAX-Y-YMINMIN)X/(XX/(XMAXMAX-X-XMINMIN)相相对放大系数放大系数 控制通道的控制通道的稳态特性由控制通道放大系数特性由控制通道放大系数K K0 0表征表征从从控制有效性控制有效性考考虑，K K0 0应适当的大一些适当的大一些 干干扰通道的通道的稳态特性由干特性由干扰通道放大系数通道放大系数K Kf f表征表征希望希望K Kf f小一些，小一些，K Kf f越小干越小干扰变量量对被控被控变量的影响就越小量的影响就越小 操操纵变量量选择的原的原则一：当多个一：当多个输入入变量都影响被控量都影响被控变量量时，从，从稳态性性质考考虑，应该选择其中放大系数大的可其中放大系数大的可控控变量作量作为操操纵变量。量。对象稳态性质对控制质量的影响对象稳态性质对控制质量的影响对象稳态性质对控制质量的影响对象稳态性质对控制质量的影响放大系数 绝对放大系数YPOY/(YMAX-YMI对象动态性质对控制质量的影响对象动态性质对控制质量的影响对象动态性质对控制质量的影响对象动态性质对控制质量的影响控制通道控制通道时间常数常数TT0 0控制通道滞后控制通道滞后时间0 0 T T0 0小一点好，不能小一点好，不能过大，大，否否则会使控制会使控制变量的校正作用量的校正作用迟缓，超，超调量增大，量增大，过渡渡时间增增长 在在选择操操纵变量构成控制回路量构成控制回路时，应尽量避免控制尽量避免控制通道通道纯滞后滞后0 0的存在，无法避免的存在，无法避免时应使之尽可能小。使之尽可能小。A:A:A:A:无无无无纯纯滞后滞后滞后滞后时时的校正作用的校正作用的校正作用的校正作用B:B:B:B:有有有有纯纯滞后滞后滞后滞后时时的校正作用的校正作用的校正作用的校正作用C:C:C:C:不受控下的不受控下的不受控下的不受控下的输输出曲出曲出曲出曲线线D:D:D:D:无无无无纯纯滞后滞后滞后滞后时时的的的的输输出曲出曲出曲出曲线线E:E:E:E:有有有有纯纯滞后滞后滞后滞后时时的的的的输输出曲出曲出曲出曲线线对象动态性质对控制质量的影响控制通道时间常数 T0控制通道滞干干扰通道通道时间常数常数TTf fT Tf f越大越好，干扰对被控变量的影响越缓慢，越有利于越大越好，干扰对被控变量的影响越缓慢，越有利于改善控制质量改善控制质量 干扰通道纯滞后干扰通道纯滞后f f的影响的影响无纯滞后无纯滞后有纯滞后有纯滞后干干扰通道滞后通道滞后时间f f 干扰通道的纯滞后干扰通道的纯滞后f f不会影不会影响控制质量响控制质量 干扰通道时间常数 TfTf越大越好，干扰对被控变量的影响越缓操纵变量的选择原则操纵变量的选择原则操纵变量的选择原则操纵变量的选择原则 操操纵变量量应是是可控可控的，即工的，即工艺上允上允许调节的的变量。量。操操纵变量量一一般般应比比其其他他干干扰对被被控控变量量的的影影响响更更加加灵灵敏敏。为此此，应通通过合合理理选择操操纵变量量，使使控控制制通通道道的的放放大大倍倍数数适适当当大大、时间常常数数适适当当小小(但但不不宜宜过小小，否否则易易引引起起振振荡)、纯滞滞后后时间尽尽量量小小。为使使其其他他干干扰对被被控控变量量的的影影响响尽尽可可能能小小，应使干使干扰通道的放大系数尽可能小、通道的放大系数尽可能小、时间常数尽可能大。常数尽可能大。在在选择操操纵变量量时，除除了了从从自自动化化角角度度考考虑外外，还要要考考虑工工艺的的合合理理性性与与生生产的的经济性性。一一般般说来来不不宜宜选择生生产负荷荷作作为控控制制变量量，因因为生生产负荷荷直直接接关关系系到到产品品的的产量量，是是不宜不宜经常波常波动的。的。操纵变量的选择原则 操纵变量应是可控的，即工艺上允许调节的根据稳态性质选择操纵变量根据稳态性质选择操纵变量根据稳态性质选择操纵变量根据稳态性质选择操纵变量 薄板冷却器薄板冷却器热物料冷物料TTFTLC液氨液氨PT气氨气氨液氨储罐氨直冷式薄板冷却系统示意图氨直冷式薄板冷却系统示意图被控被控变量量：物料出口温度：物料出口温度 待待选的操的操纵变量：量：热物料温度物料温度 热物料的流量物料的流量液氨的流量液氨的流量气氨的回气气氨的回气压力力 热物料流量物料流量F F对冷物料出口温度冷物料出口温度T T的放大系数的放大系数为：气氨回气气氨回气压力力P P对冷却器物料出口温度冷却器物料出口温度T T的放大系数的放大系数为：根据稳态性质选择操纵变量 热物料冷物料TTFTLC液氨液氨P选择被控变量选择被控变量选择操纵变量选择操纵变量处理测量信号处理测量信号选择调节阀选择调节阀选择控制规律选择控制规律系统投运系统投运参数整定参数整定概述概述第四节第四节第四节第四节 控制器控制器控制器控制器控制规律的选择控制规律的选择控制规律的选择控制规律的选择常用的几种控制规律常用的几种控制规律常用的几种控制规律常用的几种控制规律 位式控制位式控制 适适用用于于对控控制制质量量要要求求不不高高，被被控控对象象是是单容容量量的的、且且容容量量较大大、滞滞后后较小小、负荷荷变化化不不大大也也不不太太激激烈烈，工工艺允允许被被控控变量波量波动范范围较宽的的场合。合。比例控制比例控制 优点：比例控制克服干点：比例控制克服干扰能力能力强、控制及、控制及时、过渡渡时间短。短。缺点：在缺点：在过渡渡过程程终了了时存在余差存在余差 适适用用于于控控制制通通道道滞滞后后较小小、负荷荷变化化不不大大、工工艺允允许被被控控变量存在余差的量存在余差的场合。合。选择被控变量选择操纵变量处理测量信号选择调节阀选择控制规律系 比例微分控制比例微分控制 优点点：利利用用微微分分超超前前的的作作用用，在在被被控控对象象具具有有较大大滞滞后后的的场合下，将会有效地改善担制合下，将会有效地改善担制质量。量。缺缺点点：有有可可能能会会使使系系统产生生振振荡，严重重时使使系系统失失控控而而发生事故。生事故。比例积分微分控制比例积分微分控制 比比例例积分分微微分分控控制制综合合了了比比例例、积分分、微微分分控控制制规律律的的优点。适用于容量滞后点。适用于容量滞后较大、大、负荷荷变化大、控制要求高的化大、控制要求高的场合。合。比例比例积分控制分控制 优点：系点：系统在在过渡渡过程程结束束时无余差无余差 缺缺点点：系系统的的超超调量量、振振荡周周期期都都会会相相应增增大大，过渡渡时间也会相也会相应增加。增加。适适用用于于控控制制通通道道滞滞后后较小小、负荷荷变化化不不大大、工工艺不不允允许被被控控变量存在余差的量存在余差的场合。合。比例微分控制 比例积分微分控制 比例积分控制控制器正、反作用的选择控制器正、反作用的选择控制器正、反作用的选择控制器正、反作用的选择 保保证整个控制系整个控制系统形成形成负反反馈。在控制系在控制系统中，控制器、被控中，控制器、被控对象、象、测量元件及量元件及执行器行器都有各自的作用方向，一般被控都有各自的作用方向，一般被控对象、象、测量元件及量元件及执行器行器的作用方向是固定的，因此的作用方向是固定的，因此为了使系了使系统构成构成负反反馈，应对控制器的正反作用控制器的正反作用进行行调整。整。所所谓作作用用方方向向，就就是是指指输入入变化化后后，输出出的的变化化方方向向。当当输入入增增加加时，输出出也也增增加加，则称称该环节为“正正作作用用”方方向向；反反之之，当当环节的的输人人增增加加时，输出出减减小小，则称称该环节为“反作用反作用”方向。方向。何何谓“正正”、“反反”作用？作用？控制器正控制器正 反作用反作用选择的基本原的基本原则控制器正、反作用的选择 保证整个控制系统形成负反馈。控制器正控制器正 反作用反作用选择的步的步骤1 1、判断被控、判断被控对象的正反作用方向，由工象的正反作用方向，由工艺机理确定机理确定；2 2、判判断断执行行器器的的正正反反作作用用方方向向，由由工工艺安安全全条条件件选定定，其其选择原原则是是：控控制制信信号号中中断断时，应保保证设备和和操操作作人人员的的安全；安全；3 3、确确定定广广义对象象的的正正反反作作用用方方向向，一一般般测测量量变变送送环环节节为为正正作作用用方方向向，根根据据被被控控对象象和和执行行器器的的作作用用方方向向，确确定定广广义对象的正反作用方向；象的正反作用方向；4 4、确确定定控控制制器器的的正正反反作作用用方方向向，广广义对象象正正作作用用方方向向，则控制器控制器应选择为反作用，反之亦然。反作用，反之亦然。被控变量被控变量控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象测量变送环节测量变送环节干扰干扰偏差偏差设定值设定值广义对象广义对象控制器正 反作用选择的步骤1、判断被控对象的正反作用方向，由燃料气TC加热炉出口温度控制加热炉出口温度控制控制器正控制器正 反作用反作用选择的的实例例液位控制液位控制燃料气TC加热炉出口温度控制控制器正 反作用选择的实例液位控选择被控变量选择被控变量选择操纵变量选择操纵变量处理测量信号处理测量信号选择调节阀选择调节阀选择控制规律选择控制规律系统投运系统投运参数整定参数整定概述概述第五节第五节第五节第五节 控制系统的投运与参数整定控制系统的投运与参数整定控制系统的投运与参数整定控制系统的投运与参数整定 控制系统的投运控制系统的投运控制系统的投运控制系统的投运（1 1）熟熟悉悉被被控控对象象和和整整个个控控制制系系统，检查所所有有仪表表及及连接接管管线、气气管管线、电源源、气气源源等等，以以保保证接接线的的正正确确性性，及及故障故障时能及能及时确定故障原因；确定故障原因；（2 2）根根据据经验或或估估算算比比例例度度、积分分时间T TI I和和微微分分时间T TD D的的数数值，或或将将控控制制器器放放在在纯比比例例作作用用，比比例例度度放放在在较大大位位置；置；（3 3）确确认控控制制阀的的气气开开、气气关关作作用用；确确认控控制制器器的的正正、反反作用；作用；（4 4）手手动操操作作执行行器器，待待工工况况稳定定后后，将将控控制制器器由由手手动状状态切切换到自到自动状状态，控制系，控制系统由开由开环控制控制变为闭环控制。控制。初初步步投投运运过程程基基本本结束束。但但控控制制系系统的的过渡渡过程程不不一一定定满足足要要求求，需需要要进一一步步整整定定比比例例度度、积分分时间T TI I和和微微分分时间T TD D三个参数。三个参数。选择被控变量选择操纵变量处理测量信号选择调节阀选择控制规律系控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定控制器参数的工程整定 就是按照已定的控制方案，求取使控制就是按照已定的控制方案，求取使控制质量最好的控制量最好的控制器参数器参数值。即确定最合适的控制器比例度。即确定最合适的控制器比例度、积分分时间T TI I和和微分微分时间T TD D，使控制，使控制质量能量能满足工足工艺生生产的要求。的要求。对于于简单控制系控制系统来来说，一般希望，一般希望过渡渡过程呈程呈4:14:1至至10:110:1的衰减振的衰减振荡过程。程。什么是什么是“参数整定参数整定”？yt4:1yt10:1参数整定方法：理参数整定方法：理论计算、工程整定（又叫算、工程整定（又叫经验整定方法，整定方法，分分为临界比例度法、衰减曲界比例度法、衰减曲线法、法、经验凑凑试法）法）控制器参数的工程整定 就是按照已定的控制方案，求取使控制1、临界比例度法界比例度法先将控制器放在先将控制器放在纯比例作用，在干比例作用，在干扰作用下，从大到小作用下，从大到小地逐地逐渐改改变控制器的比例度，直至系控制器的比例度，直至系统产生等幅振生等幅振荡，这时的比例度称的比例度称为临界比例度界比例度K K，周期称，周期称为临界振界振荡周期周期TkTk。然后按表中的然后按表中的经验公式公式计算出控制器的各参数整定数算出控制器的各参数整定数值。Tkttfy临界振荡过程临界振荡过程临界比例度法参数计算公式临界比例度法参数计算公式控制作用控制作用比例度比例度%积分时间积分时间(min)微分时间微分时间(min)比例比例2K 比例积分比例积分2.2K 0.85Tk 比例微分比例微分1.8K 0.85Tk 比例积分微分比例积分微分1.7K 0.5Tk 0.125Tk 注意：注意：当不存在当不存在临界比例度、界比例度、临界比例度界比例度过小、不允小、不允许等幅振等幅振荡时，该方法不适用。方法不适用。1、临界比例度法 先将控制器放在纯比例作用，在干扰作用下，2、衰减曲、衰减曲线法法将控制器放在将控制器放在纯比例作用，在干比例作用，在干扰作用下，从大到小地作用下，从大到小地逐逐渐改改变控制器的比例度，直至系控制器的比例度，直至系统出出现4 4：1 1衰减比衰减比为止，止，这时的比例度称的比例度称为衰减比例度衰减比例度S S，周期称，周期称为衰减周期衰减周期TsTs。然后按表中的然后按表中的经验公式公式计算出控制器的各参数整定数算出控制器的各参数整定数值。控制作用控制作用比例度比例度%积分时间积分时间(min)微分时间微分时间(min)比例比例S 比例积分比例积分1.2S 0.5Ts 比例积分微分比例积分微分0.8S 0.3Ts 0.1Ts 4:1衰减法参数计算公式表衰减法参数计算公式表 fytTst4:12、衰减曲线法 将控制器放在纯比例作用，在干扰作用下，从大控制作用控制作用比例度比例度%积分时间积分时间(min)微分时间微分时间(min)比例比例S 比例积分比例积分1.2S 2T升升 比例积分微分比例积分微分0.8S 1.2T升升 0.4 T升升 10:1衰减法参数计算公式表衰减法参数计算公式表 ytT升升ft10:1采用衰减曲采用衰减曲线法必法必须注意以下几点：注意以下几点：(1)(1)加的干加的干扰幅幅值不能太大，一般不能太大，一般为额定定值的的5 5左右左右;(2)(2)必必须在在工工艺参参数数稳定定情情况况下下才才能能施施加加干干扰，否否则得得不不到正确的到正确的S S、TsTs、T T升升。(3)(3)对于反于反应快的系快的系统，如流量、管道，如流量、管道压力和小容量的液力和小容量的液位控制等，要在位控制等，要在记录曲曲线上上严格得到格得到4 4：1 1衰减曲衰减曲线比比较困困难。一般以被控一般以被控变量来回波量来回波动两次达到两次达到稳定，就可以近似地定，就可以近似地认为达到达到4 4：1 1衰减衰减过程了。程了。控制作用比例度%积分时间(min)微分时间(min)比例S3、经验凑凑试法法被控被控对象象对象特性象特性 比例度比例度 积分分时间(min)(min)微分微分时间(min)(min)流量流量 对象象时间常数小，参数有波常数小，参数有波动，要大，要大，T TI I要短，不用要短，不用微分微分 4040100100 0.30.3110.50.50.30.3温度温度 对象容量滞后大，参数象容量滞后大，参数变化化迟缓，应小，小，T TI I要要长，一，一般需加微分般需加微分 202060603 31010压力力 对象容量滞后不大，一般不象容量滞后不大，一般不用微分用微分 303070700.40.433液位液位 对象象时间常数范常数范围较大，大，应在一定范在一定范围内内选取，一般取，一般不用微分不用微分 202080800.40.433“看曲看曲线，调参数参数”3、经验凑试法被控对象对象特性 比例度 积分时间(min)比例度比例度过小、小、积分分时间过小或微分小或微分时间过大，都会大，都会产生周生周期性的激烈振期性的激烈振荡。但是，。但是，积分分时间过小引起的振小引起的振荡，周期，周期较长；比例度；比例度过小引起的振小引起的振荡，周期，周期较短；微分短；微分时间过大大引起的振引起的振荡周期最短周期最短三种振荡曲线比较图三种振荡曲线比较图比比例例度度、积积分分时时间间过过大大比较图比较图被控变量被控变量比例度比例度过大或大或积分分时间过大，都会使大，都会使过渡渡过程程变化化缓慢，慢，一般来一般来说，比例度，比例度过大，曲大，曲线波波动较剧烈、不烈、不规则地、地、较大幅度地偏离大幅度地偏离给定定值，形状像波浪般起伏，形状像波浪般起伏变化，如化，如图曲曲线a a所示。如果曲所示。如果曲线通通过非周期的不正常路径，慢慢地回复非周期的不正常路径，慢慢地回复到到给定定值，这说明明积分分时间过大，如大，如图曲曲线b b所示。所示。比例度过小、积分时间过小或微分时间过大，都会产生周期性的激烈第一个问题：控制什么？第一个问题：控制什么？第一个问题：控制什么？第一个问题：控制什么？答：控工艺要求的指标答：控工艺要求的指标答：控工艺要求的指标答：控工艺要求的指标具体分为两种情况：具体分为两种情况：具体分为两种情况：具体分为两种情况：1.1.1.1.工艺要求的指标可以直接在线测量工艺要求的指标可以直接在线测量工艺要求的指标可以直接在线测量工艺要求的指标可以直接在线测量 直接控制这个指标就可以了（直接指标控制）直接控制这个指标就可以了（直接指标控制）直接控制这个指标就可以了（直接指标控制）直接控制这个指标就可以了（直接指标控制）2.2.2.2.工艺要求的指标工艺要求的指标工艺要求的指标工艺要求的指标不不不不可以直接在线测量可以直接在线测量可以直接在线测量可以直接在线测量 寻找一个于工艺指标有明显的对于关系，且可以测量的另一个间接指标，寻找一个于工艺指标有明显的对于关系，且可以测量的另一个间接指标，寻找一个于工艺指标有明显的对于关系，且可以测量的另一个间接指标，寻找一个于工艺指标有明显的对于关系，且可以测量的另一个间接指标，通过控制间接指标来达到控制工艺指标的目的（间接指标控制）通过控制间接指标来达到控制工艺指标的目的（间接指标控制）通过控制间接指标来达到控制工艺指标的目的（间接指标控制）通过控制间接指标来达到控制工艺指标的目的（间接指标控制）例如：精馏塔的组分是不能直接在线测量的，通过分析可以发现，当压力恒例如：精馏塔的组分是不能直接在线测量的，通过分析可以发现，当压力恒例如：精馏塔的组分是不能直接在线测量的，通过分析可以发现，当压力恒例如：精馏塔的组分是不能直接在线测量的，通过分析可以发现，当压力恒定的时候，组分与温度存在单值对应关系；或者温度恒定的时候，组分与压定的时候，组分与温度存在单值对应关系；或者温度恒定的时候，组分与压定的时候，组分与温度存在单值对应关系；或者温度恒定的时候，组分与压定的时候，组分与温度存在单值对应关系；或者温度恒定的时候，组分与压力存在单值对应关系，根据力存在单值对应关系，根据力存在单值对应关系，根据力存在单值对应关系，根据P173P173P173P173中的分析，最终可以确定：中的分析，最终可以确定：中的分析，最终可以确定：中的分析，最终可以确定：固定压力，固定压力，固定压力，固定压力，通过控制温度来间接控制组分通过控制温度来间接控制组分通过控制温度来间接控制组分通过控制温度来间接控制组分是合理的是合理的是合理的是合理的第一个问题：控制什么？答：控工艺要求的指标具体分为两种情况：第二个问题：拿什么控制？第二个问题：拿什么控制？第二个问题：拿什么控制？第二个问题：拿什么控制？答：拿一个对被控变量影响较显答：拿一个对被控变量影响较显答：拿一个对被控变量影响较显答：拿一个对被控变量影响较显著的变量来控。著的变量来控。著的变量来控。著的变量来控。K K K K大一些，大一些，大一些，大一些，T T T T小一些，小一些，小一些，小一些，最好为最好为最好为最好为0 0 0 0测量仪表的选用和安装：测量仪表的选用和安装：测量仪表的选用和安装：测量仪表的选用和安装：量程、材质、精度等满足工艺要求量程、材质、精度等满足工艺要求量程、材质、精度等满足工艺要求量程、材质、精度等满足工艺要求 测量仪表本身要反应快测量仪表本身要反应快测量仪表本身要反应快测量仪表本身要反应快 应选择有代表性位置进行安装应选择有代表性位置进行安装应选择有代表性位置进行安装应选择有代表性位置进行安装 仪表安装时所用的辅助装置不应带来较大的测量滞后仪表安装时所用的辅助装置不应带来较大的测量滞后仪表安装时所用的辅助装置不应带来较大的测量滞后仪表安装时所用的辅助装置不应带来较大的测量滞后(至少要满足要求至少要满足要求至少要满足要求至少要满足要求)执行器的选用和安装：执行器的选用和安装：执行器的选用和安装：执行器的选用和安装：口径（流通能力）、材质、结构形式、正反作用、流量特性等满足要求口径（流通能力）、材质、结构形式、正反作用、流量特性等满足要求口径（流通能力）、材质、结构形式、正反作用、流量特性等满足要求口径（流通能力）、材质、结构形式、正反作用、流量特性等满足要求 本身反应快（气信号不要进行远距离传输、必要时可以采用电气转换器、本身反应快（气信号不要进行远距离传输、必要时可以采用电气转换器、本身反应快（气信号不要进行远距离传输、必要时可以采用电气转换器、本身反应快（气信号不要进行远距离传输、必要时可以采用电气转换器、阀门定位器）阀门定位器）阀门定位器）阀门定位器）阀门安装位置应尽可能靠近被控设备（二者中间不能有很长的工艺管路，阀门安装位置应尽可能靠近被控设备（二者中间不能有很长的工艺管路，阀门安装位置应尽可能靠近被控设备（二者中间不能有很长的工艺管路，阀门安装位置应尽可能靠近被控设备（二者中间不能有很长的工艺管路，否则会人为增大广义对象的纯滞后）否则会人为增大广义对象的纯滞后）否则会人为增大广义对象的纯滞后）否则会人为增大广义对象的纯滞后）第二个问题：拿什么控制？答：拿一个对被控变量影响较显著的变量第三个问题：以什么方式控制？第三个问题：以什么方式控制？第三个问题：以什么方式控制？第三个问题：以什么方式控制？答：没有标准答案答：没有标准答案答：没有标准答案答：没有标准答案（选择合适的调节规律）（选择合适的调节规律）（选择合适的调节规律）（选择合适的调节规律）最常用的调节规律：最常用的调节规律：最常用的调节规律：最常用的调节规律：位式控制、位式控制、位式控制、位式控制、P P P P、PIPIPIPI、PDPDPDPD、PIDPIDPIDPID（需要充分理解各种调节规律的特点和适用场合）（需要充分理解各种调节规律的特点和适用场合）（需要充分理解各种调节规律的特点和适用场合）（需要充分理解各种调节规律的特点和适用场合）后续问题：如何整定后续问题：如何整定后续问题：如何整定后续问题：如何整定PIDPIDPIDPID参数？参数？参数？参数？答：临界比例度法经验答：临界比例度法经验答：临界比例度法经验答：临界比例度法经验 衰减曲线法经验衰减曲线法经验衰减曲线法经验衰减曲线法经验 经验凑试法经验凑试法经验凑试法经验凑试法最好的方法就是最好的方法就是最好的方法就是最好的方法就是“经验经验经验经验”第三个问题：以什么方式控制？答：没有标准答案最常用的调节规律