串级控制系统基础

串级控制系统基础串级控制系统-两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给 定值的系统。例：加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统1. 基本概念即组成结构串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过 程构成。一次扰动：作用在主被控过程上的， 而不包括在副回路范围内的扰动。二次扰动：作用在副被控过程上的，即包括在副回路范围内的扰动。2. 串级控制系统的工作过程当扰动发生时，破坏了稳定状态，调节器进行工作。根据扰动施加点的位置不同，分种情况进行分析：* 1 ）扰动作用于副回路*2 ）扰动作用于主过程*3 ）扰动同时作用于副回路和主过程分析可以看到：在串级控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。副调节器具有粗调”的作用，主调节器具有 细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。3. 系统特点及分析*改善了过程的动态特性，提高了系统控制质量。*能迅速克服进入副回路的二次扰动。*提高了系统的工作频率。*对负荷变化的适应性较强4. 工程应用场合*应用于容量滞后较大的过程*应用于纯时延较大的过程*应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程*应用于参数互相关联的过程*应用于非线性过程5. 系统设计*主参数的选择和主回路的设计*副参数的选择和副回路的设计*控制系统控制参数的选择*串级控制系统主、副调节器控制规律的选择*串级控制系统主、副调节器正、反作用方式的确定串级控制是一种复杂控制系统，它根据系统结构命名，是由两个或以上的控制器（主环、副环、次副环）串联连接组成，一个控制器的输出作为另一个控制器的设定值，每一个回路中都有一个属于自己的调节器和控制对象。主回路中的调节器称为主调节器，作为系统的主被控变量， 又称主对象；副回路中的调节器称副调节器，控制对象为副被控变量，又称副对象，它的输出是一个辅助的控制变量。串级控制回路系统增加了副回路，使性能得到改善，表现在以下几个方面：1. 能迅速克服进入副回路扰动的影响。定性分析：当扰动进入副回路后，首先，副被控变量检测到扰动的影响， 并通过副回路的定值作用及时调节操纵变量， 使副被控变量回复到副 设定值，从而使扰动对主被控变量的影响减少。 即副环回复对扰动进行粗调， 主环回路对扰 动进行细调。因此，串级控制系统能够迅速克服进入副环扰动的影响，并使系统余差大大减小。2. 串级控制系统可以串级控制、主控和副控等多种控制方式，主控方式是切除副回路，以主被控变量作为被控变量的单回路控制；副控方式是切除主回路，以副被控变量作为被控变量的单回路控制。因此， 在串级控制系运行过程中，如果某些部件发生故障可灵活地进行 切换；减少对生产过程的影响。汽包水位汽包J给水液鐘压力启动给水调节阀主给水墟节阀dcbTnlift1Fch)1aMTn主蒸汽流量锅炉给水调节系统在低负荷时采用单冲量调节系统。为克服虚假水位”现象对给水调节系统造成的不利影响，在蒸汽参数稳定、给水流量允许的情况下给水调节系统可自动或手动切换 到三冲量调节系统。负荷大于30%时一般采用由汽包水位、给水流量和蒸汽流量组成的三冲量串级调节系统来调节给水阀，以使汽包水位满足机组运行要求。在给水调节三冲量调节系统中汽包水位信号经汽包压力补偿后作为主调的输入，蒸汽流量信号经温度、压力修正后与给水流量信号一起作为副调的反馈输入。给水流量为加入喷水流量信号后的总给水流量。无论是单冲量调节系统还是三冲量调节系统，测量汽包水位的变送器均为三重冗余。经过压力补偿后的汽包水位信号采取三取中的处理方法，当至少有一路水位信号故障时也可由运行人员决定采用哪路信号进行调节运算。为保证给水自动调节系统的有效工作，针对不同负荷、不同水位偏差值及水位偏差的变化情况从多组PID参数中选择一组参数进行调节。在异常情况下系统自动切至手动操作。