过程控制工程复习内容.doc

第一章单回路反馈控制系统1.单回路反馈控制系统由四个基本环节组成，被控对象（对象）或被控过程（过程）、测量变送装置、控制器和控制阀。2.为了设计好一个单回路控制系统，需要：正确地选择被控变量和操纵变量；正确地选择控制阀开闭形式及其流量特性；正确地选择控制器的类型及其正反作用；正确地选择测量变送装置。3.选择被控变量的原则：尽量选择质量指标选择有单值对应关系的间接指标应当具有足够大的灵敏度考虑到工艺的合理要求和国内外仪表生产的现状。4.干扰通道特性：放大倍数Kf，越小越好。时间常数Tf，越大越好。纯滞后f，没有影响。5.控制通道特性：放大倍数Ko，越大越好。时间常数To，小一点就好。纯滞后o，越小越好。纯滞后之影响相频曲线，不影响幅频曲线。6.操纵变量的选择：必须是可控的。KoKf干扰通道时间常数越大越好，而控制通道时间常数应适当小一些，但不易过小。o越小越好应尽量使干扰点远离被控变量而靠近控制阀。还需考虑到工艺的合理性。7.控制阀的开闭选择：要从生产安全出发从保证产品质量出发从降低原料、成品、动力损耗来考虑从介质的特点考虑。8.克服测量滞后的方法：选择惰性小的快速测量元件，以减小时间常数。选择合适的测量点位置，以减小纯滞后。使用微分单元，以克服测量环节的容量滞后。9.控制器参数对系统动态误差的影响：比例放大倍数Kc，增大，余差减小，稳定性下降；积分时间Ti，越小，消除余差的能力越强，系统越趋向于不稳定；微分时间TD，越大，消除容量滞后的能力越强。10. 临界比例度法衰减曲线法反应曲线法。11.控制阀类型：线性特性、对数特性和快开特性。12.阀门定位器的作用：消除控制阀膜头和弹簧的不稳定以及各运动部件的干摩擦，从而提高控制阀的精度和可靠性，实现准确定位增大执行机构的输出功率，减小系统的传递滞后，加快阀杆移动速度改变控制阀的流量特性利用阀门定位器可将控制器输出信号分段，以实现分程控制。第二章串级控制系统1.单回路控制系统最少有3个仪表（1个控制器，1个变送器，1个阀门），串级控制系统最少有5个仪表（2个控制器，2个变送器，1个阀门）。压力检测表放在后面，流量检测表随便放在哪里。2.串级控制系统中主副控制器正、反作用的选择。副回路有副环决定；主回路时，副回路为正。主控制器控制规律PI或PID。副控制器控制规律P。3.串级控制系统的优点：使系统的工作频率提高具有较强的抗干扰能力具有一定的自适应能力。4.串级控制系统副回路的设计原则：使系统的主要干扰包含在副环内在可能的情况下应使副环包含更多一些干扰当对象具有非线性环节时，应使非线性环节处于副环之中当对象具有较大纯滞后时，应使副回路尽量少包括或不包括纯滞后考虑主副对象的时间常数，以防“共振”发生考虑主副对象的关联问题副回路需考虑到方案的经济性合工艺的合理性。第三章比值控制系统1.比值控制系统的类型：开环比值控制系统、单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。其它类型：变比值控制系统、串级和比值控制组合的系统。2. 双闭环比值控制系统的优点：总物料稳定提降负荷方便适用于主流量不稳定且工艺不允许总量波动的场合仪表多常用2套单回路控制系统替代需防“共振”3. K=K*F1max/F2maxIo=16K+4流量比值K是流量的比值，它们可以同为质量流量、体积流量或折算为标准情况下的流量。比值系数K是设置于比值函数模块或比值控制器中的参数。流量比值与设置于仪表的比值系数是两个不同的概念，它们都为无量纲系数，但两者的数值是不等的。4.乘法器比值设置调整的步骤：先由工艺规定的两物料的流量比值K视测量变送的仪表特性，正确算出比值系数K由K值进一步计算出Io把恒流给定器的输出调整到上述计算值。K在01，最佳的K等于1。5.除法器比值 K在01或1，最佳的K为0.5。6.主动量从动量的选择：总是把主要物料定位主物料一种物料可控，另一种不可控，则不可控为主物料一种供应不足，另一种供应不成问题，则供应不足为主物料把失控后减量或易产生安全事故的为主物料。第四章均匀控制系统1.均匀控制系统的特点：结构上无特殊性；参数应变化，而且应是缓慢地变化；参数应限定在允许范围内变化。2.均匀控制系统结构形式：简单均匀控制、串级均匀控制、双冲量均匀控制。第五章前馈控制系统(开环)1.前馈与反馈系统的比较：控制类型回路控制的依据检测的信号规律控制作用的发生时间范围反馈控制闭环偏差被控变量PID偏差出现后一对多前馈控制开环干扰干扰量专用偏差出现前多对一第六章选择性控制系统1.硬保护措施和软保护措施。2. 选择性控制系统的类型：开关型选择性控制系统。、连续型选择性控制系统（高位器和低位器）和混合型选择性控制系统。3.积分饱和的产生（控制不及时）：控制器有积分作用控制器处于开环状态偏差信号的长期存在。使控制不及时，控制质量变差。抗积分饱和措施：限幅法积分切除法。第七章分程及阀位控制系统1.两阀气开 / /，两阀气闭 ；气开气闭 / ，气闭气开 /2.分程控制的应用场合：扩大控制阀可调范围，改善控制品质用于控制两种不同的介质，以满足工艺生产的要求用作生产安全防护措施3.阀位控制系统第十章流体输送设备的控制1.单元操作主要有流体输送过程、传热过程、传质过程和化学反应过程。一般来说，主要从四个方面考虑：物料平衡控制能量平衡控制质量控制约束条件控制。2.输送流体和提高其压力的机械称为泵，输送气体并提高其压力的机械称为风机和压缩机。3.泵按作用原理可分为往复泵、旋转泵和离心泵三种。根据泵的特性可分为离心泵和容积泵。4.离心泵的控制方案：直接节流法（气缚是指由于hv的存在，使泵的入口压力下降，从而可能使液体部分汽化，造成泵的出口压力下降，排量降低甚至到零，离心泵的正常运行遭到破坏；汽蚀是指由于hv的存在，造成部分汽化的气体到达派出端时，因受到压缩而重新凝聚成液体，对泵内的机件会产生冲击，将损伤泵壳与叶轮。直接节流阀必须安装在离心泵的出口管线上。）改变泵的转速n改变旁路回流量。（机械效率低可采用小口径阀）5.与往复式压缩机相比，离心泵具有如下优点：体积小，重量大，流量大运行率高，易损件少，维修简单供气均匀，运转平稳，气量控制的变化范围广压缩机的润滑油不会污染被输送的气体有较好的经济性能。6.离心式压缩机需要以下自控系统：气量控制系统防喘振控制系统压缩机的油路控制系统压缩机主轴的轴向推力。7.喘振现象：当负荷低于某一定值时，气体的正常输送遭到破坏，气体的排出量时多时少，忽进忽出，发生强烈震荡，并发出如同哮喘病人“喘气”的噪声。8.防喘振控制系统：固定极限流量防喘振控制可变极限流量防喘振控制。第十一章传热设备的控制1.传递方式：热传导、对流和热辐射。2.按两种液体的接触关系来分：直接接触式、间壁式和蓄热式。按结构形式来分：列管式、蛇管式、夹套式和套管式。3进行传热的目的：使工艺介质达到规定的温度使工艺介质改变相态回收热量4.换热器的控制：控制载热体流量工艺介质的旁路控制。蒸汽加热器的控制：控制载热剂蒸汽的流量控制冷凝液排量。冷凝冷却器的控制：控制载热剂流量控制气氨排量。5.锅炉设备有以下主要控制系统：锅炉汽包水位控制。被控变量是汽包水位，操纵变量是给水流量。锅炉燃烧系统的控制。被控变量是蒸汽压力（负荷）、烟气成分（经济燃烧指标）和炉膛负压。操纵变量是燃料量、送风量和引风量。过热蒸汽系统的控制。被控变量是过热蒸汽温度。操纵变量是减温器的喷水量。锅炉水处理过程的控制。6.汽包水位是锅炉运行的重要标志，保持水位在一定范围是保证锅炉安全运行的首要条件。虚假水位：当蒸汽量加大时，锅炉的给水量小于蒸发量，但在一开始，水位不仅不下降反而迅速上升，然后下降。7.单冲量控制系