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油气
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油气储运系统自动化培训PPT,油气,储运,系统,自动化,培训,PPT
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第第十十三三章章第第十十三三章章简简单单控控制制系系统统简简单单控控制制系系统统第一节 简单控制系统组成和特点第二节 简单控制系统的设计第?节 控制系统的投?第一节 简单控制系统组成和特点SVDVMvq被控变量y执行器对 象测量变?器控制器PV干扰作用D为-变?器? 简单控制系统，又?单回路负反馈控制系统，是指由一个测量变?器?一个控制器?一个执行器和一个被控对象组成的单回路闭?负反馈控制系统?第一节 简单控制系统组成和特点SVDVMVq被控变量y执行器对 象测量变?器控制器PV干扰作用D为-? 简单控制系统是按负反馈的原理，?据偏差进行工作的，组成自动化装置各?节的设备数量均?一个，它们?被控对象有机地构成一个闭?系统? 简单控制系统特点?有结构简单?工作可靠?所需自动化工?少?投资成本?便于操作和维护等优点，是目前应用最多也是最?成熟的过程控制系统?第第十十四四章章第第十十四四章章简简单单控控制制系系统统简简单单控控制制系系统统第一节 简单控制系统组成和特点第二节 简单控制系统的设计第?节 控制系统的投?第二节简单控制系统的设计一?设计的内容二?被控变量的选择?操纵变量的选择四?执行器的选择五?控制器的选择一?设计内容SVDVMv操纵变量被控变量执行器被控对象控制器为-PID参数如何选择流量特性？气开?气关？如何选择如何选择测量变?器PV-测量仪表如何选择如何构成负反馈一?设计内容?控制方案设计设计的?心? 选择被控变量?操纵变量? 选择测量元件及变?器? 选择控制器?执行器?显示仪表和?它仪表? 选择控制器?执行器?显示仪表和?它仪表?控制器的设计?参数整定?使系统?行在最优状态包括控制器?反作用设定和PID参数设置第第二二节节简简单单控控制制系系统统的的设设计计一一?设设计计的的内内容容二二?被被控控变变量量的的选选择择三三?操操纵纵变变量量的的选选择择三三?操操纵纵变变量量的的选选择择四四?气气动动执执行行器器的的选选择择五五?控控制制器器的的选选择择二?被控变量的选择TCTT蒸汽进料出料凝液出料被控变量应是?关键?变量，对产品的产量?质量以及安全?有决定性的作用的变量?应能够在稳定生产操作?增加产品产量?提高产品质量以及改善劳动条件等方面发挥作用?二?被控变量的选择TCTT蒸汽进料出料凝液方方法法一一?选择能直接反映生产过程中产品产量和质量又易于测量的参数作?被控变量，?直接参数法?例如温度?压力?液?流量反映等生产工艺状态的参数?二?被控变量的选择TCTT蒸汽凝液进料出料凝液方法二?选择那些能间接反映产品产量和质量又?直接参数有单值对应关系?易于测量的参数作?被控变量，?间接参数法?1?满足工艺的合理性?2?有尽可能大的灵敏度且线性好?3?测量变?装置的滞后小?第第二二节节简简单单控控制制系系统统的的设设计计一一?设设计计的的内内容容二二?被被控控变变量量的的选选择择三三?操操纵纵变变量量的的选选择择三三?操操纵纵变变量量的的选选择择四四?气气动动执执行行器器的的选选择择五五?控控制制器器的的选选择择?操纵变量的选择?把用来克服干扰对被控变量的影响，实?控制作用的变量?操纵变量?最常?的操纵变量是介质的流量，也有以转速?电压等作?操纵变量的?被控变量选定以后，应对工艺进行?析，找出所有影响被控变量的因素?在?些变量中，有些是可控的，有些是?可控的?量的因素?在?些变量中，有些是可控的，有些是?可控的?在诸多影响被控变量的因素中选择一个对被控变量影响显著且便于控制的变量，作?操纵变量?它未被选中的因素则视?系统的干扰?被控变量影响变量第第二二节节简简单单控控制制系系统统的的设设计计一一?设设计计的的内内容容二二?被被控控变变量量的的选选择择三三?操操纵纵变变量量的的选选择择三三?操操纵纵变变量量的的选选择择四四?气气动动执执行行器器的的选选择择五五?控控制制器器的的选选择择四四?气气动动执执行行器器的的选选择择1. 流流量量特特性性的的选选择择? 若若对对象象为为线线性性且且S值值接接?于于1，可可采采用用直直线线特特性性；? 根根据据广广义义对对象象的的特特性性选选择择?除除控控制制器器外外，其其它它环环节节合合并并成成的的环环节节? 若若对对象象为为非非线线性性或或S0.5时时，则则应应选选等等百百分分比比或或抛抛物物线线特特性性?以以补补偿偿对对象象特特性性，基基本本保保持持广广义义对对象象线线性性? 等等百百分分比比特特性性?应应性性更更广广?对象?包括变?器?输入输出广义对象调节阀2. 气气开开?气气关关形形式式的的选选择择原原则则同同前前第第一一节节简简单单控控制制系系统统的的设设计计一一?设设计计的的内内容容二二?被被控控变变量量的的选选择择三三?操操纵纵变变量量的的选选择择三三?操操纵纵变变量量的的选选择择四四?气气动动执执行行器器的的选选择择五五?控控制制器器的的选选择择五?控制器的选择?控制器的选择包括控制规律的选择?参数整定和?反作用的选择?控制质量?要取决于控制器的控制规律?P?PI?PD?PID?选择和控制参数(KP或PB?TD?TI) 设置?五?控制器的选择1?控制规律的选择?据被控对象的特性和工艺控制要求及各控制规律的特点选择P?滞后较小?负荷变化?大，无余差要求的被控对象，如中间储罐的液?精馏塔塔釜液?以及?重要的蒸汽压力控制系统?PI?滞后小?负荷变化?大，?允许有余差的被控对象，如大多数压力?流量控制系统，?允许有余差的液?控制等 ?PD?温度?成?等容量滞后的对象，且工艺无余差要求的被控对象?对纯滞后对象无效?PID?温度?成?等容量滞后且?允许有余差的被控对象?对纯滞后对象无效?调节规律优点缺点应用P灵敏?简单，只有一个整定参数?存在静差负荷变化?显著，工艺指标要求?高的对象?PI能消除静差，又控制灵敏对于滞后较大的对象，比例?调节太慢，效果?好?应用于调节通道容量滞后较小?负荷变化?大?精度要求高的调节系统?例如，流量调节系统?增进调节系统的稳PD增进调节系统的稳定度，可调小比例度，而加快调节过程，减小动态偏差和静差系统对高频干扰特?敏感，系统输出易夹杂高频干扰?应用于调节通道容量滞后较大，但调节精度要求?高的对象?PID综合了各类调节作用的优点，所以有更高的调节质量?对于滞后很大，负荷变化很大的对象，PID调节也无法满足要求，应设计复杂控制系统应用于调节通道容量滞后较大?负荷变化较大?精度要求高的对象?五?控制器的选择2?控制器参数整定PIDPIDP PPIPIPDPDTI=TD=0TD=0TI=五?控制器的选择2?控制器参数整定控制器参数整定-对已定的控制系统求取保证控制过程质量?最好的控制器参数?比例度PB?时TI?微?时间TD?一般希望?衰减比4:110:1之间?五?控制器的选择2?控制器参数整定参数整定方法理论计算参数整定法已知广义对象的数学模型，然后?据系统的各项质量指标要求，通过计算确定相应的PID参数?场工程整定法条件?在工艺过程手操稳定的基础?进行?1?经验法2?衰减曲线法3?临界比例度法4?响应曲线法五?控制器的选择2?控制器参数整定方法一?经验法系统参数PB(%)TI ( min)TD( min)温度20603 100.53?长期的生产实践中总结出来的一种整定方法?流量压力液?40100307020803 0.110.43?据经验?将控制器参数放在某些数值?，直接在闭合控制系统中通过改变给定值以施加干扰，看输出曲线的形状，以PB?TI?TD，对控制过程的规律?指导，调整相应的参数进行凑试，直到合? ?五?控制器的选择2?控制器参数整定方法一?经验法 ?长期的生产实践中总结出来的一种整定方法?a 比例度过小b ?时间过小c 微?时间过大产生的周期性激烈振荡?a 比例度过大b ?时间过大过渡过程变化缓慢的情形?五?控制器的选择2?控制器参数整定方法二?临界比例度法在闭?的控制系统中，将控制器变?纯比例作用，在干扰作用?，从大到小地逐渐改变控制器的比例度，直至系统产生等幅振荡?即临界振荡?振荡?即临界振荡?临界振荡整定计算公式控制规律PB(%)TI (min)TD (min)P2KPI2.2KTk/1.2PID1.6K0.5Tk0.25TI五?控制器的选择2?控制器参数整定方法?衰减曲线法控制规律PB(%)TI (min)TD (min)PSPI1.20.5TPI1.2S0.5TSPID0.8S0.3TS0.1TS在纯比例作用?，由大到小调整比例度以得到?有衰减比?4?1?的过渡过程，记?时的比例度S及振荡周期TS，?据经验公式，求出相应的?时间TI和微?时间TD?五?控制器的选择3?控制器?反作用选择SVDVMv操纵变量被控变量执行器被控对象测量变?器控制器PV为-测量变?器控制器作用形式(?反作用核选择的原则?构成闭?负反馈控制系统?控制器?反?作用开关?能随意选择，要?据工艺要求及控制阀的气开?气关情况来决定?五?控制器的选择3?控制器?反作用选择SVDVMv操纵变量被控变量执行器被控对象测量变?器控制器PV为-定义作用方向?定义作用方向?当某个?节的输入增加时，?输出也增加，?该?节?作用?反之，?反作用? ?作用方向则随?体对象的?同而各?相同?当操纵变量增加时，被控变量也增加的对象属于?作用?的?反之，被控变量随操纵变量的增加而降?的对象属于?反作用?的?被控对象?五?控制器的选择3?控制器?反作用选择SVDVMv操纵变量被控变量执行器被控对象测量变?器控制器PV为-定义作用方向?定义作用方向?当某个?节的输入增加时，?输出也增加，?该?节?作用?反之，?反作用? ?作用方向一般都是?的，因?当被控变量增加时，?输出量一般也是增加的?测量元件及变?器?五?控制器的选择3?控制器?反作用选择SVDVMv操纵变量被控变量执行器被控对象测量变?器控制器PV为-定义作用方向?定义作用方向?当某个?节的输入增加时，?输出也增加，?该?节?作用?反之，?反作用? ?作用方向取决于是气开阀?是气关阀?气开阀是?方向?气关阀是?反?方向?执行器的气开或气关型式?要应从工艺安全角度来确定?执行器?五?控制器的选择3?控制器?反作用选择SVDVMv操纵变量被控变量执行器被控对象测量变?器控制器PV为-定义作用方向?定义作用方向?当某个?节的输入增加时，?输出也增加，?该?节?作用?反之，?反作用? ?当给定值?变，测量值增加时，控制器的输出也增加，?作用?方向，或者当测量值?变，给定值减小时，控制器的输出增加的?作用?方向?反之，如果测量值增加?或给定值减小?时，控制器的输出减小的?反作用?方向?控制器?五?控制器的选择3?控制器?反作用选择SVDVMv操纵变量被控变量执行器被控对象测量变?器控制器PV为-定义作用方向?k1k2k3k4定义作用方向?当某个?节的输入增加时，?输出也增加，?该?节?作用?反之，?反作用? ?变?器都是?作用k1?气开阀是?作用，气关阀是反作用k3?被控对象有的?作用，有的反作用k4?控制器作用方向应保证闭?控制系统?负反馈k204321=kkkkk选择k2，保证?五?控制器的选择3?控制器?反作用选择例1?加热炉炉管?能烧坏1?执行器?执行器作用形式(气开气关?选择的原则光?选?保证生产安全性，在气源故障或调节器失灵的情况?，保证人员和设调节器失灵的情况?，保证人员和设备的安全?执行器选气开，故障时?执行器无输入信号时?阀关?k3?2?变?器k1?3?被控对象-加热炉k4?操纵变量?燃料流量，被控变量?温度?五?控制器的选择3?控制器?反作用选择例1?加热炉炉管?能烧坏1?执行器?执行器选气开，故障时?执行器无输入信号时?阀关?k3?2?变?器?2?变?器k1?3?被控对象-加热炉k4?操纵变量?燃料流量，被控变量?温度?4?控制器k2选?负，则控制器选?反作用?043210TC输出信号减少控制器反作用气开燃料流量减少?反对象?T降?，DV减小控制系统?常?行时五?控制器的选择3?控制器?反作用选择例2?液?控制，要求液体?溢出1?执行器?执行器选气关，故障时?无输入信号?，阀开?k3?负2?变?器k1?3?被控对象-液罐?负反3?被控对象-液罐k4?负，出口流量增加，液?降?4?控制器k2选?负，则控制器选?反作用?负反馈验证?L升高，DV0LC输出信号减少控制器反作用气关流量增加对象?负L降?，DV减小负负五?控制器的选择3?控制器?反作用选择例3?液?控制，要求液体?流?1?执行器?执行器选气开，故障时?无输入信号?，阀关?k3?2?变?器k1?3?被控对象 液罐?负?3?被控对象-液罐k4?负，出口流量增加，液?降?4?控制器k2选?，则控制器选?作用?负反馈验证?L升高，DV0LC输出信号增加控制器?作用气开流量增加对象?负L降?，DV减小?负五?控制器的选择3?控制器?反作用选择例4?锅炉液?控制，要求液体?流?1?执行器执行器选气关，故障时?无输入信号?，阀关?k3?负2?变?器k1?3?被控对象 液罐 蒸汽 汽包 LT LC ?3?被控对象-液罐k4?，给水流量增加，液?升高?4?控制器k2选?，则控制器选?作用?负反馈验证?L升高，DV0LC输出信号增加控制器?作用气关流量减少对象?L降?，DV减小给水 省煤器 ?负第第十十三三章章第第十十三三章章简简单单控控制制系系统统简简单单控控制制系系统统第第一一节节 简简单单控控制制系系统统的的设设计计第第二二节节 控控制制系系统统的的投投?第二节控制系统的
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