工业仪表及自动化控制 化工自动化控制 简单控制系统 课件

工业仪表及自动化控制模块二化工自动化控制项目六简单控制系统简单控制系统的设计简单控制系统的设计

3.控制器控制规律的选择

控制器控制规律的确定测量元件及变送器作用方向一般是“正”的。执行器作用方向取决于是气开阀还是气关阀。被控对象作用方向随具体对象的不同而各不相同。控制器当给定值不变，被控变量测量值增加时，控制器的输出也增加，或测量值不变，给定值减小时，控制器的输出增加称为“正作用”方向。反之称为“反作用”方向。在一个安装好的控制系统中，对象的作用方向由工艺机理可以确定，执行器的作用方向由工艺安全条件可以选定，而控制器的作用方向要根据对象及执行器的作用方向来确定，以使整个控制系统构成负反馈的闭环系统。结论举例一个简单的加热炉出口温度控制系统。

对象加热炉

操作变量燃料气流量被控变量被加热的原料油出口温度图加热炉出口温度控制简单控制系统的设计

举例一个简单的加热炉出口温度控制系统。

对象加热炉

操作变量燃料气流量被控变量被加热的原料油出口温度图加热炉出口温度控制简单控制系统的设计

如果从工艺安全条件出发选定执行器是气开阀（停气时关闭），以免当气源突然断气时，控制阀大开而烧坏炉子。那么这时执行器便是“正”作用方向。当操纵变量燃料气流量增加时，被控变量是增加的，故对象是“正”作用方向。为了保证由对象、执行器与控制器所组成的系统是负反馈的，控制器就应该选为“反”作用一个简单的液位控制系统简单控制系统的设计

举例图液位控制一个简单的液位控制系统

执行器是“正”方向。对象是“反”方向。控制器为“正”方向。简单控制系统的设计

举例简单控制系统的设计

举例请指出：（1）指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量各是什么？（2）该系统可能的干扰有哪些？（3）该系统的控制通道是指什么？（4）画出该系统的方块图；（5）如果被加热物料过热易分解时，试确定控制阀的气开、气关形式和控制器的正、反作用。一蒸汽加热器温度控制系统简单控制系统的设计

举例请指出：（1）指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量各是什么？（2）该系统可能的干扰有哪些？（3）该系统的控制通道是指什么？（4）画出该系统的方块图；（5）如果被加热物料过热易分解时，试确定控制阀的气开、气关形式和控制器的正、反作用。（1）该系统的被控对象是蒸汽加热器；被控变量是被加热物料的出口温度；操纵变量是加热蒸汽的流量。（2）该系统可能的干扰有加热蒸汽压力后，冷物料的流量和温度，加热器内的传热状总况（例如结垢大状况），环境温度变化等。（3）该系统的控制通道是指，由加热蒸汽流量变化到热物料的温度变化的通道。（5）由于被加热物料过热易分解，为避免过热，当控制阀气源中断时，应使阀处于关闭状态，即应选用气开阀。由于加热蒸汽流量增加时，被加热物料出口温度是增加的，故该系统中的对象是属于“+”作用方向的，阀是气开型的，也属于“+”作用方向，为便系统具有负反馈作用，控制器应选用“—”作用的，即反作用方向的。

一蒸汽加热器温度控制系统锅炉的压力和液位控制系统的示意图,试确定系统中控制阀的气开、气关型式及控制器的正反作用。锅炉控制锅炉的压力和液位控制系统的示意图,试确定系统中控制阀的气开、气关型式及控制器的正反作用。锅炉控制解：在液位控制系统中,如果从安全角度出发,主要是要保证锅炉水位不能太低,则控制阀应选择气关型,以便当气源中断时,能保证继续供水,防止锅炉烧坏。如果要保证蒸汽的质量,汽中不能带液,那么就要选择气开阀,以便气源中断时,不再供水,以免水位太高。

本题我们假定是属于前者的情况，控制阀应选择气关型，为“-”方向；当供水流量增加时，液位是升高的，故对象为“+”方向；测量变送器一般都是“+”方向，故在这种情况下，液位控制器LC应为正作用方向。在蒸汽压力控制系统中，为了保证气源中断时，能停止燃料供给，以防止烧坏锅炉，故控制阀应选择气开型，为“+”方