过程控制工程全册配套最完整精品课件1.ppt_163文库

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1、工业生产过程控制研究的基本观点工业生产过程控制研究的基本观点差拍控制算法总汇差拍控制算法总汇返回 TTTC 蒸汽设定值 FTFC 设定值 LTLC 设定值 (a) 温度控制系统 (b) 压力控制系统 (c) 液位控制系统图1-1 简单控制系统示例 PT PC 设定值 (d)流量控制系统返回 )()()()(1 )()()( )( )( sGsGsGsG sGsGsG sR sY mpvc pvc )()()()(1 )( )( )( sGsGsGsG sG sF sY mpvc f 返回返回返回返回返回返回 2 1 B B n 1 21 B BB %100 1 C B C

2、BA 1 Cryre)()( T 2 返回返回返回过程特性类型参数估计曲线拟合返回下一页上一页返回下一页上一页返回下一页上一页返回上一页返回返回返回返回返回返回 s 0 0 e 1sT K sG u y K 0 返回下一页返回上一页返回返回返回返回返回控制框图返回返回死区的影响返回返回返回返回特性曲线等百分比流量特性下一页返回下一页返回上一页下一页上一页返回下一页上一页返回下一页上一页返回下一页上一页返回下一页上一页返回特性曲线返回返回特性曲线特性曲线返回返回

3、返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回 ) 1 1 ( 1 ) 1 exp(1 1 2 nKK FK KK FK A oc f oc f 返回 R KKKK RKK RyRe ococ oc 1 1 1 )()( nKK RKK KK RKK B oc oc oc oc 1 1 ) 1 exp( 1 2 返回返回返回返回返回返回返回返回定值控制系统随动控制系统返回返回示例返回积分外反馈积分外反馈 PI控制规则的实现控制规则的实现返回积分外反馈返回返回返回返回返回返回返回返回返

4、回采样周期的考虑采样周期的考虑影响控制度因素影响控制度因素返回返回返回返回返回返回返回返回数字滤波数字滤波 DDC系统框图系统框图返回返回返回示例示例返回返回返回返回返回返回返回返回返回 n流量：对象时间常数小，参数有波动，要大；Ti要短；不用微分 Ti Ti=0 = 返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回气开阀例一蒸汽气开阀例二例三 Go(s) d hRY 继电型自整定方法简单、可靠，继电型自整定方法简单、可靠，需要预先设定的参数就是需要预先设定的参数就是h和和d继电特性的参数继电特性的参数该方法的缺点是，

5、被控对象须能在开关信号作用下产生等幅振荡，从而限制该方法的缺点是，被控对象须能在开关信号作用下产生等幅振荡，从而限制了其使用范围。了其使用范围。横河北辰公司横河北辰公司-YEWSERIES-80自整定自整定PID控制器控制器 FOXBORO-EXACT自整定PID控制器返回返回返回返回返回返回返回返回公式汇总示例一示例二示例三选择性控制实验实验结果控制系统框图 GC2(s) GF1(s)GF2(S) GM2(s) GM1(s) GP1(s)GP2(s)GV(s) GC1(s) R1E1U2QY2 Y1 F1F2 U1=R2 E2 YM1 YM2 串级控制系统的框图

6、 121 222212211 ( )( )( ) ( )1( )( )( )( )( )( )( )( )( )( ) FF cvpmccvppm Y sGs Gs F sGs G s Gs GsGs Gs G s Gs Gs Gs 1( )1221 122212211 ( )( )( )( )( ) ( )1( )( )( )( )( )( )( )( )( )( ) sccvpp cvpmccvppm YGs Gs G s Gs Gs R sGs G s Gs GsGs Gs G s Gs Gs Gs 12221 1 122212211 ( )( )( )( )( )( ) ( ) ( )

7、1( )( )( )( )( )( )( )( )( )( ) FcvpmF cvpmccvppm GsGs G s Gs Gs Gs Y s F sGs G s Gs GsGs Gs G s Gs Gs Gs 22 2 2222 ( )( )( ) ( ) ( ) ( )1( )( )( )( ) cvp cvpm Gs G s Gs Y s Gs R sGs G s Gs Gs 副串级控制系统传递函数 GC2(s) GF1(s)GF2(S) GM2(s) GM1(s) GP1(s)GP2(s)GV(s) GC1(s) R1E1U2QY2 Y1 F1F2 U1=R2 E2 YM1 YM2

8、GC2(s) GF1(s)GF2(S) GM1(s) GP1(s)GP2(s)GV(s) U2QY2 Y1 F1 F2 E2 YM2 R2 串级控制框图提高系统工作效率下一页上一页工作效率和其他参数的关系串级控制框图示例一示例二示例三示例四示例五防积分饱和串级控制框图串级控制框图方案二方案一与单回路液位控制的区别下一页下一页下一页下一页示例一示例二下一页下一页下一页下一页计算公式前馈与反馈控制的比较前馈控制框图下一页上一页下一页上一页下一页上一页下一页下一页上一页上一页示例二示例一示例二示例一正常：正常： T

9、C控制阀u1=kc1e1+u1/(Tis+1)Tis/(Tis+1)u1=kc1e1 u1/e1=(Tis+1)/Tis PI作用作用而而LC：u2=kc2e2+u1/(Tis+1) u1u2 异常：异常：e2反向时反向时 u2=kc2e2+u1/(Tis+1)u2 满足同步要求满足同步要求 TC LC TY u1u2 控制阀下一页上一页下一页上一页 1 11 1 1 C hqh R 2212 12 11 C hhh RR 3 323 23 11 C hhh RR q h1 Qo h2 h3 R3 C3 C2 R2 R1 C1 1 2 3 h h h x 3332 2221 11

10、11 0 0 11 00 1 CRCR CRCR CR 1 0 0 B A= qu 设设h3作为输出变量作为输出变量y，则在则在yCx式中式中 3 yh 001C u = Kx 111 1 n mmn kk kk K C K u x y x=Ax+Bu u x x x x 1 0 0 320 100 010 3 2 1 321 000 000 320 100 010 00 00 00 kkks s s BKASI = 12 2 3 3 )2()3(ksksks 464)1)(1)(2()( 23 sssjsjsssp 4 1 k 4 2 k 1 3 k 返回返回返回返回返回返回返

11、回返回返回返回返回返回返回预测控制基本结构图返回返回返回返回预测控制的优点返回返回下一页下一页上一页上一页返回返回返回返回返回下一页返回上一页下一页返回上一页下一页示例返回返回上一页下一页示例返回返回上一页示例返回程序返回返回返回下一页返回上一页下一页返回上一页下一页示例结论返回返回返回上一页返回下一页返回上一页下一页返回上一页返回返回示例返回返回返回下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回上一页返回下一页返回上一页下一页返回上一页下一

12、页返回上一页返回下一页返回上一页返回返回返回下一页返回上一页返回下一页示例返回返回上一页返回下一页返回上一页参数估计返回下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回上一页下一页上一页返回返回下一页返回上一页返回返回返回注意事项注意事项气相检测点选择气相检测点选择压力检测压力检测控制方案示例控制方案示例燃烧控制方案燃烧控制方案本章讨论锅炉设备的控制根据系统分析将相互关联的控制系统分解为较简单的控制系统主要包括锅炉给水控制系统燃烧控制系统过热蒸汽控制系统 1.1.锅炉设备的主要控

13、制要求锅炉设备的主要控制要求汽包的液位、蒸汽的压力：保持在一定范围内，适应用户负荷的变化汽包的液位、蒸汽的压力：保持在一定范围内，适应用户负荷的变化过热蒸汽温度：保持在一定范围内过热蒸汽温度：保持在一定范围内炉膛负压：保持在一定范围内炉膛负压：保持在一定范围内燃烧完全：根据经济性和环保的要求燃烧完全：根据经济性和环保的要求运行安全：液位、炉膛负压、过热度、蒸汽压力等在安全运行范围内运行安全：液位、炉膛负压、过热度、蒸汽压力等在安全运行范围内 2.2.锅炉设备的主要控制系统锅炉设备的主要控制系统给水自动控制系统：保持物料的平衡（给水和蒸汽）给水自动控制系统：保持物料的平衡（给水和蒸汽

14、）被控变量：汽包液位被控变量：汽包液位操纵变量：给水量操纵变量：给水量锅炉燃烧的自动控制系统：满足经济性、安全性和环保要求锅炉燃烧的自动控制系统：满足经济性、安全性和环保要求被控变量：蒸汽压力被控变量：蒸汽压力操纵变量：燃料量操纵变量：燃料量被控变量：烟气含氧量被控变量：烟气含氧量操纵变量：送风量操纵变量：送风量被控变量：炉膛负压被控变量：炉膛负压操纵变量：引风量操纵变量：引风量过热系统的自动控制系统：满足过热度、壁温等要求过热系统的自动控制系统：满足过热度、壁温等要求被控变量：过热蒸汽温度被控变量：过热蒸汽温度操纵变量：喷水量操纵变量：喷水量关闭控制系统组态图控制方案系统图系统图系统图系统图系统图

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