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简单控制系统设计概述

时间:2015-03-23 09:38来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
简单控制系统是只对一个被控参数进行控制的单回路闭环控制系统。是最基本的过程控制系统。是构成复杂过程控制系统的基

  简单控制系统是只对一个被控参数进行控制的单回路闭环控制系统。是最基本的过程控制系统。是构成复杂过程控制系统的基础。典型结构框图如下:
  
  过程控制系统设计的主要内容:
  控制方案的设计:核心,包括合理选择被控参数和控制参数、信息的获取和变送、调节阀的选择、调节器控制规律及正、反作用方式的确定等。
  工程设计:包括仪表选型、控制室和仪表盘设计、仪表供电供气系统设计、信号及联锁保护系统设计等。
  工程安装和仪表调校
  调节器参数工程整定:保证系统运行在最佳状态。
  过程控制系统设计的一般要求:过程控制系统是稳定的,且具有适当的稳定裕度。 系统应是一个衰减振荡过程,但过渡过程时间要短,余差要小。
  过程控制系统开发的主要步骤叙述如下:
  1.熟悉控制系统的技术要求或性能指标
  控制系统的技术要求或性能指标是由用户或被控过程的设计制造单位提出的。是控制方案设计的主要依据之一。 本文来自www.eadianqi.com
  2.建立控制系统的数学模型
  控制系统的数学模型是控制系统理论分析和设计的基础。系统控制方案确定的合理与否在很大程度上取决于系统数学模型的精度。
  3.确定控制方案
  系统的控制方案包括系统的构成、控制方式和控制规律的确定,是控制系统设计的关键。控制方案的确定要依据被控过程的特性、技术指标和控制任务的要求,还要考虑方案的简单性、经济性及技术实施的可行性等,并且要进行反复研究与比较 ,方可确定。
  4.根据系统的动态和静态特性进行分析与综合
  在确定了系统控制方案的基础上,根据要求的技术指标和系统的动、静态特性进行分析与综合,以确定各组成环节的有关参数。
  5.系统仿真与实验研究
  系统仿真与实验研究是检验系统理论分析与综合正确与否的重要步骤。 其中Matlab语言是进行系统仿真的有效工具。
  6.工程化设计
  工程化设计的主要内容包括测量方式与测量点的确定、仪器仪表的选型与定购、控制室及仪表盘的设计、仪表供电与供气系统的设计、信号连锁与安全保护系统的设计、电缆的敷设以及保证系统正常运行的有关软件的设计等。 本文来自www.eadianqi.com
  7.工程安装
  工程安装是依据施工图对控制系统的具体实施。
  8.控制器的参数调整
  控制器的参数调整是在控制方案设计合理、仪器仪表工作正常、系统安装正确无误的前提下,使系统运行在最佳状态的重要步骤。
  一个简单控制系统开发设计的全过程如右图所示
  
  设计中需要注意的有关问题
  1.认真熟悉过程特性
  深入了解被控过程的工艺特点及其要求是控制方案确定的基本依据之一 。
  2.明确各生产环节之间的约束关系
  生产过程是由各个生产环节和工艺设备构成的,各个生产环节和工艺设备之间通常都存在相互制约、相互影响的关系。
  3.重视对测量信号的预处理
  在控制系统设计中,测量信号的正确与否直接影响系统的控制质量。尽量减少由不可避免的随即干扰而产生的系统误差。
  4.注意系统的安全保护
  一个好的过程控制系统首先必须保证安全可靠地运行,尤其当系统处在高危险环境下运行时,应设计多层次、多级别的安全保护系统。总之,控制系统的设计是一件细致而又复杂的工作,对具体的过程控制系统设计者而言,只有通过认真调查研究,熟悉各个生产工艺过程,具体问题具体分析,才能获得预期的效果。 本文来自www.eadianqi.com

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