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比值控制系统的类型

时间:2015-08-16 22:38来源:未知 编辑:自动控制网
比值控制系统一般有以下三种类型。 1、开环比值控制系统 开环比值控制系统是简单的比值控制方案,如图15-18所示。图中FY是比值控制器。当Q1变化时,通过控制器及安装在从物料管道上的调节阀,来调节Q2,以满足Q2=kQ1的要求。该系统的测量信号取自主物料,但
  比值控制系统一般有以下三种类型。
  1、开环比值控制系统
  开环比值控制系统是简单的比值控制方案,如图15-18所示。图中FY是比值控制器。当Q1变化时,通过控制器及安装在从物料管道上的调节阀,来调节Q2,以满足Q2=kQ1的要求。该系统的测量信号取自主物料,但控制器的输出却是控制从物料的流量,所以整个系统是一个开环系统。
  这种方案的特点是结构简单,但它只能保持调节阀阀门开度与Q1之间成一定比例关系。如果管线压力变化引起Q2波动时,系统不起调节作用,因而就保证不了Q2与Q1的比值关系,也就是说,这种控制方案对副流量Q2本身无抗干扰能力,只能运用于副流量较平稳且比值要求不高的场合。实际生产过程中,Q2本身常常受到干扰,因此,生产上很少采用开环比值控制系统。
  2、单闭环比值控制系统

  为了克服开环比值方案的不足,在开环比值控制系统的基础上,通过增加一个副流量的闭环控制系统组成了单闭环比值控制系统。如图15-19所示。
  在稳定情况下,主、副流量满足工艺要求的比值Q2 / Q1=k,当主流量Q1变化时,其信号经测量变送器送至比值控制器FY。比值器按预先设定好的比值使输出成比例地变化,也就是成比例地改变副流量控制器F2C的给定值,此时副流量闭环系统为一随动控制系统,从而使Q2跟随Q1而变化,使得在新的工况下,流量比值k保持不变。当主流量没有变化而副流量由于自身干扰发生变化时,此时副流量闭环系统相当于一个定值控制系统,通过调节克服干扰,使工艺要求的流量比值仍能保持不变。

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  单闭环比值控制系统的优点在于它不但能实现副流量跟随主流量的变化而变化,还可以克服副流量自身干扰对比值的影响,因此主副流量的比值较为精确。另外这种方案的结构形式简单,实施方便,所以得到了广泛地应用,尤其适合于主物料在工艺上不允许进行调节的场合。
  3、双闭环比值控制系统
  单闭环比值控制系统虽然能保持两物料的比值一定,但由于主物料是不受控的,当主流量变化时,总的物料量会发生变化。当要求保持主流量一定时,可以采用双闭环比值控制系统,如图15-20所示,但这种方案结构复杂,所需仪表数量多。

  4、变比值控制系统
  前面介绍的两种控制方案都属于定比值控制系统。控制过程的目的是要保持主-从物料的比值关系为定值。但有些生产过程,要求两种物料的比值能灵活地随第三参数的需要加以调整,例如在燃烧控制中,真正的被控变量是氧含量,而把空气与燃料量的流量比值作为调节手段,因此,比值控制器的设定值应由氧含量控制器给出。这样就出现了变比值控制系统,如图15-21所示。
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  图15-22是变换炉的半水煤气与水蒸气的变比值控制系统示意图。在变换炉生产过程中,半水煤气与水蒸气的量需要保持一定的比值,但其比值系数要能随一段触媒层的温度变化而变化,才能在较大负荷变化下保持良好的控制质量。从系统的结构上看,实际上是变换炉触媒层温度与蒸汽 / 半水煤气的比值串级系统,它采用除法方案实现比值控制。系统中控制器选择的温度控制器按串级控制系统中主控制器要求选择,比值系统按单闭环比值控制系统来确定。 
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