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串级控制系统调节器正作用和反作用的选择方法

时间:2018-11-03 18:26来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
调节器控制输出随被控量增加而增加,则调节器处于正作用状态;调节器控制输出随被控量增加而减小,则调节器处于反作用状态。串级控制系统中,必须分别根据各种不同情况,选择主、副调器的作用方向,电气自动化控制网在本文介绍串级控制系统调节器正作用和反作
调节器控制输出随被控量增加而增加,则调节器处于正作用状态;调节器控制输出随被控量增加而减小,则调节器处于反作用状态。串级控制系统中,必须分别根据各种不同情况,选择主、副调器的作用方向,电气自动化控制网在本文介绍串级控制系统调节器正作用和反作用的选择方法。
1、串级控制系统中的外给定调节器作为副调节器,副调节器作用方向的选择是根据工艺安全等要求,选定执行器的气开、气关型式后,按照使副控制回路成为一个负反馈系统的原则来确定的。因此,副调节器的作用方向与副对象特性、执行器的气开、气关型式有关,其选择方法与简单控制系统中调节器正、反作用的选择方法相同,这时可不考虑主调节器的作用方向,只是将主调节器的输出作为外给定调节器的给定就行了。
加热炉温度-流量串级控制系统
图1  加热炉温度-流量串级控制系统
例如图1所示的加热炉温度-流量串级控制系统中的副回路,如果为了在气源中断时,停止供给燃料油,以防烧坏炉子,那么执行器应该选气开阀,是“正”方向。 当燃料量加大时,燃油量θ2(副变量)是增加的,因此副对象是“正”方向。为了使副回路构成一个负反馈系统,副调节器(外给定调节器)应选择“反”作用方向。只有这样,才能当炉膛温度受到干扰作用上升时,外给定调节器的输出降低,从而使气开阀关小,减少燃料量,促使炉膛温度下降。
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精馏塔塔釜温度串级控制系统
图2  精馏塔塔釜温度串级控制系统
又如图2所示的精馏塔塔釜温度与蒸汽流量的串级控制系统中,如果基于工艺上的考虑,选择执行器为气关阀。那么,为了使副回路是一个负反馈控制系统,外给定调节器FC的作用方向应选择为“正”作用。这时,当由于蒸汽压力波动而使蒸汽流量增加时,副控制器的输出就将增加,以使控制阀关小(因是气关阀),保证进入再沸器的加热蒸汽量不受或少受蒸汽压力波动的影响。 这样,就充分发挥了副回路克服蒸汽压力波动这一干扰的快速作用,提高了主变量的控制质量。
2、串级控制系统中主控制器作用方向的选择可按下述方法进行:当主、副变量在增加(或减小)时,如果由工艺分析得出,为使主、副变量减小(或增加),要求控制阀的动作方向是一致的时候,主调节器应选“反”作用;反之,则应选“正”作用。
从上述方法可以看出,串级控制系统中主调节器作用方向的选择完全由工艺情况确定,与执行器的气开、气关型式及外给定调节器的作用方向完全无关。因此,串级控制系统中主、 副调节器的选择可以按先副后主的顺序,即先确定执行器的开、关型式及外给定器的正、反作用,然后确定主调节器的作用方向;也可以按先主后副的顺序, 即先按工艺过程特性的要求确定主调节器的作用方向,然后按一般单回路控制系统的方法再选定执行器的开、关型式及外给定调节器的作用方向。 本文来自www.eadianqi.com
例如图1所示的加热炉串级控制系统,不论是主变量θ1或副变量θ2增加时,对控制阀动作方向的要求是一致的,都要求关小控制阀,减少供给的燃料量,才能使θ1或θ2降下来,所以此时主控制器T1C应确定为反作用方向。图2所示的精馏塔塔釜温度串级控制系统,由于蒸汽流量(副变量)增加时,需要关小控制阀,塔釜温度(主变量)增加时,也需要关小控制阀,因此它们对控制阀的动作方向要求是一致的,所以主控制器也应为反作用方向。
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