1、过程控制 Process Control,上篇 过程控制系统第6章 均匀控制系统,内蒙古科技大学信息工程学院测控技术与仪器专业,本章要求,了解均匀控制系统的基本概念、基本类型、控制方案特点和使用场合。,第6章 均匀控制系统,6.1 均匀控制问题的提出及特点 6.2 均匀控制方案,6.1 均匀控制问题的提出及特点,在连续生产过程中,前一设备的出料往往是后一设备的 进料,而且随着生产的进一步强化,前后生产过程的联系更加 紧密，此时设计自动控制系统应该从全局来考虑。,化工生产中,总是几个塔串联运行。为了保证相互串联的 塔能正常地连续生产，每一个塔都要求进入塔的流量保持在 一定的范围内，同时也要求塔底
2、液位不能过高或过低。,两个串联的精馏塔孤立 设置控制系统。精馏塔 甲的出料直接作为乙塔 的进料，为了保证甲塔 液位稳定在一定范围内， 故而设有液位控制系统； 根据乙塔入料稳定的要 求，又设置了流量控制 系统。,两个控制系统工作起来互相 矛盾，以致无法工作。,均匀控制系统把液位、流量统一在一个控制 系统中，从系统内部解决工艺参数间的矛盾。具 体来说，就是让甲塔的液位在允许的限度内波动， 与此同时让流量作平稳缓慢的变化。,为了解决前后两塔供求之间的矛盾，可设置 均匀控制系统。,假如只设置一个液位控制系 统，此时可有三种情况出现：,均匀控制液位、流量缓慢变化,均匀控制系统的名称来自系统所能完成的特殊
3、控制任务， 它使前后设备在物料供求上相互均匀、协调，统筹兼顾。均 匀控制系统归纳起来有如下三个特点：,(1) 结构上无特殊性,一个普通结构形式的控制系统，能否实现均匀控制的目 的，主要在于调节器的参数整定如何。可以说，均匀控制是 通过降低控制回路灵敏度来获得的,而不是靠结构变化得到的。,(2) 参数应变化，而且应缓慢地变化,(3) 参数应限定在允许范围内变化,在均匀控制系统中被调参数是非单一、定值的，允许它 在给定值附近一个范围内变化。即根据供求矛盾，两个参数 的给定值不是定点而是定范围。,6.2 均匀控制方案,1.几种常用的均匀控制方案,（1） 简单均匀控制,调节器一般选用比例作用。 但有时
4、为了防止连续出现 同向扰动时被调参数超出 工艺规定的上下限范围,可 适当引入积分作用。通常， 均匀控制系统的调节器整定 在较大的比例度和积分时间 上,通常比例度要大于100%， 以较弱的控制作用达到均匀 控制的目的。,优点:结构简单，投运方便，成本低。 缺点:控制效果较差，只适用于干扰不大，要求不高的场合。,（2）串级均匀控制,采用串级形式并不是为了提 高主参数液位的控制质量， 流量副回路的引入主要是为 了克服调节阀压力波动及自 衡作用对流量的影响，使采 出流量变化平缓。,串级均匀控制系统适用于系统前后压力波动较大的场合。 它能克服较大的干扰，使主、副参数变化均匀缓慢平稳，提高 控制质量，因而
5、在生产过程自动化中得到较多的应用。,（3）双冲量均匀控制,以液位和流量两个测量信号之差作为被控参数的系统。,从结构上看，它相当于以两个信号之差作为被控参数的单回路控制系统， 参数整定可按简单均匀来考虑。因此，双冲量均匀控制即具有简单均匀控制 的参数整定方便的特点，同时由于加法器综合考虑液位和流量信号变化的情 况，故又有串级均匀的优点。,2.控制规律的选择,（1） 简单均匀控制,一般采用P作用，有时也可采用PI控制规律。,（2）串级均匀控制,主调节器一般用P作用，有时也可采用PI控制规律。 副调节器一般用P作用，如果为了照顾流量副参数， 使其变化更稳定，也可选用PI控制规律。,（3）双冲量均匀控
6、制,调节器一般应采用PI控制规律。,3. 均匀控制系统的参数整定,串级均匀控制中的流量副调节器参数整定与普通流量调 节器整定差不多，而均匀控制系统的其他几种形式的调节器 都需按均匀控制的要求来进行参数整定。整定的主要原则是 一个“慢”字，即过渡过程不允许出现明显的振荡，可以采用 凭经验整定，看曲线调参数的方法来进行。它的具体整定原 则和方法如下。（1） 整定原则 保证液位不超出允许的波动范围，先设置好调节器参数。 修正调节器参数，充分利用容器的缓冲作用，使液位在最大允许的范围内波动，输出流量尽量平稳。 根据工艺对流量和液位两个参数的要求，适当调整调节器的参数。,3. 均匀控制系统的参数整定,（2） 方法步骤,课堂自学，见教材P88,4. 气体压力与流量的均匀控制,对于气相物料，前后设备间 物料的均匀控制不是液位和 流量之间的均匀。例如，脱 乙烷塔塔顶分离器内压力是 用来稳定精馏塔塔顶压力的， 而从分离器出来的气体是加 氢反应器的进料，因此也需 尽量平稳，为此设计图示的 压力与流量的串级均匀控制。,本章结束！,
