自动化仪表与过程控制.pptVIP

二、智能控制阀智能控制阀集常规仪表的检测、控制、执行等作用于一身，具有智能化的控制、显示、诊断、保护和通信功能，是以控制阀为主体，将许多部件组装在一起的一体化结构。智能性的表现：控制智能通信智能诊断智能智能仪表与过程控制四简单控制系统??4.1简单控制系统的结构与组成4.1简单控制系统结构与组成4.1简单控制系统结构与组成测量元件及变送器自动化装置自动控制器（调节器）自动控制系统（起控制作用）执行器（控制阀）被控对象受控制的物理装置（生产设备）（对象）图9-1液位控制系统图9-2温度控制系统液位和温度控制系统的方块图：1．简单控制系统结构与组成简单控制系统是由一个测量变送器、一个控制器、一个执行器和一个对象构成的单闭环控制系统。这是最基本、应用最广泛的控制系统，占实用控制系统的80%左右。图9-3简单控制系统方块图智能仪表与过程控制四简单控制系统??4.2被控变量与操纵变量的选择4.2被控变量与操纵变量的选择4.2.1被控变量的选择4.2.2操纵变量的选择4.2.3测量元件特性的影响4.2.1被控变量的选择1.自动控制的目的：使生产过程自动按照预定的目标进行，并使工艺参数保持在预先规定的数值上。生产过程中希望借助自动控制保持恒定值(或按一定规律变化)的变量称为被控变量。被控变量是“关键”变量。控制类型：?直接指标控制被控变量本身就是需要控制的工艺指标，如物料平衡控制；?间接指标控制选取与直接质量指标有单值对应关系而反应又快的另一变量，作为间接控制指标，进行间接指标控制，如产品质量指标控制。2.被控变量的选择实例：精馏过程塔顶（或塔底）馏出物的组分xD（或xW）应作为被控变量，进行直接指标控制。但有困难！图9-4精馏过程示意图1-精馏塔；2-蒸汽加热器间接指标控制被控变量的选取图9-5苯-甲苯溶液的T-x图图9-6苯-甲苯溶液的p-x图3．被控变量选择的一般原则?被控变量应能代表一定的工艺操作指标或反映工艺操作状态的重要变量；?被控变量应是工艺生产过程中经常变化、需要频繁加以控制的量；?被控变量应尽可能选择工艺生产过程的直接控制指标，若无法获得直接控制指标信号，或其测量、传送滞后很大时，可选择与直接控制指标有单值对应关系的间接控制指标；?被控变量应是可测的，并具有较大灵敏度的变量；?被控变量应是独立可控的；?应考虑工艺的合理性与经济性。4.2.2操纵变量的选择1.操纵变量与干扰变量克服干扰对被控变量的影响，实现控制作用的变量称为操纵变量。引起被控变量波动的外界因素称为干扰变量（或干扰作用）图9-9干扰通道与控制通道之间的关系2.操纵变量的选择?实例：精馏设备被控变量选择：提馏段某塔板的温度T灵。图9-7精馏塔流程图?影响提馏段温度T灵的各种因素：可控因素：Q蒸、Q回Q蒸（操纵变量）；不可控因素：Q入、x入、T入、T回、p塔、T冷、…。图9-8影响提馏段温度的各种因素示意图3．对象特性对操纵变量选择的影响对象静态特性的影响控制通道放大系数KC的影响——选择KC大的可控变量作为操纵变量；干扰通道放大系数Kf要小。对象动态特性的影响控制通道时间常数的影响——选择T小的可控变量作为操纵变量；控制通道纯滞后?0的影响——选择?0小的可控变量作为操纵变量；干扰通道时间常数Tf的影响——使Tf大些为好；干扰通道纯滞后?f基本无影响。图9-11干扰通道纯滞后?f的影响图9-10纯滞后?o对控制质量的影响干扰响应曲线操纵变量响应曲线4．操纵变量的选择原则