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关于串级调节回路调节器正反作用的选择

2011-10-24 10:51阅读:
串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器,前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定,后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器,它所检测和控制的变量称主变量(主被控参数),即工艺控制指标;后一个调节器称为副调节器,它所检测和控制的变量称副变量(副被控参数),是为了稳定主变量而引入的辅助变量。整个系统包括两个控制回路,主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀副过程构成;主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。
一次扰动:作用在主被控过程上的,而不包括在副回路范围内的扰动。二次扰动:作用在副被控过程上的,即包括在副回路范围内的扰动。

关于串级调节回路调节器正反作用的选择
一个过程控制系统常工作必须保证采用的反馈是负反馈。串级控制系统有两个回路,主、副调节器作用方式的确定原则是要保证两个回路均为负反馈。确定过程是首先判定为保证内环是负反馈时副调节器应选用那种作用方式,然后再确定主调节器的作用方式。以图1所示物料出口温度与炉膛温度串级控制系统为例,说明主、副调节器正反作用方式的确定。
关于串级调节回路调节器正反作用的选择

副调节器的确定:
1、 首先确定调节阀的符号:出于生产工艺安全考虑,燃料调节阀应选用气开式“+”(气开阀取“+”、气关阀取“-”),这样保证当系统出现故障使调节阀损坏而处于全关状态,防止燃料进入加热炉,确保设备安全。
2、根据工艺对象的控制特点判定副被控变量T2的符号:被控变量T2为“+”(阀门开大T2上升,则控制对象的特性为“+” ,如果是阀门开大T2下降取“-”)。
3、确定副调节器的正反作用:副调节器为反作用“-”(将被控变量符号与调节阀符号相乘,同号相乘等于“+”,异号相乘等于“-”(例如:“+ ”x“+ ”=“+”,“+”x“-”=“-”,“-”x“-”=“+”),调节器的正负与乘积的符号相反)。
主调节器的确定:
1、调节阀为“+”。
2、根据工艺对象的控制特点判定副被控变量T2的符号为“+”,主被控变量T1符号为“+”。
3、主调节器则为反作用“-”(将主控变量符号与副被控变量相乘,同号相乘等于“+”,异号相乘等于“-”,调节器的正负与乘积的符号相反)。
其实主调节器最简单的判别方法是:把副回路当做一个调节阀,副变量始终会跟随主变量变化来满足主变量的控制规律。如果当主变量增大(或减小)时要求副变量也增大(或减小)就为正作用,反之为反作用。
由此可见当T1上升时作用到主调节器的偏差变大,主调节器输出减小,则负调节器的给定变小,偏差增大,副调节器输出减小,阀门开度减小,T2下降,T1跟着下降。反之,当T1下降时,主调节器输出增大,副调节器给定增大,偏差减小,副调节器输出增大,调节阀开度增大,T2上升,T1跟着上升。

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