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13 第十四章 简单调节系统.ppt

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本课件面向占控制系统八成以上的简单调节系统,讲解被调参数与调节参数选择、测量变送环节的滞后影响与气动执行器选择、控制器正反作用与控制规律选取,并给出临界比例度法、衰减曲线法与经验凑试法三种整定方法与系统投运步骤。

第十四章简单调节系统导览页,列出系统设计、调节器参数工程整定与系统投运等重点
简单调节系统组成页,说明由调节对象与测量变送、调节器、执行器构成的单参数单回路系统
被调参数选择原则页,说明须找出关键影响因素并考虑单值对应、工艺合理性与灵敏度独立性
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第1页:第十四章 简单调节系统

本章内容
简单调节系统的结构,调节参数、被调参数、调节器调节规律的选择,调节器 PID 参数的工程整定,调节系统投运过程。
  • 第一节 简单调节系统的设计
  • 第二节 调节器参数的工程整定
  • 第三节 系统投运

第2页:简单调节系统的组成

简单调节系统是由单参数单回路构成的调节系统,由调节对象和自动调节装置组成,自动调节装置包括测量元件变送器、调节器、执行器。

简单调节系统是应用最多的调节系统,占控制系统 80% 以上。

第3页:被调节参数的选择

被调参数的选择关系到系统能否达到稳定操作、提高质量、保证安全等目的,关系到调节方案的成败。影响生产过程的因素很多,必须从中找出影响生产的关键因素作为被调参数。

  • 首先要考虑单值对应关系与工艺合理性
  • 被调参数应有足够的灵敏度
  • 还要考虑被调参数之间的独立性

第4页:调节参数的选择

用于克服干扰对被调参数的影响、实现调节作用的参数称为调节参数,最常用的是流体的流量。

  • 应是可调的,即工艺上允许调节的参数
  • 调节参数应比其它干扰对被调参数的影响更灵敏
  • 使调节通道放大系数适当大一些、时间常数适当小、纯滞后时间尽可能小;干扰通道放大系数尽可能小、时间常数尽可能大

第5页:测量变送环节的影响与执行器选择

测量、变送环节是调节系统进行调节作用的依据,要求能及时、准确反映被调参数情况:

  • 测量元件的安装应尽量减少纯滞后(测量位置)
  • 测量元件本身应尽量减少测量滞后(热阻、热容)
  • 尽量减少传递滞后(特别是气信号)

气动执行器的选择:调节阀流量特性的选择;调节阀气开、气关形式的选择。

第6页:

第7页:控制器正反作用与控制规律

正反作用的选择
控制作用对被控变量的影响应与干扰作用对被控变量的影响相反,才能使被控变量恢复到给定值
控制规律的选取
根据广义对象特性和对控制系统的要求来选择调节规律

第8页:临界比例度法整定

调节器参数的整定,就是按已确定的调节方案求取使调节质量最好的比例度、积分时间和微分时间。

  • 增大放大倍数(减小比例度)
  • 逐渐减小比例放大倍数到等幅振荡,此时的比例度称为临界比例度 PD,测出等幅振荡周期 TK
  • 按经验表格中的数值设置调节器参数

第9页:衰减曲线法整定

衰减曲线法是使系统产生衰减振荡来整定调节器参数值:

  • 置调节器为纯比例调节作用
  • 改变给定值加阶跃干扰,从大到小逐渐改变比例度直到出现 4:1 衰减为止
  • 记下此时比例度 PB,从曲线上得到衰减周期 TS
  • 按表格中的经验数值设置调节器参数

第10页:经验凑试法整定

先将调节器参数根据不同被调参数按表格设置,然后根据记录纸上的过渡过程曲线,运用 PB、TI、TD 对过渡过程的影响为指导分别整定各参数,直到获得满意的过渡过程。

关键在于「看曲线,调参数」:

  • PB 小易引起波动,大则不易波动
  • TI 小易引起波动,大则不易波动
  • TD 小不易引起波动,大则易波动

第11页:系统投运的准备与回路检查

  • 准备工作:检查仪表的接线、安装
  • 仪表性能检查:投运前应进行性能检查,现场连接后进行校验
  • 调节回路检查:确保调节回路为负反馈,取决于各环节作用方向;测量变送器为正作用,调节阀气开式为正作用、气关式为反作用

调节器正反作用选择:假定被调参数增加,根据阀的作用方向确定调节器输出应增加与否,应增加则选正作用,否则选反作用。

第12页:调节阀投运与手自动切换

  • 置调节器为手动状态,设定手操值使阀有一定开度(50% 左右),然后操作调节阀前后截止阀和旁通阀
  • 手动遥控调节阀,待工况趋于稳定后由手动切换至自动,切换过程应保证平稳、无扰动
  • 最后进行调节器参数整定

习题:2、7、10

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