过程控制系统复习总结.docx

1、过程控制系统复习总结过程控制系统一复习总结过程控制系统知识点总结一、概论1、过程控制概念：五大参数。过程控制定义：工业中过程控制是指以温度、压力、流量、液位利成分等工艺参数作为被控 变量自动控制。2、简单控制系统框图。控制仪表定义：接收检测仪表测量信号，控制生产过程正常进行仪表。主要包括：控制器、 变送器、运算器、执行器等，以及新型控制仪表及装置。控制仪表作用：对检测仪表信号进行运算、处理，发出控制信号，对生产过程进行控制。3、能将控制流程图（工程图、工程设计图册）转化成控制系统框图。加热炉燃料第一个字母：参数类型T温度(Temperature)P压力(Pressure)L物位（Level）F

2、流量（Flow）W-重量(Weight)第二个字母：功能符号T变送器(transmitter)C 制器(Controller)I指示器(Indicator)R记录仪(Recorder)A报警器（Alarm）4、DDZ-m型仪表电压信号制，电流信号制。QDZ-n型仪表信号制。它们之间联用要釆用电气转 换器。5、 电信号传输方式，各自特点。电压传输特点：1).某台仪表故障时基本不影响其它仪表；2).有公共接地点；3).传输过程有电压损耗，故电压信号不适宜远传。电流信号特点：1).某台仪表出故障时，影响其他仪表；2).无公共地点。若要实现仪表各自接地点，则应在仪表输入、输出端采取直流隔离措施。6、

3、变送器有四线制和二线制之分。区别。1、四线制：电源与信号分别传送，对电流信号零点及元件功耗无严格要求。2、两线制：节 省电缆及安装费用，有利于防爆。活零点，两条线既是信号线又是电源线。7、 本安防爆系统2个条件。1、在危险场所使用本质安全型防爆仪表。2、在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅, 以限制流入危险场所能量。8、 安全栅作用、种类。安全栅作用：1、 安全栅作为本安仪表关联设备，可用于传输信号。2、 控制流入危险场所能量在爆炸性气体或混合物点火能量以下，以确保系统本安防爆性能。安全栅种类：齐纳式安全栅、隔离式安全栅二、基型调节器1、 基型调节器组成：控制单元和指示单元。基型调节器控制

4、单元构成。基型控制器又称基型调节器，对来变送器1-5V直流电压信号与给定值相比较所产生偏差 进行PID运算，输出4-20mA (DC)直流控制信号。控制单元：输入电路(偏差差动和电平移动电路)、PID运算电路(由PD与PI运算电路串联)、 输出电路(电压、电流转换电路)以及硬、软手操电路；指示单元：测量信号指示电路、设定信号指示电路。2、 测量信号、内给定信号范围；外给定信号范围。测量和内给定信号：广5V(DC)；外给定信号：420mA直流电流。(它经过250 Q精密电阻转换成15V直流电压)3、 输入电路、输出电路作用。输入电路作用：1).信号综合。将(D 后放大两倍反相以仏输出,即&= -

5、2(U-Us)o2).电平转换。将以0V为基准输入信号转换为以弘(10V)为基准输出信号弘。电平转换目：使运算放大器工作在允许共模输入电压范围内。输出电路作用：把PID输出Alb (以UB为基准)转换成4-20mA. DC输出。实现电压一电流转 换。4：放大系数和比例度。图26 PD电路阶跃响应特性比例度比例度的般表达式:5 = 仏一仏xl00% =输入的相对变化 Ay 一输出的相对变化max min式中：max-nin偏差变化范围；ymax-.ymin 输出信号变化范围。在单元组合仪表中，max-min = 3max-VminO此时比例度可表示为： = _LxlOO%即5与心,成反比，d愈小

6、，Kp愈大，比例作用就越强5、基型调节器PD电路阶跃响应曲线形状；比例分量；t=TD/KD时微分分量；微分时间。作用：对。弘进行PD运算，可设置J、 K,（或比例度）。7 d为微分时间；心为比例系数。比例系数：Z心微分时间：To=nRDCD 调整心（a）和Rd 可改变比例度和微分时间。微分作用：快速调节作用，超前作用。6、基型调节器PI电路阶跃响应曲线形状；比例分量：Kc=CI/CM； V=TI时积分分量；积分 时间。2-97、 积分饱和。解决积分饱和办法：1）对控制器输出加以限幅，使其不超过额定最大值或最小值；2）限制积 分电容两端充电电压；3）切除积分作用。8、 微分时间对微分作用影响，积

7、分时间对积分作用影响。微分时间越小，微分作用越强；积分时间越大，积分作用越强。9、 软手操电路和硬手操电路。软手动操作电路是积分电路。硬手动操作电路是比例电路。作业2-4某P控制器输入信号是4mA20mA,输出信号为1旷5V,当比例度6=60%时，输入变化 0. 6mA所引起输出变化是多少？解：根据比例度公式：5= xlOO%max 丿 nunx,v j(-ym.n)= x(5-l) = 0,25Vmax mm2-7某PID控制器（正作用）输入、输出信号均为4mA20mA,控制器初始值Ii=Io=4mA,6 =200%, TfTiF加in, 1=10o在t=0时输入ZlIi=2mA阶跃信号，分

8、别求取t=12s时：PI工 况下输出值；PD工况下输出值。解：PI工况下P分量*0亠药存2 = TTi时：P分量二I分量；则Ti时，PI分量二2mATi 二2X60二 120sPI直线过（0, 1）和（120, 2）两点则t二12s时输出变化量为：A/ = l + 12x一 = 1.mA 120-0t=12s 时输出为 Io二初值 +AIO=4+1. 1=5. 1mAPD工况下P 分量二KpU =丄X2 = mAp 6 200%P分量二 解得a = 5心-1t二 12s 时输出为：Io二初值 二4 + 0.368斗F Cmino4、 根据Cmax值，在所选用产品形式标准系列中，选取大于Cmax

9、并接近一档C值，获得口 径值。见表3-6。5、 开度验算。6、 实际可控比验算。7、 上述各项合格，则所选控制阀口径合格，否则，需重定C值和口径，再验算至合格。5、 控制器选型。PID作用。P控制器选型：特点：快，输出与偏差成比例，阀门开度与偏差有对应关系，有余差。抗负荷干扰能力强， 调节时间短。适用场合：适用于控制通道滞后小，负荷变化不大，允许被控量在一定范围内变化系统。如:压缩机储压罐压力控制系统；储液槽液位控制系统：串级控制系统副回路。PI控制器选型：特点：I可消除余差，但稳定性低。引入I后，Kc丨（t ）,可保持原稳定性，但过渡过 程变长。适用场合：适用于控制通道滞后小，负荷变化不大，

10、被控量不允许有余差场合。如：流量、 压力系统。PID控制器选型：特点：D对克服容量滞后有明显效果，D使稳定性提高，最大偏差减小；I消除余差；P作用 快速有效。适用场合：适用于容量滞后较大，负荷变化较大，被控量不允许有余差场合。如：温度、ph 值系统等。对于负荷变化很大，纯滞后又较大系统，应采用复杂控制方案。6、 控制器参数整定方法。经验凑试法、临界比例度法、衰减曲线法（4： 1或10： 1）、响应曲线法。7、 递减率和递减指数。P1778、 根平面中质量合格区域。E?2加线c j *4o 等频线/D图3-22根平面中质量合格区域9、经验凑试法、临界比例度法、衰减曲线法（4： 1或10： 1）、

11、响应曲线法。经验凑试法：简单可靠，适用于各种系统。但反复凑试，花时间多。是“看曲线、调参数” 方法，整定质量因人而异。经验丰富人用次法更合适。临界比例度法：简单易掌握，整定质量较好。对临界比例度很小或过渡过程不允许出现等幅 振荡系统不适用。衰减曲线法：安全、准确、可靠，整定质量较高。对于干扰频繁或由各种原因难于从曲线上 判别递减比和衰减周期系统不适用。响应曲线法：整定质量高，但要求测响应曲线。八、串级控制系统1、 术语：主/副变量、主/副控制器、主/副对象、主/副回路、主/副变送器。P1892、 主对象以及副对象输入和输出信号。3、 一次干扰和二次干扰。4、 串级控制系统特点。5、 串级控制系统中副变量选择原则。6、 串级控制系统中主/副控制器正反作用判断。7、 串级控制系统参数整定方法。九、其它控制系统1、 比值控制系统类型。2、 比值控制系统比值系数折算目。比值系数折算。3、 前馈控制系统。前馈控制与反馈控制区别。4、 前馈控制器设计，实现完全补偿。5、 分程控制概念，与非分程控制区别。6、 分程控制应用场合。7、 选择性控制系统设计步骤。8、 选择性控制系统中产生积分饱和条件，及防止积分饱和办法。9、 大滞后控制系统。Smith预估补偿器结构、特点。10、 多变量解耦控制。求相对增益矩阵，选择合适变量配对。11、解耦补偿器设计：串联补偿解耦设计和前馈补偿解耦设计。