文档介绍：过程控制系统及工程
第二章串级控制系统
串级控制系统
概述
串级控制系统
投运和整定
串级控制系统的特点
串级系统副回路的设计

实验:串级控制系统连接、投运和整定、
主、副环抗干扰能力比较、质量研究
第2章
教学进程

概述
单回路控制系统—简单控制系统:在一般情况下能够满足生产控制要求
特殊情况:系统干扰因素多、干扰变化剧烈,以及工艺特殊要求
复杂系统--随着控制理论与工业应用的发展,包含的内容也不同,例如
复杂大系统--人口系统,环境控制,能源控制,企业生产经营控制等。
复杂系统--多回路系统
多回路系统特征:基于PID控制策略;由多个控制回路组成的系统。

概述
●复杂控制系统
80-90%控制系统是基于PID控制的系统,包括多回路系统。
多回路系统应用状况
以乙烯生产厂为例,它共有421个控制回路
其中:常规PID单回路 347个
串级、比值等 74个(串级24)
%
●多回路系统的发展
●串级控制系统原理
精馏控制过程:
提馏段温度控制—通过控制再沸器加热蒸汽量来维持提馏段温度恒定

概述
TC
精馏塔提馏段温度控制:
结果:温度控制不稳定

概述
分析干扰:若干扰仅来自精馏塔进料的波动,则通过此回路
可控制温度
情况一,很多情况下,除了进料因素影响,加热蒸汽流量也会
有波动(如锅炉蒸汽出口压力的波动),这时,在一定的阀
门开度情况下,加热蒸汽量不同。
解决办法:再加入一个蒸汽流量控制系统,可控制
流量稳定?
问题:两套控制系统不能协调,甚至出现矛盾
温度控制系统要求增加或减小蒸汽流量,而流量控制系统却只能根据事先的流量设定值进行定值控制。

概述
TC
FC
串级控制系统:两套控制系统的协调控制
特点:两个控制器,一个调节阀
一个控制器(主控制器)的输出送到另一个控制器(副控制器)的给定,副控制器的输出送到控制阀

概述
TC
FC

概述
温度控制器
流量控制器
控制阀
流量变送器
流量对象
温度对象
温度变送器
特点:两个闭环环路,内环和外环
内环:副环,副控制器、副对象、副变送器(流量)
外环:主环,主控制器、主对象、主变送器(温度)