比值控制系统学习教案.pptx

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1、会计学1比值控制系统比值控制系统第一页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.1 概述概述比值控制系统（比值控制系统（比值控制系统（比值控制系统（流量比值控制系统流量比值控制系统流量比值控制系统流量比值控制系统）：实现两个或两个以上参数符合一定的比例关系的控实现两个或两个以上参数符合一定的比例关系的控制系统。制系统。主动量（主动量（主动量（主动量（主流量主流量主流量主流量）：）：）：）：需要保持比值关系的两种物料中，处于主导地位物料，需要保持比值关系的两种物料中，处于主导地位物料，称之为主动量（主流量）称之为主动量（主流量）。从动量（从动量（从动量（从动量（副流量副流量副流量副流量）：）：）：）

2、：按主物量进行配比变化的物料，在控制过程中随按主物量进行配比变化的物料，在控制过程中随主物料而变化，称之为从动量（副流量）主物料而变化，称之为从动量（副流量）。第1页/共60页第二页，编辑于星期日：十六点 三十三分。比值控制系统就是要实现副流量比值控制系统就是要实现副流量比值控制系统就是要实现副流量比值控制系统就是要实现副流量F F2 2与主流与主流与主流与主流量量量量F F1 1成一定的比值关系成一定的比值关系成一定的比值关系成一定的比值关系:K=K=F2 F2为副流量，为副流量，F1F1为主流量为主流量F2F1第2页/共60页第三页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.2 比值控制系统的类

3、型比值控制系统的类型7.2.1 开环比值控制系统7.2.2 单闭环比值控制系统7.2.3 双闭环比值控制系统7.2.4 其它类型的比值控制系统第3页/共60页第四页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.2.1 7.2.1 开环比值控制系统开环比值控制系统开环比值控制系统开环比值控制系统FCSp.F1F2F2控制器对象控制阀变送器F1原理图方框图第4页/共60页第五页，编辑于星期日：十六点 三十三分。开环比值控制系统是最简单的比值控制系统，同时也是一个开环控制系统。随着F1的变化，F2将跟着变化，满足F2=K*F1的要求。特点：由于系统是开环的，对副流量F2的波动无法克服，比值精度低。适用场合：

4、适用于副流量较平稳且比值关系要求不高的场合，生产上很少用。第5页/共60页第六页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.2.2 7.2.2 单闭环比值控制系统单闭环比值控制系统单闭环比值控制系统单闭环比值控制系统 单闭环比值控制系统是为了克服开环比值系统存在单闭环比值控制系统是为了克服开环比值系统存在的不足，在开环比值控制系统的基础上，增加一个副流的不足，在开环比值控制系统的基础上，增加一个副流量的闭环控制系统。即实现副流量跟随主流量变化而变量的闭环控制系统。即实现副流量跟随主流量变化而变化，又可克服副流量本身干扰对比值的影响。化，又可克服副流量本身干扰对比值的影响。FCSp.F1F2KF2变送

5、器F1变送器控制器控制阀对象K第6页/共60页第七页，编辑于星期日：十六点 三十三分。单闭环比值控制系统与串级控制系统的区别：单闭环比值控制系统与串级控制系统的区别：单闭环比值控制系统的主流量相当于串级控单闭环比值控制系统的主流量相当于串级控制系统的主参数，而主流量没有构成闭环系统，制系统的主参数，而主流量没有构成闭环系统，F2F2的变化并不影响到的变化并不影响到F1F1。该系统存在的问题：1.由于主流量不受控制，所以总物料量不固定，不适合负荷变化幅度大的场合。2.无法保证动态比值。第7页/共60页第八页，编辑于星期日：十六点 三十三分。n n举例：图举例：图举例：图举例：图3-3 3-3 丁

6、烯洗涤塔进料与洗涤水比值控制丁烯洗涤塔进料与洗涤水比值控制丁烯洗涤塔进料与洗涤水比值控制丁烯洗涤塔进料与洗涤水比值控制KFC洗涤塔丁烯含乙腈的洗涤水洗涤水含乙腈的丁烯馏分FCSp.F1F2K第8页/共60页第九页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.2.3 双闭环比值控制系统Sp.F2KF1CF2CF1F1变送器控制器控制阀主对象KF2变送器控制器控制阀副对象-第9页/共60页第十页，编辑于星期日：十六点 三十三分。1、双闭环比值控制系统是克服单闭环比值控制系统主流量不受控，生产负荷在较大范围内波动的不足，在单闭环比值控制系统的基础上，增设了主流量控制回路，克服了主流量干扰的影响。2、实现精确

7、的流量比值关系（动态比值），确保两物料总量基本不变。3、提降负荷比较方便，只需缓慢主流量控制器的给定，就可以提降主流量，副流量自动跟踪提降，并保持比值不变。存在问题：需要防止共振的产生。第10页/共60页第十一页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.2.4 7.2.4 其它类型的比值控制系统其它类型的比值控制系统1.1.变比值控制系统变比值控制系统 定义：按照一定的工艺指标自行修正比值系数的定义：按照一定的工艺指标自行修正比值系数的变比值控制系统，也称串级比值控制系统。变比值控制系统，也称串级比值控制系统。注意：第三参数必须可连续的测量变送，否则系统将注意：第三参数必须可连续的测量变送，否则系

8、统将无法实施。无法实施。举例：氧化炉温度对氨气举例：氧化炉温度对氨气空气串级比值控制系空气串级比值控制系统统第11页/共60页第十二页，编辑于星期日：十六点 三十三分。F1主控制器除法器F2比值控制器-控制阀主对象测量变送测量变送流量对象主测量变送-第12页/共60页第十三页，编辑于星期日：十六点 三十三分。氧化炉温度对氨气氧化炉温度对氨气氧化炉温度对氨气氧化炉温度对氨气/空气串级比值控制系统空气串级比值控制系统空气串级比值控制系统空气串级比值控制系统 FCTC空气氨气混合氧化炉预热第13页/共60页第十四页，编辑于星期日：十六点 三十三分。2.2.2.2.串级和比值控制组合的系统串级和比值控

9、制组合的系统串级和比值控制组合的系统串级和比值控制组合的系统.串级和比值控制组合的系统与变比值控制系统串级和比值控制组合的系统与变比值控制系统的区别：的区别：（1 1）变比值控制系统是由第三参数来修正比值，属）变比值控制系统是由第三参数来修正比值，属于变比值控制；于变比值控制；（2 2）串级和比值控制组合是要求主流量随另一个）串级和比值控制组合是要求主流量随另一个参数的需要而改变，两流量的比值关系保持参数的需要而改变，两流量的比值关系保持不变，整个系统属于定比值控制不变，整个系统属于定比值控制。第14页/共60页第十五页，编辑于星期日：十六点 三十三分。串级和比值控制组合的系统串级和比值控制组

10、合的系统串级和比值控制组合的系统串级和比值控制组合的系统Sp.F2KF1CF2CF1LC(a)常见方案常见方案：两物料组成一双闭环比值控制，而反应器的液面又需恒定，于是组成一以液面为主参数，主流量为副参数的串级控制系统。当液面由于某种干扰而变化时，通过液面控 制器的输出来改变主流量的给定值，使主流量跟着变化。然后通过比值控制使副流量也随之变化，保持其流量比不变，由总的负荷变化克服外界干扰，把液面调回给定值。缺点：副流量的变化滞后于主流量的变化。第15页/共60页第十六页，编辑于星期日：十六点 三十三分。改进方案：如图改进方案：如图 液面控制器的输出除液面控制器的输出除作主流量控制器给定外，作主

11、流量控制器给定外，同时送入比值器作为副同时送入比值器作为副流量控制器的给定，因流量控制器的给定，因此比值控制器的动态滞此比值控制器的动态滞后可忽略，保证了主、后可忽略，保证了主、副控制回路动态响应基副控制回路动态响应基本一致。本一致。F2KF1CF2CF1LC(b)修改方案第16页/共60页第十七页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.3 比值系数的计算比值系数的计算7.3.1 7.3.1 流量与测量信号成线性关系时的计算流量与测量信号成线性关系时的计算7.3.2 7.3.2 流量与测量信号成非线性关系时的计算流量与测量信号成非线性关系时的计算第17页/共60页第十八页，编辑于星期日：十六点

12、三十三分。7.3.1 7.3.1 7.3.1 7.3.1 流量与测量信号成线性关系时的计算流量与测量信号成线性关系时的计算流量与测量信号成线性关系时的计算流量与测量信号成线性关系时的计算将工艺将工艺K K（比值）如何折算成仪表比值系数（比值）如何折算成仪表比值系数KK对于对于DDZ-DDZ-型仪表型仪表(420mADC)(420mADC)I=16+4 (3 I=16+4 (32)2)K K=(3=(33)3)I I1 1副流量测量信号值副流量测量信号值 I I2 2主流量测量信号值主流量测量信号值将（将（3 32 2）代入（）代入（3 32 2），得：），得：FFmaxI2-4I1-4第18页

13、/共60页第十九页，编辑于星期日：十六点 三十三分。F1max 主流量变送器量程上限 F2max 副流量变送器量程上限n可以证明：对于不同信号范围的仪表，比值系数的计算式是一样的。第19页/共60页第二十页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.3.2 7.3.2 7.3.2 7.3.2 流量与测量信号成非线性关系时的计算流量与测量信号成非线性关系时的计算流量与测量信号成非线性关系时的计算流量与测量信号成非线性关系时的计算流量与差压的非线关系：节流装置的比值系数。针对不同信号范围的仪表，测量信号与流量的转换关系为：010mADC的电动仪表：420mADC的电动仪表：20100kPa的气动仪表：第

14、20页/共60页第二十一页，编辑于星期日：十六点 三十三分。以信号范围为420mA DC的电动仪表为例，此时的比值系数计算方法：第21页/共60页第二十二页，编辑于星期日：十六点 三十三分。比值控制系统的设计比值控制系统的设计比值控制系统的设计比值控制系统的设计 如上所述，比值控制是解决不同物料流量之间的比例关系问题。当使用单元组合仪如上所述，比值控制是解决不同物料流量之间的比例关系问题。当使用单元组合仪表时，因输入输出参数均为统一标准信号，所以，比值器参数必须由实际物料流量的表时，因输入输出参数均为统一标准信号，所以，比值器参数必须由实际物料流量的比值系数折算成仪表的标准统一信号。以下分两种

15、情况。比值系数折算成仪表的标准统一信号。以下分两种情况。（1 1）流量与检测信号呈非线性关系）流量与检测信号呈非线性关系（2）流量与检测信号呈线性关系）流量与检测信号呈线性关系 1 1、比值器参数的计算、比值器参数的计算 说明：当物料流量的比值一定、流量与其检说明：当物料流量的比值一定、流量与其检测信号呈平方关系时，比值器的参数与物料测信号呈平方关系时，比值器的参数与物料流量的实际比值和最大值之比的乘积也呈平流量的实际比值和最大值之比的乘积也呈平方关系。方关系。说明：当物料流量的比值一定、流量与其说明：当物料流量的比值一定、流量与其测量信号呈线性关系时，比值器的参数与测量信号呈线性关系时，比值

16、器的参数与物料流量的实际比值和最大值之比的乘积物料流量的实际比值和最大值之比的乘积也呈线性关系。也呈线性关系。第22页/共60页第二十三页，编辑于星期日：十六点 三十三分。（3）实例计算）实例计算 已知某流量比值系统采用差压式流量计测量主副流量，其最大量程分别为：已知某流量比值系统采用差压式流量计测量主副流量，其最大量程分别为：工艺要求工艺要求试计算不加开方器与加开方器后仪表的比值系数试计算不加开方器与加开方器后仪表的比值系数K。不加开方器时不加开方器时:解解:加开方器后加开方器后:第23页/共60页第二十四页，编辑于星期日：十六点 三十三分。特别说明：特别说明：特别说明：特别说明：1.1.流

17、量比值流量比值K K与仪表比值系数与仪表比值系数K K 是两个不同是两个不同的概念，不能混淆。的概念，不能混淆。2.2.比值系数比值系数K K 大小与流量比大小与流量比K K和变送器的和变送器的量程有关，与负荷的大小无关。量程有关，与负荷的大小无关。3.3.流量与测量信号之间有无线性关系对流量与测量信号之间有无线性关系对计算式有直接影响：计算式有直接影响：线性时线性时K K 线线=K*F=K*F1max1max/F/F2max,2max,，非线性时非线性时K K 非非=K=K2 2*F*F1 12 2maxmax/F/F2 22 2maxmax。4.4.线性测量与非线性测量情况下线性测量与非线

18、性测量情况下K K 间的关间的关系为：系为：K K 非非=（K K 线线）2 2。第24页/共60页第二十五页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.4 比值控制方案的实施比值控制方案的实施7.4.1 两类实施方案比值控制方案实施举例比值控制方案中非线性环节的影响比值控制方案中的信号匹配问题第25页/共60页第二十六页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.4.1 7.4.1 两类实施方案两类实施方案两类实施方案两类实施方案(1)(1)相乘方案相乘方案 定义：主流量F1的测量值乘上某一系数。作为F2流量控制器的给定。仪器：采用比值器、配比器、乘法器等。注意：若K为变数时，必须用乘法器，此时只需将比

19、值设定信号换成第三参数就行了。FCSp.F1F2 K 第26页/共60页第二十七页，编辑于星期日：十六点 三十三分。(2)(2)(2)(2)相除方案相除方案相除方案相除方案 定义：将F2与F1的测量值相除，作为比值控制器的测量值。仪器：除法器 优点：这种方案直观，比值可直接由控制器设定，操作方便。若将比值给定信号必作第三参数，便可实现变比值控制。F2 F2CF1K 第27页/共60页第二十八页，编辑于星期日：十六点 三十三分。比值控制方案实施举例比值控制方案实施举例FCSp.F1F2 Kn n(1)用乘法器的方案F2变送器F1变送器控制器控制阀对象I1第28页/共60页第二十九页，编辑于星期日

20、：十六点 三十三分。a）对于420mA的电动乘除器：根据比值控制要求：根据仪表统一信号范围为420mA，所以K的变化范围仅在01之间，不能大于1，因此在确定测量仪表量程上限时，要考虑到这一因素。第29页/共60页第三十页，编辑于星期日：十六点 三十三分。若K 1时，可采用乘法器放置在副流量回路中，这时:F2变送器F1变送器控制器控制阀对象I2-第30页/共60页第三十一页，编辑于星期日：十六点 三十三分。b）对于使用比率给定器的方案F2变送器F1变送器控制器控制阀对象比率器 I1比率给定范围：线性K 开方K乘法器与比率器的区别：乘法器的比值系数不象比率器那样可以直接在仪表上设置，而是通过外部恒

21、流给定器来设定的。第31页/共60页第三十二页，编辑于星期日：十六点 三十三分。比值设置比值设置比值设置比值设置 的步骤的步骤的步骤的步骤：（1 1）先由工艺规定的两物料的流量比值）先由工艺规定的两物料的流量比值K K，结合，结合测量变送器的测量上限，正确的计算出仪表比测量变送器的测量上限，正确的计算出仪表比值系数值系数KK。（2 2）根椐所使用的乘法器运算式，由）根椐所使用的乘法器运算式，由KK进一步算出进一步算出I Ik k，然后将恒流定器的输出值调整到上述计算值。然后将恒流定器的输出值调整到上述计算值。第32页/共60页第三十三页，编辑于星期日：十六点 三十三分。2 2）用除法器组成的方

22、案）用除法器组成的方案）用除法器组成的方案）用除法器组成的方案F2 F2CF1K F2变送器F1变送器控制器控制阀对象除法器 I1I2I0I rDDZ-仪表（420mA）的除法运算式：稳态时：第33页/共60页第三十四页，编辑于星期日：十六点 三十三分。除法器的增益：F2/F1(I2/I1)，增益为“正”F1/F2(I1/I2)，增益为“负”因此，在除法运算方案中，必须注意到除法器包含在副流量回路中，它的存在影响到系统的负反馈，此外除法器的非线性特性对控制质量的影响。第34页/共60页第三十五页，编辑于星期日：十六点 三十三分。比值设定的步骤：比值设定的步骤：（1 1）先由工艺规定的流量比，测

23、量变送仪表的）先由工艺规定的流量比，测量变送仪表的特性，计算比值系数特性，计算比值系数K K。（2 2）按给定值计算公式，算出给定值后再把比）按给定值计算公式，算出给定值后再把比值器的给定值设置成上面的计算值。值器的给定值设置成上面的计算值。特点特点：（1 1）可直接读出比值，使用方便。）可直接读出比值，使用方便。（2 2）把比值器的给定值改成第三参数，即能组成）把比值器的给定值改成第三参数，即能组成变比值系统。变比值系统。第35页/共60页第三十六页，编辑于星期日：十六点 三十三分。比值控制方案中非线性环节的影响比值控制方案中非线性环节的影响比值控制方案中非线性环节的影响比值控制方案中非线性

24、环节的影响 产生原因：流量测量采用节流装置配差压变送器，不使用开方器时。若用DDZ-型变送器，则测量信号与流量之间的关系如下式：式中：K静态放大系数 F0F的静态工作点整个测量变送环节的静态放大系数是：KF0，随着负荷的增加而增大1.测量环节的非线性第36页/共60页第三十七页，编辑于星期日：十六点 三十三分。解决方法：解决方法：（1 1）可以选取不同流量特性的控制阀来补偿。可以选取不同流量特性的控制阀来补偿。（2 2）根本的方法是在差压变送器的输出端加上开方）根本的方法是在差压变送器的输出端加上开方器，使最终信号器，使最终信号 与流量之间成线性关系。与流量之间成线性关系。注意：对于节流法测量

25、流量的比值系统，两流量注意：对于节流法测量流量的比值系统，两流量要么都具有相似的非线性，要么经开方都成为线性。要么都具有相似的非线性，要么经开方都成为线性。第37页/共60页第三十八页，编辑于星期日：十六点 三十三分。2.2.除法器的非线性除法器的非线性除法器的非线性除法器的非线性 当然也有例外，如过程特性本身具有非线性（放大倍数随负荷的增大而增大），则此时采用除法器组成比值系统，除法器的非线性不仅对系统的控制质量无害，反而能起到对过程非线性的补偿作用。由于除法器在闭环回路中K=I2/I1，其放大倍数为：I1是F1的测量信号，K随着I1(I2)的增大而减小。这与采用差压法测量流量而不经开方运算

26、时的情况正好相反，在小负荷时，系统不易稳定。第38页/共60页第三十九页，编辑于星期日：十六点 三十三分。在合成氨生产的在合成氨生产的在合成氨生产的在合成氨生产的COCO变换炉中，采用除法器组成变变换炉中，采用除法器组成变变换炉中，采用除法器组成变变换炉中，采用除法器组成变换炉温度对蒸汽换炉温度对蒸汽换炉温度对蒸汽换炉温度对蒸汽/煤气比值进行校正的变比值控制煤气比值进行校正的变比值控制煤气比值进行校正的变比值控制煤气比值进行校正的变比值控制系统，就是利用除法器的非线性来补偿变换炉的系统，就是利用除法器的非线性来补偿变换炉的系统，就是利用除法器的非线性来补偿变换炉的系统，就是利用除法器的非线性来

27、补偿变换炉的非线性，收到了良好的效果。非线性，收到了良好的效果。非线性，收到了良好的效果。非线性，收到了良好的效果。FCTC煤气蒸气变换炉变换气第39页/共60页第四十页，编辑于星期日：十六点 三十三分。上面采用K=I2/I1，若采用K=I1/I2，其非线性情况也一样：因为，保持一定，所以负荷越小，放大倍数越大。由于除法器在闭环回路中K=I2/I1，其放大倍数为：可见采用K=I2/I1时，放大倍数为“正”而采用K=I1/I2时，放大倍数为“负”第40页/共60页第四十一页，编辑于星期日：十六点 三十三分。比值控制方案中的信号匹配问题比值控制方案中的信号匹配问题比值控制方案中的信号匹配问题比值控

28、制方案中的信号匹配问题n n比值系数比值系数K K的计算是比值控制系统信号匹配的主的计算是比值控制系统信号匹配的主要内容。要内容。K K的大小除了与工艺规定的流量比以外，的大小除了与工艺规定的流量比以外，还与仪表的量程上限有关。因此要使比值控制系还与仪表的量程上限有关。因此要使比值控制系统具有较高的灵敏度和精度，仪表的量程上限的统具有较高的灵敏度和精度，仪表的量程上限的确定是极为关键的。仪表量程选得过大，以致仪确定是极为关键的。仪表量程选得过大，以致仪表得灵敏度较低。表得灵敏度较低。n n对于相乘方案，比值系数对于相乘方案，比值系数K K在接近于在接近于1 1时最为时最为灵敏，精度最高。因为当

29、灵敏，精度最高。因为当K K=1=1时，时，KFKF1max1max=F=F2max2max，即在保持工艺要求的比值，即在保持工艺要求的比值K K不变情况不变情况下，主副流量都在全量程变化，系统的灵敏度下，主副流量都在全量程变化，系统的灵敏度及精度都很高。及精度都很高。第41页/共60页第四十二页，编辑于星期日：十六点 三十三分。如工艺要求如工艺要求K=FK=F2 2/F/F1 1=1/2=1/2，若选仪表测量上限，若选仪表测量上限，F F1max1max/F/F2max2max=2/1=2/1，则，则K K=1/2*2/1=1=1/2*2/1=1。n n对于相除方案，对于相除方案，K值应取为

30、左右，这样控制器的值应取为左右，这样控制器的测量值处于整个量程的中间偏上数值，既能保证测量值处于整个量程的中间偏上数值，既能保证精确度，又有一定的调整余地。精确度，又有一定的调整余地。第42页/共60页第四十三页，编辑于星期日：十六点 三十三分。例题：在甲烷转化反应中，为了保证甲烷的转化率，例题：在甲烷转化反应中，为了保证甲烷的转化率，例题：在甲烷转化反应中，为了保证甲烷的转化率，例题：在甲烷转化反应中，为了保证甲烷的转化率，就必须保持天然气、水蒸汽和空气之间成一定的比值就必须保持天然气、水蒸汽和空气之间成一定的比值就必须保持天然气、水蒸汽和空气之间成一定的比值就必须保持天然气、水蒸汽和空气之

31、间成一定的比值（1 1 1 1：3 3 3 3：）。工艺生产中最大负荷为：天然气流量的最大：）。工艺生产中最大负荷为：天然气流量的最大：）。工艺生产中最大负荷为：天然气流量的最大：）。工艺生产中最大负荷为：天然气流量的最大值值值值F F F Fsmaxsmaxsmaxsmax=311100 m=311100 m=311100 m=311100 m3 3 3 3/h/h/h/h；空气流量的最大值；空气流量的最大值；空气流量的最大值；空气流量的最大值F F F Famaxamaxamaxamax=14000=14000=14000=14000 m m m m3 3 3 3/h/h/h/h；水蒸气流

32、量的最大值；水蒸气流量的最大值；水蒸气流量的最大值；水蒸气流量的最大值F F F Fnmaxnmaxnmaxnmax=14000 m=14000 m=14000 m=14000 m3 3 3 3/h/h/h/h。转化炉F3C空气F1C水蒸气K1F2C天然气K2现采用差压法测量流量，未经开方运算，系统组成如右图示：第43页/共60页第四十四页，编辑于星期日：十六点 三十三分。已知：已知：F Fmaxmax（m m3 3/h/h）流量比流量比 水蒸气：水蒸气：31000 331000 3 天然气：天然气：11000 111000 1 空气：空气：解：天然气对水蒸气的比值系数：空气对水蒸气的比值系数

33、：第44页/共60页第四十五页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.5 7.5 7.5 7.5 比值控制系统的投运和整定比值控制系统的投运和整定比值控制系统的投运和整定比值控制系统的投运和整定系统的投运：比值系统投运方法与单回路控制系统投运方法相同比值系数K的设置：1、根椐工艺规定的流量比K，根据实际组成的控制方案计算比值系数K。2、比值系数K不一定要精确设置，可在投运中逐渐校正，直至工艺认为合格为止。第45页/共60页第四十六页，编辑于星期日：十六点 三十三分。整定步骤：整定步骤：整定步骤：整定步骤：1、进行比值系数的计算及现场整定。2、积分时间置最大，比例度由大到小，直找到临界过程（曲线b

34、)为止。3、适当放宽比例度（一般放大20%），再把积分时间慢慢减小，直找到临界过程（曲线b)为止。临界振荡状态tF0cba第46页/共60页第四十七页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.6 比值控制系统的其比值控制系统的其它问题它问题7.6.1 流量测量中的压力、温度的校正7.6.2 主、副流量的动态比值问题7.6.3 具有逻辑规律的比值控制7.6.4 副流量供料不足时的自动配比7.6.5 主动量与从动量的选择第47页/共60页第四十八页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.6.1 7.6.1 7.6.1 7.6.1 流量测量中的压力、温度的校正流量测量中的压力、温度的校正流量测量中的压力、

35、温度的校正流量测量中的压力、温度的校正 原因：对于气体流量采用差压法测量时，若工作条件温原因：对于气体流量采用差压法测量时，若工作条件温度、压力参数与设计条件不一致，将会影响到测量精度、压力参数与设计条件不一致，将会影响到测量精度。度。解决办法：解决办法：1 1、对于温度、压力变化较大，控制质量要求又、对于温度、压力变化较大，控制质量要求又较高时，应增加温度、压力补偿。较高时，应增加温度、压力补偿。2 2、采用变比值控制。、采用变比值控制。温度、压力校正公式的推导：气体体积流量和节流装置之间的关系在设计条件可表示为：第48页/共60页第四十九页，编辑于星期日：十六点 三十三分。式中Qn、pn、

36、n 为设计条件下的流量、压差和密度。实际工作条件下表达式为：式中Q1、p1、1 为实际条件下的流量、压差和密度。（3-24）（3-25）第49页/共60页第五十页，编辑于星期日：十六点 三十三分。T T n_n_设计条件下被测介质的温度，设计条件下被测介质的温度，K K；p pn n 设计条件下被测介质的压力（绝压），设计条件下被测介质的压力（绝压），PaPa；T T1 1工作条件下被测介质的温度，工作条件下被测介质的温度，K K；p p1 1工作条件下被测介质的压力（绝压），工作条件下被测介质的压力（绝压），PaPa；将式（将式（3 33434）和式（）和式（3 33535）代入式（）代入式

37、（3 33636），整理），整理得：得：对于定质量气体，考虑温度、压力的影响，则有：（3-26）第50页/共60页第五十一页，编辑于星期日：十六点 三十三分。n n上式即为温度压力校正公式。只要在实际工作上式即为温度压力校正公式。只要在实际工作条件下测出节流装置上游的温度和压力，并测条件下测出节流装置上游的温度和压力，并测得当时的差压，然后按式（得当时的差压，然后按式（3 33838）换算成设计）换算成设计条件下条件下 p pn n，再求得此时的流量值即校正后的，再求得此时的流量值即校正后的真正流量测量值。真正流量测量值。（3-28）第51页/共60页第五十二页，编辑于星期日：十六点 三十三分

38、。7.6.2 主、副流量的动态比值问题主、副流量的动态比值问题 随着生产发展对自动化地要求越来越高，对比值控制提出了更高地要求。除了要求静态比值外，还要求动态比值一定。Sp.F2KF1CF2CF1Gz(S)F1Hm1(S)Gc1(S)Gv1(S)Gp1(S)Gk(S)F2Gm2(S)Gc(S)Gv(S)Gp(S)-Gz(S)第52页/共60页第五十三页，编辑于星期日：十六点 三十三分。由于要求副流量跟随主流量变化，无相位差，以实现动态比值。第53页/共60页第五十四页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.6.3 7.6.3 具有逻辑规律的比值控制具有逻辑规律的比值控制具有逻辑规律的比值控制具有

39、逻辑规律的比值控制n n逻辑规律：就是指工艺上对主、副流量提降负逻辑规律：就是指工艺上对主、副流量提降负荷时的先后要求而言。所以具有逻辑规律的比荷时的先后要求而言。所以具有逻辑规律的比值控制也称为逻辑提量。值控制也称为逻辑提量。PCF2CKF2CHSLS蒸汽燃料空气“反”气开气开第54页/共60页第五十五页，编辑于星期日：十六点 三十三分。1.正常情况下：低选器LS以PC的输出作为输出信号，高选器HS以燃料量F1T的信号作为输出。这样空气与燃料就有一定的比值关系。2.提量时：蒸汽流量的增加，蒸汽压力PT PC，高选器HS选PC的输出，低选器HS 的输出选空气量F2T的信号，F2C的给定，空气量

40、F2T，燃料量F1T也随之，实现了先提空气量后提燃料量的原则。3.减量时：蒸汽流量的减少，蒸汽压力PT PC，低选器HS选PC的输出，高选器HS的输出选燃料量F1T的信号，F1C的给定，燃料量F1T，空气量F2T也随之，实现了先降燃料量后降空气量的原则。第55页/共60页第五十六页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.6.4 副流量供料不足时的自动配比副流量供料不足时的自动配比 问题的提出：前面所讨论的各类比值控制系统中，当问题的提出：前面所讨论的各类比值控制系统中，当主流量供料不足时，副流量会自动跟随减小，以保持主流量供料不足时，副流量会自动跟随减小，以保持比值不变，而当副流量供料不足时，如

41、果它的阀门全比值不变，而当副流量供料不足时，如果它的阀门全开还不能满足比值要求，控制系统就无能为力了。开还不能满足比值要求，控制系统就无能为力了。解决：可以增设阀位控制系统，来实现负荷的自动解决：可以增设阀位控制系统，来实现负荷的自动调整。调整。P80 P80 图图3-223-22为具有自动调整负荷的单闭环控制系统原为具有自动调整负荷的单闭环控制系统原理图理图第56页/共60页第五十七页，编辑于星期日：十六点 三十三分。Sp.F2KVCF2CF1LS100kPa外反馈“反”气开阀位控制器VC的给定值为FV的95%。第57页/共60页第五十八页，编辑于星期日：十六点 三十三分。n n分析：假定控

42、制阀为气开式的，则阀位控制器采用反分析：假定控制阀为气开式的，则阀位控制器采用反作用式。所以只要阀位控制器的最高信号低于它的给作用式。所以只要阀位控制器的最高信号低于它的给定值，则阀位控制器定值，则阀位控制器VCVC的输出高于的输出高于100kPa100kPa的值，的值，它不被低选器选中，所以主流量控制阀上风压它不被低选器选中，所以主流量控制阀上风压固定为固定为100kPa100kPa，处于全开，这时为通常的单闭环，处于全开，这时为通常的单闭环控制。当副流量控制阀快接近全开时，表示物料控制。当副流量控制阀快接近全开时，表示物料供应已成问题，此时阀位控制器供应已成问题，此时阀位控制器VCVC的测

43、量值将大的测量值将大于给定值，阀位控制器于给定值，阀位控制器VCVC的输出将降低，并被低的输出将降低，并被低选中，由它来控制主流量控制阀，以达到自动调选中，由它来控制主流量控制阀，以达到自动调整负荷的。整负荷的。第58页/共60页第五十九页，编辑于星期日：十六点 三十三分。7.6.5 7.6.5 主动量与从动量的选择主动量与从动量的选择选择原则：选择原则：1、生产中主要物料为主动量，其他物料为从动量。2、如果两种物料中，一种是可控的，另一种是不可控的，则应先不可控的为主动量，而可控的为从动量。3、如果两种物料中一种供应不成问题，而另一种物料可能供应不足，此时可选用不足的物料为主动量。第59页/共60页第六十页，编辑于星期日：十六点 三十三分。