技術(shù)與計量(安裝)輔導(dǎo):自動控制系統(tǒng)常識四

　　五、自動控制系統(tǒng)類型簡介

　　(一)簡單控制系統(tǒng)

　　所謂簡單控制系統(tǒng)，通常是指由一個測量元件及變送器、一個調(diào)節(jié)器、一個調(diào)節(jié)閥和一個對象所組成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)，又稱為單回路控制系統(tǒng)。

　　簡單控制系統(tǒng)在輕化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，所占的比重很大。即便是大型現(xiàn)代化工廠中，簡單控制系統(tǒng)仍占自動控制系統(tǒng)總數(shù)的80%左右。另外，簡單控制系統(tǒng)設(shè)計、投運(yùn)等方面的許多基本問題，在復(fù)雜控制系統(tǒng)中同樣存在。因此，我們有必要對這些基本問題進(jìn)行研究。

　　(二)串級控制系統(tǒng)

　　串級控制系統(tǒng)是應(yīng)用最早，效果最好，使用最廣泛的一種復(fù)雜控制系統(tǒng)。特點(diǎn)是兩個控制器相串接，主控制器的輸出作為副控制器的設(shè)定，適用于時間常數(shù)及純滯后較大的被控制對象，具有可減少副控對象的等效時間常數(shù)、提高系統(tǒng)的工作頻率、抑制進(jìn)入副控回路的擾動、適應(yīng)負(fù)荷變化等特點(diǎn)。

　　(三)比值控制系統(tǒng)

　　工業(yè)生產(chǎn)上為保持兩種或兩種以上物料比值為一定的控制叫比值控制。

　　常見的比值控制系統(tǒng)有單閉環(huán)比值、雙閉環(huán)比值和串級比值等三級。

　　1、單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。從物料流量的控制部分看，是一個隨動的閉環(huán)控制回路，而主物料流量的控制部分則是開環(huán)的，主流量G1經(jīng)比值運(yùn)算后使輸出信號與輸入信號成一定比例，并作為副流量控制器的給定信號值。

　　單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：兩種物料流量的比值較為精確，實(shí)施方便，從而得到了廣泛的應(yīng)用。但是這種控制方案當(dāng)主流量出現(xiàn)大的擾動或負(fù)荷頻繁波動時，副流量在調(diào)節(jié)過程中，相對于控制器的給定值會出現(xiàn)較大的偏差。因此，這種方案對嚴(yán)格要求動態(tài)比值的化學(xué)反應(yīng)是不合適的。

　　2、雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。如果要求主流量也要保持定值，那么對主流量也要有個閉合的控制回路，主、副流量通過比值器來實(shí)現(xiàn)比值關(guān)系，這樣就構(gòu)成了雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。

　　雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是由一個定值控制系統(tǒng)和一個隨動控制系統(tǒng)所組成，它不僅能保持兩個流量之間的比值關(guān)系，而且能保證總流量不變。與采用兩個單回路流量控制系統(tǒng)相比，其優(yōu)越性在于主流量一旦失調(diào)，仍能保持原定的比值。并且當(dāng)主流量因擾動而發(fā)生變化時，在控制過程中仍能保持原定的比值關(guān)系。

　　雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)除了能克服單閉環(huán)比值控制的缺點(diǎn)外，另一個優(yōu)點(diǎn)是提降負(fù)荷比較方便，只要緩慢地改變主流量控制器設(shè)定值，就可提、降主流量，同時副流量也就自動地跟蹤主流量，并保持兩者比值不變。

　　它的缺點(diǎn)是采用單元組合儀表時，所用設(shè)備多，投資高;而當(dāng)今采用功能豐富的數(shù)字式儀表，它的缺點(diǎn)則可安全消失。

　　3、串級比值控制系統(tǒng)。以上介紹的兩種比值控制系統(tǒng)，其流量比是固定不變的，故也可稱定比值控制系統(tǒng)。然而，在某些生產(chǎn)過程中，卻需要兩種物料的比值按具體工況而改變，比值的大小由另一個控制器來設(shè)定，比值控制作為副回路，從而構(gòu)成串級比值控制系統(tǒng)，也稱變化值控制系統(tǒng)。例如在合成氨變換爐生產(chǎn)過程中，用蒸汽控制一段觸媒層溫度，蒸汽與半水煤氣的比值應(yīng)隨一段觸媒層溫度而變，這樣就構(gòu)成了串級比值控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)控制精度高，應(yīng)用范圍廣。

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