过程控制系统学习

由天下分享时间：2024/12/15 11:31:23 加入收藏我要投稿点赞

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过程控制系统作业

1．选择性控制系统有哪些类型？各有什么特点？简述几种主要的

抗积分饱和的措施。

答：选择性控制系统有两种类型：（1）被控变量的选择新控制系统。其特点是：当生产处于正常情况时，选择器选择正常控制器的输出信号送给执行器，实现对生产过程的自动控制，此时取代控制器处于开路状态。当生产过程处于非正常情况时，选择器则选择取代控制器代替正常控制器对生产过程进行控制，此时正常控制器处于开路状态。当生产过程恢复正常，通过选择器的自动切换，仍由原来的正常控制器来控制生产的进行。

（2）被控变量测量值的选择性控制系统。其特点是：多个变送器共用一个控制器，选择器对变送器的输出信号进行选择。其用途有两个：一是选出几个检测变送信号的最高或最低信号用于控制，二是为防止仪表故障造成事故，对同一检测点采用多个仪表测量，选出可靠的测量值。

抗积分饱和的措施有三种：（1）限幅法，用高低值限幅器，使控制器的输出信号被限制在工作区间内。（2）外反馈法，就是采用外部信号作为控制器的积分反馈信号。这样，当控制器处于开环状态时，由于积分反馈信号不是输出信号本身，就不会形成对偏差的积分作用，从而可以防止积分饱和问题的出现。（3）积分切除法，当控制器被选中处于闭环状态时，具有比例积分作用；若控制器未被选中处于开环状态时，将积分作用自动切除，使之只有比例作用，具有这种功

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能的控制器称为PI_P控制器。

2.分程控制系统可以应用于那些场合？请分别举例说明其控制过程。答：分程控制系统应用于三种场合：（1）用于扩大控制阀的可调范围，以改善控制品质。

通常国产控制阀的可调比R为30，在绝大部分场合下能满足生产要求。但有些场合需要控制阀的可调范围很宽，这时若采用一个控制阀就满足不了生产上流量大范围变化的要求。这种情况下，可将两个口径不同的控制阀当作一个控制阀使用，从而扩大阀的可调范围。分程控制用于扩大阀的可调范围时，总是采用两个同向动作的分程控制阀并联安装在同一流体不同管线上，如下图所示。

PC PV A 天然气 PT PVB

如图，若CAmax=4，CBmax?100,且两阀的可调比相等，R=30，忽略大阀的泄漏量，当采用分程控制后，其最小流量为

4?0.133;最大流量为CAmax?CBmax?4?100?104;因此，两阀组30104?782远大于30.，合在一起的可调比将扩大到R?0.133Cmin?（2）用于控制不同的介质，以满足工艺的要求

在某些间歇式生产的生产过程中，有时需要加热，有时

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需要一走热量，为了满足这些特殊要求，一方面需要配置蒸汽和冷水两种传热介质；另一方面需设计一个分程控制系。

TT TC TV A 冷水产品 TV B 蒸汽

如图所示为一间歇聚合反应器的温度分程控制系统。当反应物料投入设备后，开始需加热升温引发反应，此时通入蒸汽使循环水被加热，循环水再通过反应夹套未反应物加热使反应物料升温；达到反应温度后，由于放出大量的反应热，若不及时一走热量，会使反应越来越剧烈，甚至可能发生爆炸，这时反应器夹套中流过的不再是热水，而是冷水，反应中产生的热量会被冷水带走，这样就达到了保持反应温度一定的目的。

（3）用于保证生产过程的安全和稳定。

在某些生产过程中，尤其是各类炼油后石油化工中，为避免建在室外储罐中的各种油品或石油化工产品与空气接触而氧化变质或发生爆炸，常常在储罐上方充氮气，使使储罐内压力保持为微正压，称为氮封。储罐内物料的增减将造成罐顶压力的升降，必须及时进行控制，否则将引起储罐变形，

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甚至破裂，造成浪费或引起燃烧、爆炸等危险。

排空 PV B PC PV A N2 PT N2

如图所示，当储罐内物料增加时，压力升高，于是关闭A阀，打开B阀，通过停止充入氮气和放空使储罐内压力下降；反之，当储罐内物料减少时，压力降低，于是打开A阀，关闭B阀，通过充入氮气和停止放空使储罐内压力升高；如此保持储罐内压力为微正压。

分程控制系统的参数整定实质就是简单控制系统的参数整定，需要注意的是，两个控制通道特性不同时，应照顾正常情况下的对象特性，按正常工况整定控制器参数，另另一阀只要在工艺允许的范围内工作即可。分程控制系统的投运 1、投运前的检查仪表本身的调试和检查

检查检测元件、变送器、控制器、显示仪表、控制阀

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的精度等,检查连接部件：包括连接正确性检查等,充灌隔离液：包括管路清洗等,检查控制器正反作用、内外给定的设置,检查控制阀动作及相关管线和旁路阀,联动检查 2、系统投运