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與小Z一起學自控——被控變數的選擇與控制方案的確立之分程控制

與小Z……串級控制給大家分享下圖工藝去選擇控制方案

要求控制反應器溫度恆定,所以我們確定被控變數為溫度。

【分析

由於反應器進料溫度不固定,並反應過程中放熱,那麼這些屬於我們控制過程中的擾動(相關概念參閱一篇…術語)。

為了使反應器溫度與設定值(系統要求的值或者說是我們想要的值)保持一致;

需檢測被控變數(反應器內部溫度),並與設定值進行比較得到偏差;

按一定控制規律對偏差運算;

輸出信號驅動操縱變數(夾套內換熱用熱水量);

最終使被控變數恢復到設定值。

 

【方案】

如上圖:

變送器檢測反應器內溫度;

控制器對偏差運算;

執行器改變操縱變數熱水量。

 

 

控制過程描述:

溫度變送器檢測出罐內溫度(PV),送到控制器中與預先定好的理想中的值(SP)進行比較運算,如有偏差存在,運算過程結果輸出(OP)到執行器(閥門),閥門接到命令動作,從而改變進入罐夾套中熱水流量,直至罐中溫度(PV)與設定的值(SP)一致為止。

 

【問題】

上面的分析是在控制方案確立時最優先要考慮的,但是此控制方案忽略一個問題,就是該反應為放熱反應,如果做上述控制方案,當反應器內溫度達到設定值時物料開始反應,而反應為放熱反應,也就是反應器內溫度會升高,這時系統會關閉熱水閥,但是反應器的溫度是不會迅速降下來的。

那該怎麼版呢?是否可以在反應時向夾套內通入冷水降溫呢?

那麼我們來研究一下這個方案:

如上圖:

變送器檢測液位;

控制器對偏差運算;

執行器改變操縱變數。

 

控制過程描述:

溫度變送器檢測出罐內溫度(PV),送到控制器中與預先定好的理想中的值(SP)進行比較運算,如有偏差存在(罐內溫度低),運算過程結果輸出(OP)到執行器(熱水閥門),閥門接到命令動作,從而改變進入罐夾套中熱水流量,直至罐中溫度(PV)與設定的值(SP)一致為止。當反應器達到溫度開始反應放熱,這時控制器檢測到偏差存在(罐內溫度高),運算過程結果輸出(OP)到執行器(冷水閥門),從而改變進入罐夾套中冷水流量,直至罐中溫度(PV)與設定的值(SP)一致為止。

 

如圖:

通過觀察上圖,我們發現冷熱水閥通過一個控制器去控制,像這樣一個控制器控制兩個或兩個以上的執行器的叫分程控制。

 

分程控制的組態同樣非常簡單,以後會有介紹!

 

大家分析一下下麵這個圖的控制方案。

 

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