复杂控制系统

更新时间:2024-05-21 11:21

复杂控制系统就是在单回路控制系统的基础上,再增加计算环节,控制环节或者其他环节的控制系统。

定义

单回路控制系统的基础上,再增加计算环节,控制环节或者其他环节的控制系统称为复杂控制系统

简介

随着生产的发展、工艺的革新必然导致对操作条件的要求更加严格,变量间的相关关系更加复杂,为适应生产发展的需要,产生了复杂控制系统。在特定条件下,采用复杂控制系统对提高控制品质,扩大自动化应用范围起着关键性作用。做粗略估计,通常复杂控制系统约占全部控制系统的10%,但是,对生产过程的贡献则达80%

分类

常用的复杂控制系统有串级控制系统、比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、选择控制系统、前馈控制系统等等。

串级控制系统

采用不只一个控制器,而且控制器间相互串接,一个控制器的输出作为另一个控制器的设定值的系统,称为串级控制系统。其特点是由于副回路作用,对于进入副回路的干扰具有较强的干扰能力,改善了对象特性,提高了工作频率。

比值控制系统

凡是用来实现两个或者两个以上的物料按照一定比例关系关联控制,以达到某种控制目的的控制系统,称为比值控制系统。其分为单闭环比值控制系统、双闭环比值控制系统和变比值控制系统。

均匀控制系统

用来解决前后被控量供求矛盾,保证它们的变化不会反应过于剧烈的一种控制方案。

前馈控制系统

根据扰动或者设定值的变化按补偿原理而工作的控制系统,其特点是当扰动产生以后,被控量还未变化以前,根据扰动作用的大小进行控制,以补偿扰动作用对被控变量的影响。

分程控制系统

一般而言,通过对一只调节阀的操作便能够实现对一台调节器的输出工作,如果通过一只调节器对两个或者是两个以上的调节阀进行控制,并且是通过对信号的分析根据不同的需求去对不同的阀门进行操作,这种控制方式就是分程控制。分程控制经常应用于DCS系统中,在化工行业获得了较为广泛的应用。在分程控制的作用下,将一个调节器的信号进行分段处理,信号被分为若干段以后,每段信号对应一个执行器进行控制工作,通过执行器的分段连续共同完成一个较为复杂的任务。例如在化工生产中,受到原料的物理或者是化学属性的影响,需要对其进行严密的控制,这就借助于分程控制。例如对于氮气而言,需要利用密封的方式对其进行储存,且氮气的压力需要维持在一定的范围内。在化工生产中,一些材料是通过利用氮气的压力作为动力进行传送的,在对氮气压力的维持下,实现了原料传送的稳定性。

在分程控制的应用中,需要做好两个方面的工作,第一要确保氮气的足够供应,即在罐内的压力过低时,需要及时的对罐内补充氮气,第二在罐内压力过高时,需要及时的降压,进而实现罐内压力的均衡发展,这就需要借助分程控制来实现对氮气的及时补充和排放。分程控制具有明显的优越性,主要表现在可以实现对调节阀的调节范围的扩大,及时的对调节阀的工作进行调整,满足各种生产和工作的需求,同时还能够满足工艺操作的特殊要求。例如在间歇性的化学反应中,在反应物进入设备开始生产时,为了达到材料反应的温度,在刚开始时就进行加温,但是温度达到一定的要求后,在化学反应的推动下,还会产生大量的热量,如果不进行热量转移,就会加速反应,导致爆炸的威胁,这就需要解决预热问题,而分程控制正好解决了这一问题。利用调节器设置温度的定值,可以确保反应在一定的温度范范围内进行,避免了温度过高引起的反应剧烈问题,消除了化工生产中的安全隐患。

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