1、第八章 简单控制系统,过程控制系统中绝大多数是简单控制系统 简单控制系统是复杂控制系统与先进控制系统的基础 本章主要讨论简单控制系统的设计、投运与整定。,1 系统组成原理及分析,一、系统组成,简单控制系统组成是： 一个控制器 一个变送器（测量仪表）一个执行器（控制阀）一个被控对象 由于控制系统信号流只有一个回路，也称单回路控制系统。如图81所示。图82是该系统方框图。,图81 换热器温度控制系统,TC：温度控制器TT：温度变送器执行器：气动控制阀被控对象：换热器,图81,图82 换热器温度控制系统方框图,本例：控制器：E上升，U上升，E下降，U下降。温度检测、变送器：T上升，Y上升，T下降，Y
2、下降。执行器：U上升，Q上升，U下降，Q下降。,图82,1、被控对象,从图82可以看出 系统有一个被控变量:加热炉出口温度T。 一个被控对象：换热器一个操纵变量（控制变量）：蒸汽流量操纵变量是对象的输入，被控变量是对象的输出。对被控变量有影响作用的其他因素都看作干扰，即干扰也是对象的输入。,2、控制器,实际的控制器包括方框图中的比较部分和控制器两个方框。 控制器可以是电动控制器，甚至是计算机，输出是电信号。可通过电/气转换器将信号送到气动阀，也可直接送到带电气阀门定位器的气动控制阀。 控制器的输入是设定值与测量值的偏差。控制器实现各种控制规律。,3、测量及变送单元,对应不同的变量，仪表种类众多
3、，见第三章过程检测仪表和第四章分析仪表的介绍。从输入输出关系看，很简单，完成从非电量到电量的转换，而且多数接近线性过程。被控变量真实值T无法得到，只能得到其测量值Y。,4、执行器,过程控制中气动执行器最多，而电动执行器较少。执行器接收控制器输出，使阀门开度变化，影响过程的状态，改变操纵变量，最终对被控变量产生影响。可根据控制系统要求改变执行器的特性和作用方向。,二、控制过程分析（平衡状态）,若蒸汽、冷流体的量和及品质不变，流入系统的蒸汽传递给冷流体的热量使被加热物出口温度维持不变。控制系统处于平衡状态。若有扰动，或工艺要求新的出口温度，上述平衡被破坏。,二、控制过程分析（扰动分析）,扰动：蒸汽
4、的压力和温度，冷流体的流量及品质。扰动具有随机性质。扰动影响系统平衡，改变被控变量。控制系统要克服扰动的影响。,二、控制过程分析（控制过程）,扰动使被控温度T增加时，控制系统克服扰动，使T减小并回复到设定值。,扰动使被控温度减小时，控制系统克服干扰，使得T增加并回复到设定值。,若负反馈变成正反馈，控制系统将不能克服扰动，即被控变量不能再回复到设定值。而且控制系统会使得被控变量更加偏离设定值。,控制器或执行器的方向选错，也不能克服扰动。,二、控制过程分析（控制过程）,图82 换热器温度控制系统方框图,本例：控制器：E上升，U上升，E下降，U下降。温度检测、变送器：T上升，Y上升，T下降，Y下降。执行器：U上升，Q上升，U下降，Q下降。,图82,
