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10.AI調(diào)節(jié)器在大滯后系統(tǒng)中組建串級調(diào)節(jié)的應(yīng)用心得
| 一,、概述 | ||
| 在工業(yè)控制中，許多控制過程機(jī)理復(fù)雜，滯后大,，控制對象具有變結(jié)構(gòu),，時變等特點(diǎn)。對于一個被控量的單回路簡單控制系統(tǒng)解決了大部的控制問題,。對于滯后較大,，時間常數(shù)較大，干擾多而劇烈的現(xiàn)象,，控制質(zhì)量較差,，對各個過程變量內(nèi)部存在相關(guān)過程，控制系統(tǒng)相互之間會出現(xiàn)干擾等等,。因此,，在簡單的控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，改用其他調(diào)節(jié)方式,，如串級調(diào)節(jié),，它的特點(diǎn)是兩個調(diào)節(jié)器相串聯(lián)，主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定,，適用于時間常數(shù)及沌滯后較大的對象,，如加熱爐、蒸餾塔,、鍋爐減溫水的汽溫控制,。又發(fā)展了眾多的復(fù)雜控制系統(tǒng)， | ||
| 二,、 精餾塔溫度,、流量串級調(diào)節(jié)系統(tǒng) | ||
| 1、 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理 | ||
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| 生產(chǎn)工藝上對精餾塔溫度控制要求是精餾塔溫度升高（或低）時,，冷卻液調(diào)節(jié)閥開大（或關(guān)小）受系統(tǒng)V02儲液筒,、LC調(diào)節(jié)單元的影響,，冷卻介質(zhì)流量升高（或降低）時，冷卻液調(diào)節(jié)閥關(guān)?。ɑ蜷_大）使精餾塔溫度恢復(fù)到給定值,，為滿足上述要求，調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)附合以下條件 2,、副調(diào)節(jié)器的作用方向 工藝上要求副調(diào)節(jié)器為反向作用,，確定調(diào)節(jié)器的作用方向，只要看調(diào)節(jié)器的輸入偏差信號變化方向與工藝要求調(diào)節(jié)器的輸出信號的變化方向是否一致,，兩者方向一致,，則調(diào)節(jié)器為正向作用,，兩者方向相反，則調(diào)節(jié)器為反作用 3,、主調(diào)節(jié)器的作用方向 主調(diào)節(jié)器的作用方向,，應(yīng)在副調(diào)節(jié)器的作用確定以后，再根據(jù)工藝要求來確定,。因?yàn)楦闭{(diào)節(jié)器直接控制執(zhí)行器,，要保證執(zhí)行器正確動作。在主調(diào)節(jié)器輸入偏差增大（或減?。r,，要求主調(diào)節(jié)的輸出信號增大（或減小）,，因此主調(diào)節(jié)的作用為正向作用,。 4、參數(shù)設(shè)置 正確接線（圖二）,，注意信號方向,，設(shè)置參數(shù)：副調(diào)：AI-808AXL2、流量量程標(biāo)度1.60T/h,、設(shè)定值0.80T/h（系統(tǒng)正常運(yùn)行時的流量值）,。dF=2、Ctrl=1,、Ct1=1,、Sn=32、dIP=2,、dIL=0,、dIH=1.60T/h、OPI=4,、CF=8（反作用,、外給定功能）、dL=2,、可設(shè)置正、負(fù)偏差報(bào)警,。主調(diào)：AI-808AXL2,、傳感器熱電阻，設(shè)定值40℃,、Ctrl=1,，dF=0.2、Ct1=4,、Sn=21,、dIP=1,、OPI=4、CF=1（正作用）,、dL=2,、可設(shè)置上、下限報(bào)警,、正,、負(fù)偏差報(bào)警。（圖二） | ||
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| 5,、串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)自整定兩步操作法 在串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)中有兩個閉合回路,，對象超前區(qū)流量、副調(diào)節(jié)器,，執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥組成內(nèi)回路,，由對象惰性區(qū)、溫度,、主調(diào)節(jié)器和副回路組成的外回路,。 對于冷卻液流量的變化，超前信號的反應(yīng)要比蒸發(fā)溫度的反應(yīng)快得多,，因此,，在流量的自發(fā)擾動時，由于副調(diào)節(jié)器的動作能及時消除它的影響而使蒸發(fā)溫度很少變化,。當(dāng)蒸發(fā)溫度偏離給定值時,，則由主調(diào)節(jié)器發(fā)出校正信號，通過副調(diào)節(jié)器控制執(zhí)行器進(jìn)行調(diào)節(jié),，使蒸發(fā)溫度zui后恢復(fù)到給定值,。 在串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，對副回路的要求是盡快消除擾動,、對精餾塔蒸發(fā)溫度起粗調(diào)作用,，因此采用比例、微分AI調(diào)節(jié)器（PD ）,；而主調(diào)節(jié)器的作用是zui后保持蒸發(fā)溫度無靜差,，對蒸發(fā)溫度起細(xì)調(diào)作用，采用AI調(diào)節(jié)器模糊規(guī)則進(jìn)行PID 調(diào)節(jié)的一種新型算法,。 串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)中兩個調(diào)節(jié)器串接一起,，整定工作比較麻煩。但是,，由于兩個回路中對象的滯后時間和時間常數(shù)量差別較大,，副回路的過程快得多，因此可以將主,、副回路分開整定,。即在整定副回路時,，設(shè)定CF參數(shù)取消外給定，將主回路近似看作開路,，這樣就可用整定單回路方法進(jìn)行整定,。在整定主回路時，副回路可近似看成快速隨動系統(tǒng),，副回路可看成是主回路中的一個比例環(huán)節(jié),，則使主回路仍能按整定單回路的方法來整定。實(shí)際上,，兩個回路之間存在著不可分割的,。 自整定兩步操作法用副調(diào)節(jié)器的增、減鍵手動操作控制閥門,，使精餾塔正常運(yùn)行后,，開始自整定操作。 *步：副調(diào)節(jié)器CF參數(shù)改0,，取消外給定功能為單回路功能,，在手動狀態(tài)下，設(shè)定系統(tǒng)正常時的工作壓力值,，然后投自動,，起動自整定，儀表執(zhí)行位式調(diào)節(jié),，經(jīng)2-3次振蕩后自整定結(jié)束,，將M5參數(shù)改成M5=0，即系統(tǒng)取消積分作用改成比例微分（PD）調(diào)節(jié),；CF參數(shù)改成CF=8,，具有外給定功能后開始下一步操作。 第二步：主調(diào)節(jié)器在手動狀態(tài)下設(shè)定值,，給定值為系統(tǒng)正常運(yùn)行時的溫度值,，然后投自動、起動自整定結(jié)束即可,。 在系統(tǒng)調(diào)試設(shè)運(yùn)中,，為防止串級系統(tǒng)的共振效應(yīng)，主回路的輸出周期應(yīng)大于副回路輸出周期的三倍,，否則主,、副回路的波動會互相促進(jìn)，使系統(tǒng)產(chǎn)生共振現(xiàn)象,，防止共振的措施是改變輸出周期CtL參數(shù)值。 | ||
| 三,、串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入前的準(zhǔn)備工作 | ||
| ①檢測點(diǎn)位置是否合理和測量元件的安裝質(zhì)量直接影響著自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投入和正常運(yùn)行,。 ②傳感器的選擇：AI主調(diào)節(jié)器溫度輸入可直接采用熱電阻,、熱電偶無需采用變送單元。AI副調(diào)節(jié)器輸入信號必經(jīng)采用變送輸入,，因外給定與測量輸入是同一個標(biāo)度,。 ③正常運(yùn)行中，溫度的變化范圍很小,，為提高測量的靈敏度,，應(yīng)根據(jù)各測點(diǎn)溫度變化范圍確定,溫變的量程范圍，特別是作為副調(diào)節(jié)器的輸入由為重要,。 ④具有流量控制的副回路應(yīng)注意流量信號的恒定性,。由于許多流量控制副回路在低負(fù)荷下運(yùn)行，此時主調(diào)節(jié)器輸出微小的變化就會造成流量大幅度的波動,，使調(diào)節(jié)品質(zhì)變壞,。需要經(jīng)常在小流量下工作其流量副回路應(yīng)加開方器為好。恒定性好流量信號可不用開方器,。 ⑤調(diào)節(jié)閥門是直接受調(diào)節(jié)器的控制信號去調(diào)節(jié)的工具,，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)存在的問題較多，往往被人們忽視,，如選型,、流量特性對負(fù)荷變化的適應(yīng)性，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時調(diào)節(jié)閥的開度一般應(yīng)在40%-70%范圍內(nèi),，滿足負(fù)荷變化的平衡,；其它如泄漏，機(jī)械性能等都將直接影響調(diào)節(jié)品質(zhì),。 | ||
| 四,、總結(jié) | ||
| 擬定串級調(diào)節(jié)時遵循一定的原則，根據(jù)工藝條件,，合理配置傳感器,，找出主要干擾源，主副調(diào)節(jié)協(xié)作好,，就會有好的調(diào)節(jié)效果,。 |
