调节器正反作用的判定方法(简单好用).docx
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调节器的正反作用的简单判定方法
1、 正偏差与负偏差
在自动控制系统中,被调参数由于受到干扰的影响,常常偏离设定值,即被调参数产生了偏差:
e=pv-sp 式中:
e为偏差;pv为测量值;sp为给定值。
习惯上,e>0,称为正偏差;e<0,称为负偏差。
2、 调节器的正反作用
对于调节器来说,按照统一的规定,如果测量值增加,调节器输出增加,调节器放大系数Kc为正,则该调节器称为正作用调节器;测量值增加,调节器输出减小,Kc为负,则该调节器称为反作用调节器。
任何一个控制系统在投运前,必须正确选择调节器的正反作用,使控制作用的方向对头,否则,在闭合回路中进行的不是负反馈而是正反馈,它将不断增大偏差,最终必将把被控变量引导到受其它条件约束的高端或低端极限值上。
3、 调节器的正反作用的选择原则
闭环控制系统为一般负反馈控制系统
调节器的正反作用的选择原则是保证控制系统为负反馈控制系统,所以,首先应确定控制回路中各环节的符号:
控制参数:
控制参数增加时(阀门开大),被控参数增加(液上升),则符号为正,反之为负;
调节阀:
当输入信号增加时,开度增加(气开阀),则符号为正,反之为负(气关阀);
变送器:
输入变量增大(如液位升高),输出信号也增大(如毫安信号变大)则为“+”,否则为“-”。
将对象符号与调节阀符号相乘,同号相乘等于“+”,异号相乘等于“-”(例如:
“+ ”x“+ ”=“+”,“+”x“-”=“-”,“-”x“-”=“+”),调节器的正负与相乘的符号相反,这是单回路的选择,复杂回路可按照上述方法确定。
例如:
调节器的正反作用指输入增加输出也增加为正做用(+),输入增加输出减少为反作用(-)。
1、根据工艺对象的控制特点判定,如容器采用进口阀门控制液位,阀门开大液位上升,则控制对象的特性为A为“+”,若是出口阀门,阀门开大液位下降A 取“-”。
本例中选出口阀,阀门开大液位下降A取“-”。
2、根据工艺状况确保安全第一的前提,选择合适的阀门气开(B取+)还是气关(B取-),设计院一般已确定阀门的作用。
如本例中选气关(B取-)。
3、变送器:
输入变量增大,液位升高,输出信号也增大,毫安信号变大,则C为“+”。
3、最后根据闭环控制都是负反馈,所以 A*B*C=正,取反后为负,由此可以方便的判断出调节器是选反作用。
但有些人不根据工艺要求选阀,虽然可以通过1、组态中增加有反相器2、阀门的凸轮选择了反装,至使气关阀实际动作是控制输出信号增大,定位器输出是减小阀门打开而不是关闭。
但这样做阀门不能保证在气源故障时处于安全状态,建议更换阀门,保证设备的安全,设计人员设错了,及时沟通改正,避免在现场调试时出现事故
如果是串级控制回路,如图所示,它是一个加热炉出口温度对阀后压力的串级调节系统。
当燃料气压力变化时,副调节器动作使压力保持恒定,克服其可能给出口温度来的波动。
当出口温度变化时,温度调节器发出信号,改变副调节的给定,加减燃料量维护出口温度的稳定。
调节作用判定如下:
就以加热炉为例,对于副回路:
其对象阀开大压力上升,则控制对象的特性为A为“+”,选择合适的阀门气开(B取+),变送器输入变量增大(压力升高),输出信号也增大(毫安值变大)则为“+”。
根据上面的方法,判定副调节器为反作用,取“-”。
对于主回路:
其对象阀开大,温度上升为正,对象的特性为A为“+”,气开阀为正,参数B为“+”,变送器的输入变量增大(温度升高),输出信号也增大(毫伏值变大),变送器为正,C为“+”,副调节器为反作用,取参数D为“-”。
A*B*C*D=负,因为选择主回路要使与各环节的乘积一致,所以主回路应该为“-”,主回路为反作用。
检查,当出口温度上升,主调节器输出减小,副调节器给定小于测量,反作用使输出减小,气开阀关闭,使出口温度下降,作用正确。
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