例题
例题
（防止物料凝结）
例题
知识点11：几种比值控制系统的 区分
F1
FC
F1
K
KF1 F2
FC
F2
F1
F1C
K F2C
R
XC
F1
X

F2 F2
FfC
F1
F1C
LC
LT
k
F1C
F2
例题：


某化学反应过程要求参与反应的两物料A，B 保持1:2的比例，通过观察发现物料A的流量因 管线压力波动经常变化，设计较合适的控制系 统？ 若物料A,B的流量均因管线压力波动经常变化， 设计较合适的控制系统？ 若物料A,B的流量均因管线压力波动经常变化， 且要保持反应器内液位恒定，设计较合适的控 制系统？
D(s ) G f (s )
R (s )
Gd (s )
Gc 2 ( s ) G p 2 (s) G p1 ( s )
Y (s )
Gc1 ( s )
H (s )

（2）计算前馈控制器的数学模型。
Y ( s) D( s ) Gd ( s) Gc 2 ( s)G p 2 ( s) 1 H ( s)Gc1 ( s)G p1 ( s) 1 Gc 2 ( s )G p 2 ( s) Gc 2 ( s)G p 2 ( s) G p1 ( s)
正、反作用的选择。

主副控制器的正反作用的确定顺序应遵循先副后 主的原则。
例题：对于图示的加热器串级控 制系统。



（1）画出该控制系统的方框图，并说明主变量、副变量分别 是什么？主控制器、副控制器分别是哪个？ （2）若工艺要求加热器温度不能过高，否则易发生事故，试 确定控制阀的气开气关型式； （3）确定主、副控制器的正反 作用； （4）当蒸汽压力突然增加时，简述该控制系统的控制过程； （5）当冷物料流量突然加大时，简述该控制系统的控制过程；
过程控制工程——复习课 32个知识点全面掌握
知识点1：单回路控制系统四个环节

1 被控对象 2 测量变送装置 3 控制器 4 控制阀 例题：简单控制系统由（ （）四个环节组成。 ）、（）、（）和

知识点2：被控变量选择原则



1应尽量选择质量指标参数作为被控变量； 2当不能选择质量指标参数作被控变量时，应当选 择一个与产品质量指标有单值对应关系的间接指 标参数作为被控变量； 3所选择的间接指标参数应具有足够大的灵敏度， 以便反映产品质量的变化； 4选择被控制变量时需考虑到工艺的合理性和在国 内外仪表生产的现状。
2
例题：
若增加开方器，则比值系数为多少？
知识点13:用乘法器组成的方案的设计
I0 乘法器 I1 测量变送器2 测量变送器1 F1
I 1
K
F2
控制器 控制阀 流量对象
I1-I10 I1 -I10 I 0 -I 00 I1max -I10 I1max -I10 I 0 max -I 00
例题：比值用DDZ-3型乘法器实现，已知 F1max=7000kg/h， F2max=4000kg/h
I1
F1
F1C ×
I1
I0
F2C
F2

（1）画出方块图
R(s)

I1 I0 I 1
GC1 (s)
GV 1 (s) Gm1 (s)
G01 ( s )
F1
K
F2
I2

GC 2 (s)
GV 2 (s) Gm2 (s)
切换条件


当副控制器为反作用时：假设副变量不变，当主 控制器输出增大，相当于副变量测量值减小，副 控制器输出增大；当主控制器输出减小，相当于 副变量测量值增大，副控制器输出减小。主、副 控制器输出信号方向一致，可以直接切换。 例题：副控制为正作用，是否可以进行直接切换， 为什么？
知识点9：串级控制系统中主、副控制器
知识点12：比值与比值系数的计 算
从动流量 F2 流量比K 主动流量 F1 I 2 I 20 从动流量的测量信号 I 2 max I 20 比值系数K I1 I10 主动流量的测量信号 I1max I10 F1max 线性关系K K F2 max F1max 2 平方关系K K（ ） F2 max
G02 (s)

（2）已知I0=18mA，求该比值系数的比值K=？比值系 数K’？
( I1 4)( I 0 4) 乘法器输出I1 4 16 I1 4 由定义：K I1 4 K ( I 1 4) I1 4 ( I1 4)( I 0 4) 所以：K ( I1 4) 16 I0 4 K 0.875 16 F1max F2 max 7 4000 K K K K 1: 2 F2 max F1 max 8 7000

例题：图示的热交换器中，物料与蒸汽换热， 要求出口温度达到规定的要求。试分析下述情 况下应采取何种控制方案为好。画出系统的结 构图与方块图。
（1）物料流量F比较稳定，而蒸汽压力 波动较大。 物料流量F比较稳定，而蒸汽压力波动较大。可设 计出口温度为主变量，蒸汽压力为副变量的的串 级控制系统。
f s
GPD ( s)
Kfe
1 Tf s
K 0 e 0 s GPC ( s) (1 T0 s)(1 T1s)
T0增大、Tf 增大，K 0 增大、Kf 增大, 0 增大、 f 增大, 对控制质量有什么影响？
知识点4：阀门的气开、气闭的选择
知识点5：控制器参数对系统控制质 量的影响

例题：苯、甲苯二元系统的精馏控制系统。易 挥发组分的浓度为质量指标，温度和压力与浓 度有函数关系，
浓度 f (温度, 压力)

则应选择选择什么变量为被控变量？ 如果浓度不宜测量，应选择选择什么变量为被 控变量？同时需要满足什么条件？
知识点3：干扰通道与控制通道特性 对控制质量的影响
例题3
Σ
IF FT
例题：画出系统的结构图，控制 器正反作用
IS
LT IL
I0=IL-IF+IS
I0 FC
Σ
IF FT
Ir
控制器
-
控制阀
流量对象
F
液位对象
L
IF
I0
变送器
加法器
IS
IL
变送器
知识点18：与反馈控制比较，前馈控制的
特点


1 前馈控制克服反馈控制及时 2 前馈控制属于“开环”控制系统
3 前馈控制使用的是视对象特性而定的“专用” 控制器
1 Gc 2 ( s)G p 2 ( s) Gc 2 ( s)G p 2 ( s) 1 H ( s)Gc1 ( s)G p1 ( s) 1 Gc 2 ( s)G p 2 ( s) D( S ) 0, Y ( S ) 0 G ff ( s) ?
G ff ( s)


3）假定控制阀为气开式，试确定各控制器的 正/反作用。 主为正作用，副为反作用。
T 2C T 1C Gff
Σ
T 1C
燃料 原油
燃料 原油
例题：试判断图示两系统各属于何种控制系 统？说明其理由，并画出相应的系统方框图。
知识点20：前馈控制系统的传递 函数
GPD ( S ) GPD ( S ) G ff ( S ) ' GP 2 ( S )GPC ( S ) GPC ( S )
F1
pr

p0
FC
p2
GV 2 (s)
G02 (s) Gm 2 (s)
F氨
F氧

FC

p1
Gm1 (s)
F2
QDZ型仪表：信号为20～100Kpa p2 20 K p1 20 F1max 1 12000 K K 1.2 F2max 2 5000 p2 20 所以：p0 80 20 116Kpa p1 20 超出了QDZ型系列仪表范围
K C 增大，余差变小，振荡幅度变大， 系统趋向不稳定 Ti 增大，消除余差能力变强，振荡幅度变大， 系统趋向不稳定 微分时间常数情况比较复杂
知识点6：控制器的正反作用

例题：控制系统中控制器正、反作用的确定依 据是：（ ）。
例题：请判定图所示温度控制系统中，调节阀 和调节器的作用型式。
T C
物料
1.当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为过热蒸汽时； （ ） 2.当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为过热蒸汽时； （ ） 3.当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为待加热的软 化水时； （ ） 4.当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为待加热的软化 水时； （ ） A.气关调节阀，正作用调节器；B.气开调节阀，反作用调节器；C.气开 调节阀，正作用调节器；D.气关调节阀，反作用调节器.
（3） 系统稳定时，测I1 10mA，计算I ?
' 1
系统稳定时： ( I1 4)( I 0 4) I1 4 16 (10 4)(18 4) 4 9.25(mA) 16
知识点14:用除法器组成的方案的设计
IR F2 比值控制器 I2 控制阀 流量对象
I0
测量变送器2
pr

p0
FC
GV 2 (s)
G02 (s) Gm2 (s)
F氨
F氧

p1
0.5
p2
Gm1 (s)
在副回路中串入一个系 数为0.5的比值器 p0 20 p 2 20 p1 20 p 2 20 / 80 80 80 p1 20 0.5( p 2 20) 0.5 K p1 20 p0 0.5 K 80 20 68Kpa