浙大中控高级编程培训

高级编程培训培训中心培训中心培训中心培训中心目录�高级编程基础篇�高级应用编程篇�过程控制实现篇�编程实战篇主要内容过程控制实现�串级回路控制�前馈控制系统�三冲量控制�比值控制�选择控制主要内容�分程控制�顺序控制�联锁控制的编程�涉及时间问题的编程�关于电动机控制的编程�关于电动门控制的编程串级回路控制�在某些场合，单回路PID算法可能会不合要求。这些场合包括：过程可控程度差，如对象具有大纯滞后的情况；过程具有较明显的时变特性或非线形特性；扰动剧烈，而且幅度大；控制性能要求较高；过程参数之间存在严重关联；串级控制适用于时间常数及纯滞后较大的被控对象。�在编制串级控制程序时，我们可以使用两个单回路模块来实现，但在编写时应当注意内环与外环的无扰动切换。举例�某锅炉温度控制，温度位号TE-111A，流量位号FI-103，控制阀位号XV-105S。考虑到使用单回路进行温度控制存在较大的滞后，所以采用串级回路方式进行控制。我们将流量作为副控制对象，将温度作为主控制对象。外环的输出值与内环的给定值相等。不允许操作员单独控制流量回路。做好内外环的无扰动切换（跟踪）。举例�循环流化床锅炉中二次风量调节采用串级调节系统。烟气含氧量测量值与给定值一起送入主调中进行PID运算，其结果作为副调的给定值与二次风量测量值进行PID运算，运算结果调节二次风量调节系统的执行机构，以使二次风量满足机组运行要求。其中AT-101为烟气含氧量，FT-105为二次风量。XV-102S为二次风量调节系统的执行机构。做好无扰动切换（跟踪）。操作员能在监控画面中设定二次风量。AXSW作为串级开关。�监控中运行显示：�循环流化床锅炉中二次风量调节采用串级调节系统。烟气含氧量测量值与给定值一起送入主调中进行PID运算，其结果作为副调的给定值与二次风量测量值进行PID运算，运算结果调节二次风量调节系统的执行机构，以使二次风量满足机组运行要求。前馈控制系统�反馈控制的特点是只有偏差存在后才对操作变量进行控制，以补偿扰动变量对被控变量的影响。这种控制作用总是落后于扰动作用。�前馈控制是按照干扰作用的大小来进行控制的。当扰动一出现，就能根据扰动的测量信号控制操纵变量，及时补偿扰动对被控变量的影响。前馈控制应用场合（1）扰动频繁而幅值比较大（2）主要干扰可测而不可控（3）扰动对被控变量影响显著，单纯反馈控制难以达到要求例题�引风量调节系统中，炉膛负压测量值经过惯性延滞处理后与给定值一起送入PID中进行运算，运算结果动作引风机执行机构，从而调节炉膛负压满足机组运行要求。由于一次风量和二次风量发生变化时，需经过一段时间炉膛负压才发生变化，故在上述控制方案中直接把一次风量与二次风量之和作为前馈信号送入PID调节输出中，以提高一、二次风量变化时调节系统响应的快速性。�现PT-104为炉膛下部压力，XV-103S为引风机执行机构，FT-104A为一次左床风量，FT-104B为一次右床风量，FT-105为二次风量，PFL1为前馈系数举例�某锅炉炉膛负压控制，ABOILPPV为炉膛压力信号，我们通过调节引风机液耦来控制炉膛负压。考虑到一次风机转速ASETOA107为扰动量，我们将其做为前馈信号，并设置前馈系数ABSC1100AK。三冲量控制�三冲量控制实质上是由一个前馈加上串级反馈构成的，在蒸汽锅炉中，汽包液位控制是一个典型的三冲量控制。它的主要冲量是水位，辅助冲量是给水流量和蒸汽负荷。举例�某锅炉需要对汽包水位进行自动控制，由于其负荷较大，我们采用三冲量控制。该汽包水位有两个测点LT101_A和LT101_B,要求可以通过选择开关LT101SEL（自定义2字节描述量）选择其中的一个测点或者是这两个测点的平均值作为控制回路的测量值。FT102为给水流量，FT101为蒸汽流量，LZ101A为汽包水位调节的执行机构。LFF1为前馈系数。(*二选一模块*)VAR_INPUTSEL:INT;(*描述量选择位置*)PV1:SFLOAT;(*输入1*)PV2:SFLOAT;(*输入2*)END_VARVAR_OUTPUTMV:SFLOAT;(*输出*)END_VARVARAVG_VALUE:SFLOAT;(*平均值*)END_VARAVG_VALUE=AVE_SFLOAT(PV1,PV2);IFSEL=0THENMV=AVG_VALUE;ELSEIFSEL=1THENMV=PV1;ELSEIFSEL=2THENMV=PV2;END_IF;END_FUNCTION_BLOCK比值控制�工业生产上为保持两种或两种以上的物料比值为一定的控制叫比值控制。在比值控制系统中，首先要明确哪种物料是主物料，另一种物料按主物料来配比。�一般总以生产中的主要物料的流量为主流量，或者以不可控物料的流量为主流量，另一种物料的流量随主流量的变化而变化，称之为从物料或副流量。常用比值控制方案�单闭环比值�双闭环比值�串级比值控制单闭环比值�它是一个随动的闭环控制回路，而主物料流量的控制部分是开环的。主流量G1经比值运算后使输出信号与输入信号成一定的比例，并作为副流量控制器的给定信号。�这种方式的优点是两种物料流量的比值较为精确，实施方便。但当主流量出现大的扰动或负荷变化频繁时，副流量在调节过程中，相对于控制器的给定值会出现较大的偏差。因此，对于严格要求动态比值的化学反应是不适合的。双闭环比值�如果主流量也要保持定值，那么主流量也要有个闭合的控制回路，主、副流量通过比值器来实现比值关系。�实质上是由一个定值控制系统和一个随动控制系统组成，它不仅能保持两流量之间的比值关系，也能保证总流量不变。变比值控制系统�某些生产过程中，需要两种物料的比值按具体工况而改变。比值的大小由另一个控制器来设定，比值控制作为副回路，从而构成串级比值控制系统。比值控制系统实施方案�相除方案（能读取其比值，但稳定性较差）将两物料的商作为比值控制器的测量值�相乘方案将主物料乘以系数后作为从物料的设定值例题�某加热炉控制系统中，加热一段的煤气和空气按一定的比值对炉膛加热。其中煤气流量为FRQ1001（量程0-30000），空气流量为FRQ1002（量程0-30000），煤气流量调节阀为FCV1001，空气流量调节阀为FCV1002，两者的比值即空燃比JR1KRB（量程0-2）可由操作员设定。例题�某石化厂提升管回炼油流量FT-101（量程0~6300）和油浆流量FT-106A（量程0~12500）之和与回炼油油浆雾化蒸汽流量FT-107A（量程0~1000）进行比值控制，通过炼油油浆雾化蒸汽流量调节阀FV-107A进行控制。设定比值系数为K(量程0~100）。例题�在合成氨变换炉生产过程中，用蒸汽控制一段触煤层的温度，蒸汽与半水煤气的比值应随一段触煤层温度而变。若在稳定工况下，假设触媒层温度为t1,蒸汽与半水煤气的比值为K1。由于扰动的影响，触媒层温度由t1变化到t2，为了把温度调回到给定值，这就需要把两者的比值由K1变化到一个新的比值K2。又因为半水煤气为不可控流量，因此通过改变水蒸气流量来达到变比值的目的。（量程0-30000），半水煤气流量FRQ1002（量程0-30000），温度为TI101（量程0-1000），蒸汽流量调节FCV1001。设回路0为串级内环控制两流量的比值，回路1为串级外环控制触媒层的温度。选择控制�当生产不正常时，通常有两种处理方法。一种时切入手动，进行遥控操作，另一种是联锁保护紧急停车，防止事故的发生，即所谓硬限控制。由于硬限控制对生产和操作不利，近年来采用了安全软限控制。�所谓安全软限控制，即当一个参数将要到达危险值时，就适当降低生产要求，让它暂时维持生产，并逐渐调整生产，让它朝正常工况发展。能实现软限控制的控制系统就称为选择控制系统或取代控制系统或超弛控制系统。正常工况下，选择器选中正常控制器1，使之输出送至调节阀实现对参数1的正常控制。当参数11将要达到危险值时，选择器自动选中控制器11的信号，取代控制器1控制调节阀。选择控制系统的类型�1）选择器安装在控制器与调节阀之间几个控制器共用一个调节阀。通常是两个控制器合用一个调节阀，其中一个控制器在正常工况下工作，另一个处于备用状态。遇到工艺生产不正常时，就由它取而代之，待工况恢复正常，再由原来的控制器进行控制。举例�某催化裂化装置中，一段反应温度TRC－101与一段滑阀压降PdRCA-109低选控制。当正常工况下，调节阀TV-101通过反应温度TRC－101进行控制（自定义回路0）；当滑阀压降PdRCA-109低于设定值Pd109_SV（自定义半浮点）时，为了保证系统的安全，由滑阀压降PdRCA-109信号来控制调节阀（自定义回路1取代回路0），使系统恢复到正常工况。待系统恢复到正常工况之后，选择器自动选取反应温度信号来控制调节阀。举例�锅炉的蒸汽压力与燃料压力组成的选择控制系统。�设燃料压力控制器为回路0，正常控制器为回路1，阀后压力为PI101，蒸汽压力为PI102，控制阀为PV101。注意事项�确定选择器是用高选器还是低选器时应当先选择控制阀的气开、气关形式，然后再确定两个控制器的正、反作用，最后来确定选择器的类型。�出于安全方面的考虑，如有可能宜选用低选器，因为在失电或其他故障时，调节阀由于其气开或气关作用处于安全位置，这样选择器输出低信号时往往会比较安全，事故的危害性较小。�2）选择器安装在变送器与控制器之间特点：几个变送器合用一个控制器。应用之一是选出最高或最低测量值。应用之二是选取可靠的测量值。举例�某固定床最高温度的控制，由于最高温度的位置可能会随催化剂的老化变质、流动等原因有所移动。反应器的各处温度应加以比较，选择其中高的用于温度控制。其中：温度测点1的位号TI101，测点2的位号TI102，测点3的位号TI103，测点4