常用控制系统性能要求是什么(常用控制系统模块包含) 共同控制系统:& nbsp& nbsp选矿过程控制通常由各种控制系统来实现。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp一、单一控制系统:& nbsp；& nbsp& nbsp单回路控制系统是由测量仪表、变送器、调节器、执行器和被控对象组成的单反馈回路控制系统。其结构原理如图1所示。 本发明结构简单，能够满足一般生产过程的控制要求，应用广泛。 & nbsp1 & nbsp单回路控制系统结构图:& nbsp& nbsp二。串级控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)& nbsp；串级控制系统的一般结构:& nbsp& nbsp& nbsp这种结构可以用图2所示的框图来表示。 它由串联的次级回路II和主回路I组成。 在串级控制系统中，主调节器具有独立的给定值，辅助调节器的给定值由主调节器自动校正，辅助调节器的输出驱动执行机构。 需要注意的是，比例或均匀系统也有类似的结构，但不是根据串级控制的特点设计的。 & nbsp2 & nbsp串级控制系统框图:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(二)串级控制系统的特点:& nbsp& nbsp& nbsp串级控制系统比单回路控制系统有更多的优点:抗干扰能力强，由于二次回路改善了对象的特性，干扰的影响减小；校正功能比单回路调节系统更快。由于辅助调节器的及时校正功能，调节过程缩短，动态偏差小，控制品质高。适应性强。当对象的工况或负荷发生变化时，主调节器能自动校正辅助调节器的给定值。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(3)串级控制系统的应用:& nbsp& nbsp& nbsp克服变化剧烈、幅度大的被控对象中的局部干扰；当被控对象的惯性滞后较大时，用于改善被控对象的特性；用于被控量需要随其他变量变化的控制。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(四)串级控制系统设计要点:& nbsp& nbsp& nbsp要实现串级控制，必须有一个可测的中间变量作为二次回路的被控变量。 中间变量及其测点的选择决定了主回路和辅助回路的分布及其滞后时间。 主回路的主控量和控制量的选择原则与单回路相同；辅助电路的选择主要考虑工艺要求、实现的可能性和经济性。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp为克服干扰的影响，二次回路应包含生产过程中的主要干扰。 中间变量的选择要使二次回路比一次回路反应更快，即主次对象的时间常数要适当匹配，控制要灵敏，包括主要和较多的干扰因素。 考虑到主电路和辅助电路之间的动态连接的消除，主电路和辅助电路的振荡周期Tp1和Tp2通常是TP1/TP2 > 3，优选地在5和10之间。 当被控变量需要与其他变量进行串级控制时，主被控变量要及时反映生产情况，而中间变量要准确快速地跟随主调节器的输出。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp主调节器调节规律的选择应根据工艺要求和调节质量要求来确定。 当主要被控变量的控制品质较高，允许的波动范围较小，不能有静差时，选择PI或PID规律。 对主被控量的要求不高，串级控制的目的是在兼顾主辅被控量时选择P或PI规律。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp当二次回路对象的延迟时间较小时，二次调节器往往选择P或PI规律。 流量控制中常选用PI规则，可以克服噪声对控制品质的影响。 在给定值不断变化的二次回路中，一般不应采用微分法。比如微分先行的PID规律，可以加速二次回路的调节。 如果一、二次回路中被控对象的滞后相似，也可以在二次回路中引入微分律，以减小二次回路的振荡周期，避免系统的“共振”。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在串级控制系统实施过程中，应注意二次回路的反馈回路不应是非线性的；二次回路中的等百分比调节阀不能补偿主要被控对象的非线性特性；反积分饱和等问题。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(5)带超前差分信号的控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp该系统具有串级控制系统的特点 在二次回路中引入微分信号，改善了被控对象的特性，使等效对象的动态特性在动态时是二次被控对象(先行区)的特性，在静态时等于被控对象的特性。 当辅助被控对象的惯性较小，主被控对象的惯性较大时，最好采用串级系统，而超前区与惯性区的差值较小时，应采用超前微分信号的控制系统。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp三。前馈控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp(1)前馈控制原理:& nbsp& nbsp& nbsp根据被控量的偏差控制反馈。而当对象的时间常数或纯滞后时间很大时，对象对干扰敏感但对控制反应慢，会导致被控量偏差过大且持续时间长。当干扰频率高、幅度大时，系统的长期振荡将是不稳定的。 前馈控制本质上是一种根据扰动进行控制的开环控制方法，前馈措施完全抵消了被控量的扰动影响。 前馈控制律依赖于对象的扰动通道和控制通道的动态特性。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp实际生产过程中应用的前馈控制规律可以分为两种基本类型:静态前馈和动态前馈。 静态前馈控制律，即前馈补偿装置的输出只取决于其输入而与时间无关，如比例控制系统。 而动态前馈控制律，即前馈补偿装置的输出和输入之间存在时间依赖关系。 因为大部分高阶对象可以用低阶近似来近似，所以可以把它们看成一系列一阶或二阶惯性环节和纯滞后环节。 有足够的精度，所以工程应用中的前馈控制律比较简单。最常用的前馈动态补偿装置的传递函数是GFF (S) = (T1S+1)/(T2S+1)。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(二)前馈-反馈控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp测量对象特性的误差和工作条件的变化导致对象特性的变化；前馈扰动不能完全对齐；系统中干扰多，无法进行前馈补偿，尤其是干扰的影响无法测量；前馈功能复杂，工程设计中通常简化前馈装置。为了充分补偿扰动，常将前馈控制与反馈控制相结合，形成前馈反馈控制系统，使被控量的偏差尽可能小。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp前馈控制也可以在实现物料平衡、热量平衡或其他计算机数学模型控制时单独使用。 前馈补偿装置的可调参数是由对象特性的参数决定的，可以在不知道对象特性的情况下通过工程整定来确定。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp四。比例控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp在选矿过程中，往往需要几个变量之间保持一定的比例关系，如给矿量与用量之间存在一定的克/吨关系；配矿工艺等。 这种比例关系的控制精度对提高产品的质量和数量，降低消耗具有重要意义。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)简化的比例控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp在系统中，一个因变量Qb或几个因变量按照另一个主变量Qα的某个多值KQχ变化，不引入其他变量来调节系统。 这种调节常用于配料、工艺和燃烧炉。 根据控制精度的不同，可分为开环、单闭环、双闭环和多变量比例控制系统。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(二)开放式比例控制系统:& nbsp& nbsp该系统如图3所示。主变量Qα通过比例装置K直接控制执行器改变从变量Qb，使Qb=KQα。 这种系统结构简单，仪表少，但Qb管路中的压力波动会影响流量比K，精度较低。 & nbsp图3 & nbsp开环(α)和单闭环(B)比例控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp(3)单闭环& nbsp；比例控制系统:& nbsp；& nbsp& nbsp为了克服开环比例控制系统中Qb管路压力波动的影响，提高比例控制的精度，流量调节器Gb往往串联在比例装置K的后面，如图3b所示。 Gb可以选择比例或比例积分规则。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(四)双闭环比例控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp当系统既要求维持主变量Qα和从变量Qb之间的比值关系，又要求Qb和Qα维持在某个固定值时，主变量和从变量有各自的调节回路，回路之间由比值装置k连接。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(5)多变量比值控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp如果几个变量随主变量按一定的比例变化，可以用几个比例组成多变量比例控制系统。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp上述比值k是固定的，通常是预先调整好的，可以利用可调设定装置或遥控设定装置随时改变。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(6)带其他变量调节的比率控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp为了保证生产过程更加经济合理，系统往往引入某个代表工艺过程的变量来自动改变比值控制系统中的主变量或比值K。 例如，在双闭环比值控制系统中，主变量调节回路的给定值根据其它变量而变化；在单闭环比值控制系统中，K是其他变量的函数，构成了可变比值控制系统。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(7)数字比例控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp它与前面介绍的模拟比例控制系统的主要区别是，在测量和比较变量时使用数字信号。 两者相比，数字系统的配比范围广，可以控制累加值的配比，易于实现多组分混合配比控制。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在实施比例控制时，应根据实际需要的流量比K=Qb/Qα来确定比例装置上的比例系数。 其中，要考虑每次流量测量的非线性影响，合理选择流量计的量程。比例关系不应因一个物质流的饱和而被破坏，比例系数应尽可能接近1，避免在低流量范围内工作，流量误差范围大。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp五、统一控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp在连续生产过程中，前一个设备的出料往往是后一个设备的进料。为了保证生产的正常运行，需要在前一个设备中维持一定的工艺参数，保证后一个设备的进料流量变化不大，如浮选槽矿浆液位的分步控制。 均匀控制是在过程允许波动不超过一定限度的情况下，保证前一设备的输出流量尽可能平稳变化。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)单一-统一控制系统:& nbsp；& nbsp& nbsp该系统如图4所示。 本质上是一个以输出流量为调节手段的液位控制系统。在结构上与单回路定值控制系统相同。两者之间的主要区别如表1所示。 该系统适用于流体输送管道前后压差基本恒定或变化不大的场合。 & nbsp图4 & nbsp单一统一控制系统:1 & nbsp均匀控制与单变量(液位)控制的比较:纯液位控制；统一控制；控制功能；精确保持液位稳定:保持液位在一定范围内波动，同时尽可能使输出流量稳定。调节器参数:比例带较窄，约30% ~ 40%，甚至小至10%。比值可高达500%，一般大于100%，积分时间长，液位变送器20-30min量程小，灵敏度高，量程大，显示仪表记录液位，流量指示流量，液位指示:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(二)串级统一控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp该系统如图5所示。 适用于流体输送管道前后压差变化较大，从而导致流量波动超过允许极限的情况。 如果把图4中的液位调节器H换成比例装置，就成了另一种串级控制。 & nbsp图5 & nbsp串级统一控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp(3)双脉冲均匀控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp如图6所示，该系统本质上是一个串级控制系统，只是液位调节器被一个加法器所代替。 & nbsp图6 & nbsp双脉冲均匀控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp(4)规制法的选择& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp比例调节器或比例积分调节器常用于单回路均匀控制系统。 一般只使用比例调节器。 比例积分调节器仅用于干扰变化频繁且幅度不大的场合。 在串级均匀控制系统中，主调节器(如液位调节器)可以根据单回路均匀控制系统选择调节规律。 当用变送器代替液位调节器时，可以用加法器构成双脉冲均匀控制系统。 辅助调节器(如流量调节器)可以是比例积分调节器。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp不及物动词步进控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp分程控制系统是指一个调节器同时控制两个或几个调节阀，每个调节阀根据工艺要求在调节器输出的一个信号周期内起调节作用的一些控制系统。 这样既能满足启停时小流量和正常工况下大流量的要求，又能适应负荷的大变化，避免调节阀经常在小开度下工作，可显著扩大调节阀的可调范围。而且可以根据工艺要求改变控制量，保证生产稳定，避免事故发生。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp要实现分行程控制，调节阀必须在调节器输出的一定范围内执行一定的行程，调节阀全行程对应的控制信号要改变。 比如调节器的输出为0% ~ 100%，其中0% ~ 40%控制第一气门行程为0% ~ 100%，40% ~ 100%控制第二气门行程为0% ~ 100%。 其次，在分程控制系统中，当一个阀过渡到另一个阀时，由于两个阀的增益不同，流量特性会发生突然变化。 当使用等百分比阀时，特性曲线的突变较轻。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp例如，利用“重叠信号”法来弥补调节阀流量特性的突变，可以进一步提高控制品质，如图7所示。 & nbsp图7 & nbsp重叠信号法的交通特征:& nbsp& nbsp& nbsp七。多冲量控制系统:& nbsp& nbsp& nbsp在多个变量相互关联的被控对象中，被控量不仅与被控量有关，还与其他变量有关。这些变量按照一定的关系组合在一起共同控制被控量，从而形成多脉冲控制系统，如均匀控制中的双脉冲均匀控制系统。 图8是三脉冲控制系统的方框图。 & nbsp图8 & nbsp三冲量控制系统框图:& nbsp
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