比值控制过程控制
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(工业过程控制)7.比值控制
安全保护
为防止异常情况对系统造成损害，需 设计安全保护措施，如联锁、紧急停 车等。
控制参数的整定
确定控制参数
根据控制目标和工艺要求，确定合适的控制参数，如比例系 数、积分时间等。
整定控制参数
通过实验或仿真，调整控制参数，以达到最佳的控制效果。
05
比值控制系统的调试与优化
系统调试
硬件设备检查
确保所有硬件设备如传感器、执行器、控制 器等都已正确安装并正常工作。
03
程的稳定和排放达标。
比值控制的重要性和优势
提高产品质量和产量
通过精确控制物料比例，可以 稳定生产过程，提高产品质量
和产量。
节能降耗
合理地控制物料比例可以降低 能耗和物耗，提高生产效率和 经济性。
减少环境污染
通过精确控制反应过程，可以 减少副反应和废弃物的产生， 降低对环境的污染。
提高生产安全
比值控制可以减少人工操作和 人为误差，降低生产事故的风
参数整定
根据实际工艺需求，对控制器参数进行整定， 以获得最佳的控制效果。
软件配置
根据比值控制需求，对控制软件进行配置， 包括输入输出信号、控制算法等。
模拟测试
在调试过程中，通过模拟测试来验证比值控 制系统的功能和性能。
系统优化
01
控制策略优化
对比值控制算法进行优化，以提高 系统的响应速度和稳定性。
求进行。
调节阀的安装位置和方式应合理 选择，以保证调节的准确性和可
靠性。
03
比值控制策略
固定比值控制
总结词
固定比值控制是一种简单的比值控制策略，通过设定固定的比例来控制两个或多 个输入流之间的输出比例。
详细描述
固定比值控制通常用于工业过程中需要保持恒定比例的场合，例如气体混合、液 体配料等。通过设定固定的比例系数，可以确保输入流之间的输出比例保持不变 。这种控制方法简单易行，但缺乏灵活性，无法应对输入流变化的情况。
为防止异常情况对系统造成损害，需 设计安全保护措施，如联锁、紧急停 车等。
控制参数的整定
确定控制参数
根据控制目标和工艺要求，确定合适的控制参数，如比例系 数、积分时间等。
整定控制参数
通过实验或仿真，调整控制参数，以达到最佳的控制效果。
05
比值控制系统的调试与优化
系统调试
硬件设备检查
确保所有硬件设备如传感器、执行器、控制 器等都已正确安装并正常工作。
03
程的稳定和排放达标。
比值控制的重要性和优势
提高产品质量和产量
通过精确控制物料比例，可以 稳定生产过程，提高产品质量
和产量。
节能降耗
合理地控制物料比例可以降低 能耗和物耗，提高生产效率和 经济性。
减少环境污染
通过精确控制反应过程，可以 减少副反应和废弃物的产生， 降低对环境的污染。
提高生产安全
比值控制可以减少人工操作和 人为误差，降低生产事故的风
参数整定
根据实际工艺需求，对控制器参数进行整定， 以获得最佳的控制效果。
软件配置
根据比值控制需求，对控制软件进行配置， 包括输入输出信号、控制算法等。
模拟测试
在调试过程中，通过模拟测试来验证比值控 制系统的功能和性能。
系统优化
01
控制策略优化
对比值控制算法进行优化，以提高 系统的响应速度和稳定性。
求进行。
调节阀的安装位置和方式应合理 选择，以保证调节的准确性和可
靠性。
03
比值控制策略
固定比值控制
总结词
固定比值控制是一种简单的比值控制策略，通过设定固定的比例来控制两个或多 个输入流之间的输出比例。
详细描述
固定比值控制通常用于工业过程中需要保持恒定比例的场合，例如气体混合、液 体配料等。通过设定固定的比例系数，可以确保输入流之间的输出比例保持不变 。这种控制方法简单易行，但缺乏灵活性，无法应对输入流变化的情况。
比值控制在过程控制中的应用
入 量 为２ ／ ， 比值 系数 （ ）为 ０ ３ ，求 得 化合 水 流量 ５ｔｈ ｋ ．６
（２ Ｆ ）为９ｍ／ 。 ３ｈ
灰 ，其 生 产 方 法主 要有 挤 压 法 、 固相 水合 法 及 液 相 水 合 法 等 几 种 。 固 相 水合 法 又 称 水 混 法 ，它 是 在 ３ ． ～ １９ ５ ４ ０ ℃ 范 围 内 ， 水 和 轻 灰 按 一 定 水 碱 比 混 合 ，形 成 颗 粒 均
目前 ， 工 业 化 生 产 中 ， 主 要 以轻 灰 为 原 料 制 造 重
Ｎ 。Ｏ和化合水 的配比关系，选定Ｎ ０ｆ 为主物料流量 ａｃ 。 ａｃ ： ｛ 乍
Ｆ ，化 合 水 作为 从 物 料 流 量Ｆ ，构成 比值 控 制 回路 。工 １ ２ 艺 要求 的流量 比值关 系 ：Ｆ ＝ｋ Ｆ 。 己知Ｎ Ｏ Ｆ ）投 ２ ，１ ａ 。（ １ Ｃ
ｌ２ ｌ
刘 华 孙 ： 值 制 过 控 中 应 建 强 比控 在 程 制 的用
技术在线
比值控制在过程控制 中的应用
刘建华 孙强。 １潍 坊科技学院 山东寿光 ２ ２ ０ ２神华 国华宁东发 电有 限公司安全技术部 ６７０ 宁夏 ７ ０ ０ ５４８
１ 比值控制 系统原理 简介
匀 ，粒度 ≥７ ％、总碱 度 ≥９ ． ％ 比重 ≥９ ０ｋ ／ ０ ９ ２、 ０ ｇ ｍ 的一 水碱 ，并且 释放 出热 量 ：
Ｎ ２０＋ ２＝ ａＣ ３ Ｈ０ １ ． Ｊ ｍ ｌ Ｃ ３ＨＯ Ｎ ２Ｏ ・ ２＋ ４ １ｋ ／ ｏ
一
为 了能 够定 量 控制 进 碱 量 ， 由ＤＳ 控 输 出４ Ｏｍ Ｃ遥 ～２ Ａ 的Ｄ 电 流 信 号 ， 控 制 电 机 变 频 器 ， 由变 频 器 输 出 频 率 Ｃ （ｚ Ｈ ）信 号 控 制 交流 电机 的转 速 ， 同 时交 流 电机 带 动螺
（２ Ｆ ）为９ｍ／ 。 ３ｈ
灰 ，其 生 产 方 法主 要有 挤 压 法 、 固相 水合 法 及 液 相 水 合 法 等 几 种 。 固 相 水合 法 又 称 水 混 法 ，它 是 在 ３ ． ～ １９ ５ ４ ０ ℃ 范 围 内 ， 水 和 轻 灰 按 一 定 水 碱 比 混 合 ，形 成 颗 粒 均
目前 ， 工 业 化 生 产 中 ， 主 要 以轻 灰 为 原 料 制 造 重
Ｎ 。Ｏ和化合水 的配比关系，选定Ｎ ０ｆ 为主物料流量 ａｃ 。 ａｃ ： ｛ 乍
Ｆ ，化 合 水 作为 从 物 料 流 量Ｆ ，构成 比值 控 制 回路 。工 １ ２ 艺 要求 的流量 比值关 系 ：Ｆ ＝ｋ Ｆ 。 己知Ｎ Ｏ Ｆ ）投 ２ ，１ ａ 。（ １ Ｃ
ｌ２ ｌ
刘 华 孙 ： 值 制 过 控 中 应 建 强 比控 在 程 制 的用
技术在线
比值控制在过程控制 中的应用
刘建华 孙强。 １潍 坊科技学院 山东寿光 ２ ２ ０ ２神华 国华宁东发 电有 限公司安全技术部 ６７０ 宁夏 ７ ０ ０ ５４８
１ 比值控制 系统原理 简介
匀 ，粒度 ≥７ ％、总碱 度 ≥９ ． ％ 比重 ≥９ ０ｋ ／ ０ ９ ２、 ０ ｇ ｍ 的一 水碱 ，并且 释放 出热 量 ：
Ｎ ２０＋ ２＝ ａＣ ３ Ｈ０ １ ． Ｊ ｍ ｌ Ｃ ３ＨＯ Ｎ ２Ｏ ・ ２＋ ４ １ｋ ／ ｏ
一
为 了能 够定 量 控制 进 碱 量 ， 由ＤＳ 控 输 出４ Ｏｍ Ｃ遥 ～２ Ａ 的Ｄ 电 流 信 号 ， 控 制 电 机 变 频 器 ， 由变 频 器 输 出 频 率 Ｃ （ｚ Ｈ ）信 号 控 制 交流 电机 的转 速 ， 同 时交 流 电机 带 动螺
浙大工业过程控制7比值控制
QB IB
IA
K2
FC
QA
稳态条件: K2 IA = IB
K2
QA QAmax
QB QB max
,
K AB
QA QB
K2
1 K AB
QAmax QB max
1 K1
2020/6/16
课件
6
比值控制系统方案3
QB
IB
÷
IA
IA / IB
K3
RC
QA
稳态条件: K3 = IA / IB
K3
QA QB
QB
QA
混 合 器
6~8% NaoH
问题：当NaoH用量QB变化时， 调整稀释水量QA 以使稀释液 NaoH的浓度为6~8%左右。 解决方案：
（1）出口浓度控制； （2）入口流量的比值控制（流 量比值 ？）。
2020/6/16
课件
3
一般的比值控制问题
物料 B
QB 后续
物料 A
QA
装置
要求：QA / QB = KAB（比值系数）而QB 为主动流量， QA 为可控量，要求设计一控制系统通过调节QA 以实现上述 比值控制目标。
工艺
（3）前馈反馈串级
介质
控制 ？
2020/6/16
课件
9
换热器变比值串级控制仿真
(参见模型…/FFControl/ExHeaterRatio_PID.mdl)
2020/6/16
课件
10
结论
讨论了流量比值控制问题； 介绍了常用的比值控制方案； 分析了流量比值与比值器参数的关系； 详细列举了燃烧控制中常用的逻辑提降量
QB max QAmax
K AB
举例说明单闭环比值控制系统的工作过程
举例说明单闭环比值控制系统的工作过程
单闭环比值控制系统是一种常见的自动控制系统，它通过测量被控对象（如温度、压力等）与给定参考值之间的误差，并利用控制器对输出信号进行调整，从而实现对被控对象的控制。
下面以温度控制系统为例来说明单闭环比值控制系统的工作过程：
1. 设置参考值：首先，我们需要设置一个目标温度作为参考值。
2. 测量过程变量：通过传感器实时测量被控对象（如温度）的当前值。
3. 计算误差：将测量到的当前值与设置的参考值进行比较，计算出误差（即偏差）。
4. 控制器调整输出：控制器根据误差信号来决定需要进行的调整动作。
比如，如果当前温度低于目标温度，则控制器会通过增加供热设备的输出来达到升温的目的。
5. 反馈控制：控制器对输出信号进行调整后，被控对象的状态会发生变化。
系统通过反馈机制重新测量被控对象的状态，并将新的测量值与参考值进行比较，重新计算误差。
6. 循环控制：系统会不断地重复上述步骤，通过不断调整输出信号来使误差逐渐减小，直到被控对象的状态稳定在设定值附近。
需要注意的是，单闭环比值控制系统只考虑当前的误差和输出调整，对于系统动态特性的影响较小。
有些情况下，可能需要更为复杂的控制方式，如采用多闭环控制系统来改善系统响应速度和稳定性。
以上就是单闭环比值控制系统的简要工作过程。
比值控制
这样的系统便于负荷升降
比值控制系统的结构形式
（三）双闭环比值控制：
F1
F T FC 1
F1
F C 2
F2
F2
双闭环比值控制系统：双闭环比值控制有时可用两个简单控制 系统代替，只是不便于负荷提降。
双闭环比值控制需要防止共振的产生。在主动流量回路调节频率与从 动流量调节回路调节频率不要太接近。
比值控制系统的结构形式
比值控制系统的结构形式
（一）开环比值控制：
F1
FT
FY
比值器
开环比值：所用 仪表少，结构简 单，当F1变化时， 比值控制才起作 用，用于从动量 干扰小，比值关 系要求不太严格 的情况下。
F2
F1
流量测量
比值器
控制阀 F2
比值控制系统的结构形式
（二）单闭环比值控制：
F1
FT
单闭环比值控制：单闭
环比值控制是在开环比
值基础上增加了一个从 动量的控从动量波动较 大，对比值控制精度要
FC
F2
求较高的场所。 F2
F1
比值控制系统的结构形式
（三）双闭环比值控制：
F1
F T FC 1
F1
比值器
F Y
F C 2
F2
F2
双闭环比值控制系统：双闭环比值控制是在单环比值基础上增 加了一个主动量的控制回路而构成。适用于主动量波动较大且 允许控制，从动量波动也较大，对比值控制精度要求较高的场 所
第三节比值控制系统
一、基本原理和结构
比值控制的意义：有些生产过程需要保持两种物料的流量成 一定比例关系，一旦比例失调就会影响产品的质量和数量， 甚至造成生产安全事故。 主动物料：在两种物料中，处于主导地位的物料称为主动物 料，一般用F1表示； 从动物料：另一种物料按主动物料进行配比，跟随主动量而 变化，称此物料为从动物料，一般用F2表示。 工艺流量比k：k=F2/F1 即工艺要求的从动物料与主动物料之 比。
比值控制系统的结构形式
（三）双闭环比值控制：
F1
F T FC 1
F1
F C 2
F2
F2
双闭环比值控制系统：双闭环比值控制有时可用两个简单控制 系统代替，只是不便于负荷提降。
双闭环比值控制需要防止共振的产生。在主动流量回路调节频率与从 动流量调节回路调节频率不要太接近。
比值控制系统的结构形式
比值控制系统的结构形式
（一）开环比值控制：
F1
FT
FY
比值器
开环比值：所用 仪表少，结构简 单，当F1变化时， 比值控制才起作 用，用于从动量 干扰小，比值关 系要求不太严格 的情况下。
F2
F1
流量测量
比值器
控制阀 F2
比值控制系统的结构形式
（二）单闭环比值控制：
F1
FT
单闭环比值控制：单闭
环比值控制是在开环比
值基础上增加了一个从 动量的控从动量波动较 大，对比值控制精度要
FC
F2
求较高的场所。 F2
F1
比值控制系统的结构形式
（三）双闭环比值控制：
F1
F T FC 1
F1
比值器
F Y
F C 2
F2
F2
双闭环比值控制系统：双闭环比值控制是在单环比值基础上增 加了一个主动量的控制回路而构成。适用于主动量波动较大且 允许控制，从动量波动也较大，对比值控制精度要求较高的场 所
第三节比值控制系统
一、基本原理和结构
比值控制的意义：有些生产过程需要保持两种物料的流量成 一定比例关系，一旦比例失调就会影响产品的质量和数量， 甚至造成生产安全事故。 主动物料：在两种物料中，处于主导地位的物料称为主动物 料，一般用F1表示； 从动物料：另一种物料按主动物料进行配比，跟随主动量而 变化，称此物料为从动物料，一般用F2表示。 工艺流量比k：k=F2/F1 即工艺要求的从动物料与主动物料之 比。
比值控制与分程控制
kpa
Q1
KQ1
Q2
−
副流量控制回路为一个闭环随动控制系统，主动量是开环的。
特点： 特点：
能实现副流量跟随主流量的变化而变化； 克服副流量本身干扰对比值的影响，实现主、副流量的精确比值；
9.1 比值控制
9.1.3 比值控制系统的设计
1．主、从动量的确定 一般情况下，总是把生产中主要物料定为主动量 主要物料定为主动量，其它物料则为从动量， 主要物料定为主动量 让从动量的变化跟随主动量变化。 如果两种物料中，一种是可控的，另一种为不可控的，那么应选不可控 不可控 物料为主动量，而可控物料为从动量 可控物料为从动量。 物料为主动量 可控物料为从动量 如果两种物料中一种物料供应不成问题，而另一种物料却可能供应不 足，此时以可能供应不足的物料定为主动量 可能供应不足的物料定为主动量较为适宜，这样一旦主动量因供应 可能供应不足的物料定为主动量 不足而失控时，流量比值始终能保持。 有时主、从动量的选择还关系到安全生产，此时需从安全的角度出发选 从安全的角度出发选 择主、从动量。
K= Q2 Q1
K：副流量与主流量的流量比值 副流量与主流量的流量比值。 副流量与主流量的流量比值
9.1 比值控制
9.1.2 比值控制方案
1．开环比值控制系统
Q1 Q2
发生变化时，两者之间的比值关系就会被破坏。 当扰动使得副流量 Q2 发生变化时，两者之间的比值关系就会被破坏。 2．单闭环比值控制系统
R y
+ -
阀门定位器： 阀门定位器：将调节 器的输出信号分成几段 输出信号分成几段， 输出信号分成几段 不同区段的信号由相应的 阀门定位器转化为 20kPa～100kPa信号压 力，使调节阀全行程动 使调节阀全行程动 作。
第二章 第3节 比值控制系统
Q 2 max 2 dK 1 = −2 2 ( ) dQ 2 k Q 2 Q 1 max
2、比值器、乘法器方案
比值器、乘法器不包括在闭环回路中，故不影响系统的性 能
四、比值系数的设定
1、应用比值器的方案
U2：副流量的测量值 U1：主流量测量值，比值器输入值 Uo：副流量控制器的设定值，比值 器输出 K: 比值系数
G 1 = Gx ; G
2
= G (1 − x )
G2 1 − x k = = ; k ∈ (0, ∞ ) G1 x
3、均分控制
如图2-19所示，使两个流量之差为定值
Q1
F1T
÷
F2T
RC
YC
YT
y
Q2
图2-3-8 与2－17（b）对应
（1）控制过程： Q1/Q2=r 送给RC 作为测量值，YC最终产品质量控制器，输 出作为RC的设定值。 当除流量之外的干扰影响YC的测量值后，YC输出改变，从 而修改了RC的设定值，即修改了主流量和副流量的比值。
（2）系统分析： 对于进入主流量Q1的干扰，由于比值回路的快速跟踪作 用，使副流量Q2=rQ1变化，使主参数y恒定，静态前馈作用 对于进入Q2的干扰，通过自身的控制回路来克服，它相 当于串级控制系统的副回路 综上，变比值系统实质是一种静态前馈－串级控制系统
R 控制器 控制阀 测量变送 副流量对象 Q2 Q1
图2-3-4 开环比值控制系统方框图
2、单闭环比值控制系统
如图2-3-5所示，对副流量构成闭环。 对于副流量自身的干扰可以消除。系统中包含了一个闭合 回路，所以称为单闭环比值控制。
R F1T
30%NaOH
FC
F2T
H2O
混 合 器
2、比值器、乘法器方案
比值器、乘法器不包括在闭环回路中，故不影响系统的性 能
四、比值系数的设定
1、应用比值器的方案
U2：副流量的测量值 U1：主流量测量值，比值器输入值 Uo：副流量控制器的设定值，比值 器输出 K: 比值系数
G 1 = Gx ; G
2
= G (1 − x )
G2 1 − x k = = ; k ∈ (0, ∞ ) G1 x
3、均分控制
如图2-19所示，使两个流量之差为定值
Q1
F1T
÷
F2T
RC
YC
YT
y
Q2
图2-3-8 与2－17（b）对应
（1）控制过程： Q1/Q2=r 送给RC 作为测量值，YC最终产品质量控制器，输 出作为RC的设定值。 当除流量之外的干扰影响YC的测量值后，YC输出改变，从 而修改了RC的设定值，即修改了主流量和副流量的比值。
（2）系统分析： 对于进入主流量Q1的干扰，由于比值回路的快速跟踪作 用，使副流量Q2=rQ1变化，使主参数y恒定，静态前馈作用 对于进入Q2的干扰，通过自身的控制回路来克服，它相 当于串级控制系统的副回路 综上，变比值系统实质是一种静态前馈－串级控制系统
R 控制器 控制阀 测量变送 副流量对象 Q2 Q1
图2-3-4 开环比值控制系统方框图
2、单闭环比值控制系统
如图2-3-5所示，对副流量构成闭环。 对于副流量自身的干扰可以消除。系统中包含了一个闭合 回路，所以称为单闭环比值控制。
R F1T
30%NaOH
FC
F2T
H2O
混 合 器
比值控制的实施方案
比值控制的实施方案在企业的生产经营过程中，比值控制是一项非常重要的管理工具，它可以帮助企业合理分配资源，提高生产效率，降低成本，提高产品质量。
本文将介绍比值控制的实施方案，希望能够对企业管理者有所帮助。
首先，比值控制的实施需要明确目标。
企业在实施比值控制时，首先需要确定控制的目标和范围，明确控制的对象是什么，控制的范围是多大，以及达到什么样的效果。
只有明确了目标，才能有针对性地进行比值控制，否则将无法取得预期的效果。
其次，建立合理的比值控制指标体系。
比值控制需要建立科学合理的指标体系，通过对各种关键指标的监控和控制，实现资源的合理配置和利用。
企业可以根据自身的特点和发展阶段，确定适合自己的比值控制指标体系，确保指标的科学性和可操作性。
第三，加强数据采集和监控。
比值控制的实施需要大量的数据支撑，企业需要建立健全的数据采集和监控机制，及时获取各项指标的数据，并进行分析和评估。
只有在数据的基础上进行比值控制，才能做出科学的决策，避免盲目性和随意性。
第四，实施比值控制的过程中，需要注重过程管理。
过程管理是比值控制的关键，它包括对生产、运营、质量等各个环节的管理和控制。
企业需要建立健全的过程管理体系，确保每一个环节都能够按照既定的标准和要求进行操作，从而保证整个生产过程的稳定性和可控性。
最后，比值控制的实施需要注重人员培训和激励机制。
人是企业最重要的资源，他们的积极性和主动性对比值控制的实施至关重要。
因此，企业需要加强对员工的培训和教育，提高他们的专业素养和工作技能，同时建立激励机制，激发他们的工作热情和创造力。
综上所述，比值控制的实施需要明确目标、建立合理的指标体系、加强数据采集和监控、注重过程管理，以及加强人员培训和激励机制。
只有全面、系统地进行比值控制，企业才能够实现资源的最大化利用，提高生产效率，降低成本，提高产品质量，从而在激烈的市场竞争中立于不败之地。
希望本文的内容能够对企业管理者有所启发和帮助。
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K2
?
1 ? QAmax KAB QBmax
?
1 K1
总结：当K在0-1之间，乘法器 应设置在从动量控制回路外； 当K大于1时，乘法器应设置在 从动量控制回路内。
比值控制系统方案3-相除方案
QB
稳态条件: K3 = IA / IB
IB
÷
IA
IA/ IB
K3
RC
QA
K3
?
QA QB
?
QB max QAmax
双闭环比值控制系统的方块图
QB
IB
F1 C
K
K'
IA F2C
QA
特点：对QB定值控制。优点：QB平稳，则QA也平稳，总负荷QA+QB稳定；改 变QBSP ，可改变QB，QA自动跟踪，且比值不变，动态比值。若比值K变化时，
怎么办？
IB
÷K
IA
变比值控制系统
QB
y
RCБайду номын сангаас
YC
对DDZ III型仪表, 除法器的输 入输出关系为
比值控制系统方案1（续）
假设流量测量变送环节为非线性环节。
QB
I
A
?
? ? ?
QA Q Amax
?2 ? ?
(20
?
4)4?
mA,
IB
?
? ? ?
QB QB max
?2 ? ?
(20 ?
4)4?
mA
稳态条件：IA = K ( IB-4)+4
? ? ?
QA Q Amax
?2 ? ?
?
K
? ? ?
QB QB max
课堂提问
? 前馈控制的原理是什么？ ? 是否可用普通的PID控制器作为前馈控制器，为什么？ ? 为什么一般不单独使用前馈控制？
比值控制 Ratio Control
本讲内容
? 比值控制问题的由来； ? 常用的比值控制方案与系统结构； ? 流量比值与比值器参数的关系； ? 变比值控制系统的特点与应用场合； ? 比值控制系统的参数整定； ? 比值控制系统的投运。
单、双闭环比值控制方案
QB IB K IA
FC
QB
IB
F1C
K
IA
F2C
QA
单闭环比值控制系统
QA
双闭环比值控制系统 Return
单闭环比值控制系统的方块图
图中的F1C是比值计算器 优点：两种物料比较精确；结构简单、易实施，广泛应用。 缺点：QB可变，总物料量QA+QB也变化。有些生产不允许总物料（负荷） 大幅度变化，如反应器（负荷变化破坏反应器的热平衡）
?2 ? ?
QA
K ? K2
? ?
QB
max
?2 ?
AB ? QAmax ?
比值控制方案2-相乘方案
QB 稳态条件: IB ? K2 (IA ? 4)4? mA
IB
K2
QA Q Amax
?
QB , QB max
K AB
?
QA QB
IA
K2
FC
QA
乘法器K2在副流量回路中 流量变送器为DDZ-Ⅲ线 性仪表
(20 ?
4)4?
mA,
IB
?
QB QB max
(20 ?
4)4?
mA
稳态条件: IA = K1( IB-4)+4
QA Q A max
?
K1
QB Q B max
,
K AB
?
QA QB
K1
?
K AB
QB max Q Amax
QA
乘法器K1在副流量回路外
相乘方案无法了解两个流量的实 际比值；为不影响精度，K不宜 过小或过大，以接近1为宜
乘法器的设定
QB 对DDZ-III型仪表, 乘法器的输 入输出关系为
IB
×
Is
I0
I0
?
?I s
?
4?(I B
16
?
4)
?
4
mA
FC
稳态条件: IA = I0
IA
Is
? 16?
QA ? QB
QB max QAmax
?
4
QA
? 16 ?
KAB ?
QB max QAmax
?
4
mA
IB K
IA
I0
FC
QB 后续
物料 A
QA
装置
要求：QA/ QB = KAB（比值系数）而 QB 为主动流 量， QA为从动流量（可控量），要求设计一控制 系统通过调节 QA以实现上述比值控制目标。
开环比值控制方案
Q1
Q 2 ? KQ1
FT K
缺点： Q2受干扰时，同 样开度Q2值不同，则
K ? Q2
Q2
Q1
只适合于对比值精度要求不高，从动物料流量比较稳定的场合。
I1
F1C
燃料
Q1
PC
I0
HS I2 I4
F2C
K
Q2
空气
功能: (1) 正常工况下实现 锅炉蒸汽压力对燃料流量 的串级控制，以及燃料与 空气流量的比值控制
(2) 提负荷时先提空气，而 降负荷时先降燃料量。
分析要点：正常工况时，
I1 ? I2 ? I3 ? I4 ? I0
方案分析
? 正常工况下，这是炉出口蒸汽压力对燃油流量的串级控制系统和 燃油流量与空气流量的比值控制系统。蒸汽压力控制器是反作用 的，当蒸汽压力下降时（如因蒸汽耗量增加），压力控制器输出 增加，提高了燃油流量控制器的设定值。
K ? I A ? 4 ? 4 mA IB ? 4
QA
K?
QA ? QBmax QB QAmax
?
KAB ?
QB max QAmax
变比值控制系统方块图
变比值控制系统的方块图
比值控制系统方案1-相乘方案
以单闭环比值系统为例
QB IB K1 IA
FC
假设流量测量变送为线性环节。
IA
?
QA QAmax
溶液配制问题
30% NaOoHH
H2O
QB
QA
混 合 器
6~8% NaaOoH
问题：假设NaOH用量QB和稀释 水量QA可测并且QA可调。如果 QB变化，如何调整以使稀释液 NaOH的浓度为6~8%左右？
解决方案：
（1）出口浓度控制；
（2）入口流量的比值控制（流 量比值 ？）。
物料 B
流量比值控制问题
（3）前馈反馈串级 控制
凝液
工艺 介质
上一节中所采用的前馈控制器：
系统功能——变增益串级
×
RVsp
RV
FC
TC
蒸汽
T2sp
RF
K?
1 RF
凝液
T2
工艺 介质
系统功能—前馈串级控制
＋
∑
－ T1
前馈控制器
××
k1
RF
T2sp
TC
RVsp
RV
FC
蒸汽
T2
凝液
工艺 介质
比值控制的逻辑提降量
蒸汽
LS
I3
?
KAB ?
QB max QAmax
存在问题：物料A的流量回路存在非线性，当物料B的流量减少时，回路 增益增大，有可能使系统不稳定，并可能出现“除零”运算。
相除方案中，仪表比值系数K与负荷变化有关，呈非线性关系，近年已不采 用相除方案实施比值控制。 但该方案可直接得到两个流量的实际比值；为 使调节有裕度，设定宜在中间，即K在50%左右为宜。
比值控制系统方案3 （续）
相除方案的方块图
换热器出口温度 变比值串级控制系统
×
RVsp
RV
FC
RF
凝液
TC
蒸汽
T2sp
T2
系统功能： （1）变比值串级？ （2）变增益串级？
工艺
（3）前馈反馈串级
介质
控制 ？
变比值串级控制
×
RVsp
RV
FC
RF
TC
蒸汽
T2sp
系统功能：
T RVsp ? 1 Kv RF (2T2sp ? T1)