隔焰隧道窑温度-温度串级控制系统
隧道窑炉温自动控制
隧道窑炉温自动控制隧道窑炉温自动控制A、测温点的选取对炉温控制而言，起关键作用的是烧成带。
为此，目前隧道窑的整个温度制度的控制，通常简化为对烧成带内若干个特定点的温度定值控制，即将烧成带的所有燃烧室分成若干个区，每一区选择一个测温点作为温度控制点。
其温度控制数值由工艺给定的温度控制来决定。
采用热电偶作为检测元件的有两种测温点选择方案；一种是选在侧墙上，将热电偶按垂直方向插入窑内，另一种是选在窑顶上，将热电偶按垂直方向插入窑内。
采用全辐射高温计作为检测元件的一般是在侧墙上留出水平方向的测温孔。
B、对温度测量信号的处理用全辐射高温计测量窑内火焰空间的温度时，很容易受到各种干扰因素的影响。
其中特别是火焰的脉动干扰，常使测量信号也出现严重的脉动情况。
全辐射高温计输出的热电毫伏信号，直接送至电子电位差计记录下来的温度曲线，其脉动辐度可达30～40℃，而把这样的温度测量信号送入炉温控制系统是不适当的。
因为这种脉动信号将使调节器的输出电流也随着发生波动，导致调节阀的频繁动作，显然这种情况对控制系统的工作是十分不利的。
为此，必须设法减少温度测量信号的脉动，经常采用的方法是利用由电容和电阻组成的电子滤波器，对脉动信号进行滤波。
全辐射高温计输出的热电毫伏信号送至DBW型温度变送器，变送器输出的脉动电信号进入RC滤波器，滤除脉动分量后的电流信号经电阻R1进入调节器。
同时从电阻R1上取得电压毫伏信号送至电子电位差计作记录用。
~ 1 ~RC滤波器中的电阻R和电容C的取值，可以通过实验来确定，一般R取1KΩ左右，C取4000uF左右。
C、热电偶的安装为了保证热电偶的测量精度，灵敏度和可检验性，使用寿命，以及安装和维护的方便，必须注意热电偶在窑炉上的安装基本方法和特点。
①窑炉碹顶上安装热电偶测量燃烧式工业窑炉火焰空间温度时，一般采用窑炉碹顶上安装热电偶，在碹顶测量点耐火砖预留孔内，插入WRR型或WRP型热电偶，并用耐火泥填塞孔隙，防止窜火，这是最简单的安装方法。
串级控制系统
这种控制系统对于上述的干扰有很强的抑制作用，不等到它们 影响烧成带温度，就被较早发现，及时进行控制，将它们对烧成 带温度的影响降低到最小限度。但是，我们也知道，还有直接影 响烧成带温度的干扰，例如窑道中装载制品的窑车速度、制品的 原料成分、窑车上装载制品的数 量以及春夏秋冬、刮风下雨带来 环境温度的变化等等（如图6-2 中用D1表示）。由于在这个控制 系统中，烧成带温度不是被控变 量，所以对于干扰D1造成烧成带 温度的变化，控制系统无法进行 调节。
θ1T
θ1C
θ1T、 θ1C
回路再改
变燃料量
原料
管式加热炉
θ2T θ2C
燃料
17
所谓串级控制系统，就是采用两个控制器串联工作，主 控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输出去 操纵控制阀，从而对主被控变量具有更好的控制效果。这样 的控制系统被称为串级控制系统。与图6-4串级控制系统的工 艺流程图对应的原理方框图如图 6-5所示。
第6章 串级控制系统
目录
6.1 串级控制系统的基本概念 6.2 串级控制系统的分析 6.3 串级控制系统的设计 6.4 串级控制系统的整定 6.5 串级控制系统的投运 6.6 MATLAB对串级控制系统进行仿真 本章小结
1
最简单的控制系统——单回路控制系统 系统中只用了一个调节器，调节器也只有一
个输入信号。 从系统方框图看，只有一个闭环。 复杂控制系统—— 多回路控制系统。 由多个测量值、多个调节器；或者由多个测
量值、一个调节器、一个补偿器或一个解耦 器等等组成多个回路的控制系统。 从系统方框图看，有多个闭环。
2
6. l 串级控制系统的概念
6.2.l 串级控制的提出
例6-1 隔焰式隧道 窑温度控制系统。 （见图6-1）。 隧道窑是对陶瓷制 品进行预热、烧成、 冷却的装置。
过程控制系统模拟试题
过程控制系统试题一、填空题（20'）1、典型的过程控制系统由控制器、执行机构、被控对象和测量变送装置等环节构成。
2、对过程控制系统的基本性能要求有三点，分别为稳定性、快速性、和准确性。
3、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、液动调节阀和电动调节阀三大类。
4、扰动通道静态放大系数越大，则系统的稳态误差越大。
控制通道的静态放大系数越大，表示控制作用越灵敏，克服扰动能力越强。
5、串级控制系统主回路一般是一个定值控制系统，副回路一般是一个随动控制系统。
6、常用的解耦控制设计方法有前馈补偿解耦、反馈解耦法、对角解耦法、单位阵解耦法。
二、单项选择题（10'）1、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,( C )是衡量系统快速性的质量指标。
A）最大偏差B）衰减比C）振荡周期D）余差2、下列叙述中不是串级控制系统的特点的是( C )A．结构上由两个闭环组成B．对二次扰动有很明显的克服作用C．系统中有两个调节阀D．提高了整个系统的响应速度3、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的（B）A）主回路B）副回路C）主副回路都有D）不能确定4、下面前馈控制系统中对过程的控制质量没有影响的是（D）A）控制通道放大倍数Ko B）扰动通道放大倍数KfC）扰动通道时间常数D）扰动通道纯滞后时间5、用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( A )特性的调节阀。
A、快开特性B、等百分比特性C、线性D、抛物线特性三、判断题（10'）1、串级控制系统中应使主要和更多的干扰落入副回路。
（√）2、过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。
（√）3、扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素（×）答案：扰动量是除操纵变量外作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。
4、对干扰通道时间常数越小越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易。
（×）答案：时间常数越大越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易5、串级控制系统中主调节器以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。
第6章-串级控制系统讲解全文编辑修改
D1
烧成带 θ1
副测量变送器
主测量变送器 根据副控制器的“反”作用，其输出将减小，“气开”式的控制阀门将 被关小，燃料流量将被调节回稳定状态时的大小。
6.1 串级控制系统的基本概念
串级控制系统的工作过程
(2)只存在一次干扰
θ1r
主控制器
副控制器 调节阀
D2 燃烧室 θ2
隔焰板
D1
烧成带 θ1
副测量变送器
主参数设定
－
主调 节器
－
副调 节器
调节 阀
二次扰动
副对象
一次扰动 主参数
主对象
副变送器
副参数
定值控 制系统
主变送器
主回路
图6-6 串级控制系统标准方框图
1) 在结构上，串级控制系统由两个闭环组成．副回路 起“粗调”作用，主回路起“细调”作用。
2) 每个闭环都有各自的调节对象，调节器和变送器 3) 调节阀由副调节器直接控制
－
－
Gm2(s)
Y2(s)
Gm1(s)
y2,sp
＋ －
Gc2 ym2
Gv Gm2
＋ ＋
GGpo22
D2 y2
D2(s)
1 + Gc G 2Gv op22Gm2
y2,sp
Gc2GvGGop2
1 + Gc G 2Gv op22Gm2
＋ D2' (s)
＋
y2(s)
Go2’(s)
6.2 串级控制系统的分析
6.2 串级控制系统的分析
串级控制特点总结：
1) 在系统结构上, 它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环 控制系统。其中主回路是定值控制，副回路是随动控制；
隧道窑多点温度微机控制系统
隧道窑多点温度微机控制系统
周进千;蒋爱平
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】1989(000)002
【摘要】一、概述电容器陶瓷材料的烧成温度最佳为1300℃,但是陶瓷基片被银后的焙烧温度由于受到了银的挥发温度的限制因而应低于900℃。
过去生产中为了防止银层的挥发,焙烧温度一般控制在800℃左右。
然而实际工作中我们却发现,如果能将焙烧温度尽量接近900℃,则能较大地提高基片的质量,制成的电容器其损耗和绝缘性能也较好。
但是由于目前所用常规仪表的控温精度较差,一般在±10℃左右,因而满足不了上述要求。
为此我们通过调研,提出并研制了隧道窑多点温度微机控制系统。
该系统的工作过程简述如下:由热电偶LB—3输出的0—16.688mv 信号,送入低温漂斩波自稳零放大器ICL7650。
【总页数】5页(P7-11)
【作者】周进千;蒋爱平
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TM534.105
【相关文献】
1.隧道炉多点温度及传送速度的微机控制系统 [J], 程启明;徐建平
2.隧道窑专用多点温度巡检仪 [J], 郭平
3.微机多点温度巡检系统中温度校正方法的研究 [J], 佟为明;李凤楼
4.微机远距离多点温度集中测量与控制系统 [J], 宋建平
5.微机控制的多点温度检测与自动控制系统 [J], 李日强
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过程控制习题库
3、与单回路控制相比，串级控制系统具有哪些特点？答：1.减小了被控对象的时间常数，缩短了控制通道，使控制作用更加及时。
2.提高了系统的工作频率，使振荡周期减小，调节时间缩短，系统的快速性提高了。
3.对于二次干扰有很强的客服能力，对克服一次干扰也有一定的提高。
4.对负荷或操作条件的变化有一定的适应能力。
11． 如图所示的测温系统中，热电偶的分度号为K ，当被测实际温度是600℃时，仪表指示为多少？（10分）温度℃20 50 550 560 570 580 590 600 610 K(mV)0.798 2.022 22.772 23.198 23.624 24.050 24.476 24.902 25.327解：设电子电位差计读数为T ℃，则输入电子电位差计的电势为E 入=E(T,20)铜导线上不产生电势，因而输入显示仪表的电势E 入=E(600,50) (3分)于是有： E(T,20)= E(600,50) (3分) 即 E(T,0)= E(600,50)＋ E(20,0)=24.902-2.022＋0.798=23.678(mV) (2分)由所附分度表可知，在570℃～580℃之间，每1℃对应的mV 值为0.0426 所以有（23.678-23.624）÷0.0426=1.3℃即仪表示值为T=570+1.3=571.3℃3、简述“积分饱和现象”产生的内因和外因。
答：造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。
在偏差长期存在的条件下，控制器输出会不断增加或减小，直到极限值引起积分饱和。
25℃ 50℃ XWC K 20℃ 600℃ K 铜导线控制器增益Kc或比例度PB增益Kc 的增大（或比例度PB下降），使系统的调节作用增强，但稳定性下降；积分时间Ti积分作用的增强（即Ti 下降），使系统消除余差的能力加强，但控制系统的稳定性下降；微分时间Td微分作用增强（即Td 增大），可使系统的超前作用增强，稳定性得到加强，但对高频噪声起放大作用，主要适合于特性滞后较大的广义对象，如温度对象等。
过控习题课
1. 某温度控制系统的给定值为300°C ，在单位阶跃干扰下的过渡过程曲线如图所示，试分别求出该系统最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间。
2、某PID 控制器，当比例度P ＝80%,TI=2min,TD=0,若在t=t0时刻输入一幅值为1mA 的阶跃信号，设控制器的起始工作点为6mA ，试计算控制器的输出，并绘制其输出波形图。
16 13 51. PI 调节器输入在0时刻输入一系列的信号，其[0 2)时刻的输出如下图所示（其中调节器的初始输出为0。
1）PI 调节器的比例度和积分时间常数分别是多少？(注意单位)2）试绘制完整[0 5]时刻的u(t)输出曲线？(在每个不连续间断点处注明坐标)某水槽液位控制系统如下图所示。
已知（横截面积）1000A =cm 2，（出水阀的阻力系数）0.03R =s/cm 3,调节阀为气关式，其（控制阀）静态增益28v K =cm 3.mA,液体变送器静态增益1m K =mA/cm.1) 画出该系统基于稳态工作点的传递方框图?2）控制器为比例控制器，比例带40δ=%，试分别求出扰动56d Q ∆=cm 3/s 以及定值阶跃变化r ∆=0.5mA 时，被控量h 的残差?3) 当控制器比例带120δ=%，其他条件不变，被控量h 的残差又是多少？比较（2）和（3）计算结果，总结δ值对系统残差又是多少？4）液位控制器改用PI 控制器后，被控量h 的残差又是多少？有两个串联在一起的双容水槽如下图所示，其间的连通管具有阻力，因此两者的水位是不同的。
来水首先进入水槽1，然后再通过水槽2流出。
水流入量i Q 由调节阀控制，流出量o Q 由用户根据需要改变，被调节量是水槽2的水位2H 。
其中1F 、2F 为两个水槽的截面积，1R 、2R 为线性化水阻，Q 、H 均以各个量的稳态值为起算点。
1）列出该串联双容过程的微分方程组（6分）2）求传递函数()()2i H s Q s （5分）。
过程控制复习资料
过程控制系统课后习题解答（不完全版注：红色为未作答题目）过程控制系统中有哪些类型的被控量答：被控量在工业生产过程中体现的物流性质和操作条件的信息。
如：温度、压力、流量、物位、液位、物性、成分。
过程控制系统有哪些基本单元组成与运动控制系统有无区别答：被控过程或对象、用于生产过程参数检测的检测仪表和变送仪表、控制器、执行机构、报警保护盒连锁等其他部件构成。
过程控制系统中的被控对象是多样的，而运动控制系统是某个对象的具体控制。
简述计算机过程控制系统的特点与发展。
答：特点：被控过程的多样性，控制方案的多样性，慢过程，参数控制以及定值控制是过程控制系统的主要特点。
发展：二十世纪六十年代中期，直接数字控制系统（DDC ），计算机监控系统（SCC ）；二十世纪七十年代中期，标准信号为4~20mA 的DDZ Ⅲ型仪表、DCS 、PLC ；八十年代以来，DCS 成为流行的过程控制系统。
衰减比η和衰减率Ψ可以表征过程控制系统的什么性能答：二者是衡量震荡过程控制系统的过程衰减程度的指标。
最大动态偏差与超调量有何异同之处答：最大动态偏差是指在阶跃响应中，被控参数偏离其最终稳态值的最大偏差量，一般表现在过渡过程开始的第一个波峰，最大动态偏差站被控量稳态值的百分比称为超调量，二者均可作为过程控制系统动态准确性的衡量指标。
通常描述对象动态特性的方法有哪些答：测定动态特性的时域方法；测定动态特性的频域方法；测定动态特性的统计相关方法。
单容对象的放大系数K 和时间常数T 各与哪些因素有关，试从物理概念上加以说明，并解释K ，T 的大小对动态特性的影响答：T 反应对象响应速度的快慢，T 越大，对象响应速度越慢，动态特性越差。
K 是系统的稳态指标，K 越大，系统的灵敏度越高，动态特性越好。
对象的纯滞后时间产生的原因是什么答：由于扰动发生的地点与测定被控参数位置有一段距离，产生纯滞后时间。
附：常见的过程动态特性类型有哪几种各可通过什么传递函数来表示答：（1）单容对象动态特性（有自平衡能力），用一阶惯性环节表示传递函数(s)1K G s τ=+；（2）无自平衡能力单容对象的动态特性，传递函数用一个积分换届表示11(s)G Ta s=；（3）具有纯延迟的单容对象特性，多了一个延迟因子0s e τ-表示传递函数0(s)1s K G e Ts τ-=+；（4）多容对象的动态特性（具有自平衡能力），传递函数()()()()()1234(s)1111...1n K G T s T s T s T s T s =+++++其中123,,,...n T T T T 为n 个相互独立的多容对象的时间常数，总放大系数为K ；（5）无自平衡能力的双容对象，传递函数为一个积分环节与一个一阶惯性环节之积，11(s)1a G Ts T s=+g ，对于多容对象，若有纯延迟则类似于单容对象，传递函数多一个延迟因子0s e τ-；（6）相互作用的双容对象，211221122211(s)()s 1G R C R C s R C R C R C =++++简述流量检测的基本原理，流量的测量与哪些因素有关答：在管道中流动的流体具有动能和位能，并在一定条件下这两种形式的能量可以互相转换，但参加转换的能量总和是不变的，利用节流元件进行流量检测是基于此原理；流量的测量与流量系数、可膨胀系数、节流装置开孔截面积，流体流经节流元件前的密度、节流元件前后压力差有关。
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摘要隧道窑是对陶瓷制品进行预热、烧成、冷却的装置。
制品在窑道的烧成带内按工艺规定的温度进行烧结，烧结温度一般为1300°C，偏差不得超过5°C。
本文设计的隔焰式隧道窑烧成带系统是以窑道烧成带的温度作为被控变量，燃料的流量作为操纵变量的温度—温度串级控制系统。
在设计中具体分析了系统各组成部分的选型与正反作用方式的确定及其系统的工作过程。
本系统的硬件设计核心为单片机的和温度的检测变送两部分，同时给出了整体的软件设计流程。
在本文的最后详细的叙述了参数整定的几种方法，各有优点。
关键字：串级控制温度控制单片机参数整定控制器武汉理工大学《调节仪表与过程控制系统》课程设计说明书目录1 隔焰式隧道窑系统的分析及设计要求 (1)1.1 隔焰式隧道窑系统概述 (1)1.2 隔焰式隧道窑系统设计要求 (1)2 隔焰式隧道窑串级控制系统设计 (2)2.1 隔焰式隧道窑控制系统方案设计 (2)2.2 系统控制量和被控量的选择 (4)2.3 系统主副控制器的选择 (4)2.4 系统各部分正反作用方式的确定 (4)2.5 隔焰式隧道窑系统的调节过程 (5)3 系统硬件电路设计 (8)3.1 硬件设计总体思路 (8)3.2 单片机系统的设计 (8)3.3 传感器和变送器的选择 (9)3.4 外围电路结构 (10)4 系统软件设计 (11)4.1软件设计流程图 (11)5 控制器控制规律的实现以及参数整定 (12)5.1控制规律的实现 (12)5.2 控制规律参数的整定 (12)6 心得体会 (14)参考文献 (15)隔焰式隧道窑温度－温度串级控制系统1 隔焰式隧道窑系统的分析及设计要求1.1 隔焰式隧道窑系统概述隧道窑是对陶瓷制品进行预热、烧成、冷却的装置。
制品在窑道的烧成带内按工艺规定的温度进行烧结，烧结温度一般为1300°C，偏差不得超过5°C。
所以烧成带的烧结温度是影响产品质量的重要控制指标之一，因此将窑道烧成带的温度作为被控变量，将燃料的流量作为操纵变量。
如果火焰直接在窑道烧成带燃烧，燃烧气体中的有害物质将会影响产品的光泽和颜色，所以就出现了隔焰式式隧道窑。
火焰在燃烧室中燃烧，热量经过隔焰式板辐射加热烧成带。
1.2 隔焰式隧道窑系统设计要求1）分析被控对象特性，设计一种串级控制系统，绘制系统的结构示意图和原理方框图，说明其工作原理和工艺流程。
2）系统调节过程，控制量和被控量的选择3）系统各组成部分的选型与正反作用方式的确定。
4）系统硬件电路与软件设计5）控制器控制规律的实现以及参数整定2 隔焰式隧道窑串级控制系统设计2.1 隔焰式隧道窑控制系统方案设计（1）隔焰式隧道窑烧成带温度简单控制系统隔焰式隧道窑烧成带温度简单控制系统工艺流程图如图1所示，原理方框图如图2所示。
按照简单控制系统，影响烧成带温度θ1的各种干扰因素都被包括在控制回路当中，只要干扰造成θ1偏离设定值，控制器就会根据偏差的情况，通过控制阀改变燃料的流量，从而把变化了的θ1重新调回到设定值。
图1 隔焰式隧道窑烧成带温度简单控制系统工艺流程图图2 隔焰式隧道窑烧成带温度简单控制系统原理方框图但由于从控制阀到窑道烧成带滞后时间太大，如果燃料的压力发生波动，尽管控制阀门开度没变，但燃料流量将使图2隔焰式隧道窑温度简单控制系统方框图生变化，必将引起燃烧室温度的波动，再经过隔焰式板的传热、辐射，引起烧成带温度的变化。
因为只有烧成带温度出现偏差时，才能发现干扰的存在，所以对于燃料压力的干扰不能够及时发现。
烧成带温度出现偏差后，控制器根据偏差的性质立即改变控制阀的开度，改变燃料流量，对烧成带温度加以调节。
可是这个调节作用同样要经历燃烧室的燃烧、隔焰式板的传热以及烧成带温度的变化这个时间滞后很长的通道，当调节过程起作用时，烧成带的温度已偏控制器烧成带燃烧室控制阀检测、变送D 2D 1设定值+-θ1离设定值很远了。
也就是说，即使发现了偏差，也得不到及时调节，造成超调量增大，稳定性下降。
如果燃料压力干扰频繁出现，对于单回路控制系统，不论控制器采用PID 的什么控制作用，还是参数如何整定，都得不到满意的控制效果。
（2）隔焰式隧道窑串级控制系统控制燃烧室的温度θ2并不是目的，真正的目的是烧成带θ1的温度稳定不变，所以烧成带温度控制器应该是定值控制，起主导作用。
而燃烧室温度控制器则起辅助作用，它在克服干扰D 2的同时，应该受烧成带温度控制器的操纵，操纵方法就是烧成带温度控制器的输出作为燃烧室温度控制器的设定值，从而就形成了图3所示的串级控制系统。
图3 隔焰式隧道窑温度-温度串联控制工艺流程图所谓串级控制系统，就是采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输出去操纵控制阀，从而对主被控变量具有更好的控制效果，这样的控制系统被称为串级控制系统，隔焰式隧道窑温度-温度串联控制原理方框图如图4所示。
图4 隔焰式隧道窑温度-温度串联控制原理方框图串级系统和简单系统有一个显著的区别，即其在结构上形成了两个闭环。
一个闭环在里面，被称为副环或者副回路，在控制过程中起着“粗调”的作用；一个环在外面，被称主控制器副检测变送烧成带燃烧室控制阀副控制器主检测变送设定值+-+-D2D1θ2θ1为主环或主回路，用来完成“细调”任务，以最终保证被调量满足工艺要求。
无论主环或副环都有各自的调节对象、测量变送元件和调节器。
2.2 系统控制量和被控量的选择制品在窑道的烧成带内按工艺规定的温度进行烧结，烧结温度一般为1300°C，偏差不得超过5°C。
所以烧成带的烧结温度是影响产品质量的重要控制指标之一，因此将窑道烧成带的温度作为被控变量，将燃料的流量作为操纵变量。
2.3 系统主副控制器的选择在串级控制系统中，主调节器和副调节器的任务不同，对于它们的选型即调节动作规律的选择也有不同考虑。
副调节器的任务是要快动作以迅速抵消落在副环内的二次扰动，面且副参数则并不要求无差，所以一般都选P调节器，也可以采用PD调节器，但这增加了系统的复杂性，而效果并不很大。
在一般情况下，采用P调节器就足够了。
如主、副环的频率相差很大，也可以考虑采用PI调节器。
隔焰式隧道窑串级控制系统中由于主、副对象都是对温度的采集，所以主、副环的频率相差不大，副调节器选用P调节器即可达到设计要求。
主调节器的任务是准确保持被调量符合生产要求。
凡是需要采用串级调节的场合，工艺上对控制品质的要求总是很高的，不允许被调量存在偏差，因此，主调节器都必须具有积分作用，一般都采用PI调节器。
如果副环外面的容积数目较多，同时有主要扰动落在副环外面的话，就可以考虑采用PID调节器。
隔焰式隧道窑串级控制系统中对烧成带的温度控制要求烧结温度一般为1300°C，偏差不得超过5°C，为了达到精准的控制，所以在系统本设计中主调节器选用PID调节器。
2.4 系统各部分正反作用方式的确定与简单控制系统一样，一个串级控制系统要实现正常运行，其主、副回路都必须构成负反馈，因而必须正确选择主、副控制器的正、反作用方式。
(1)副控制器正、反作用的选择串级控制系统中，副控制器作用方式的选择，是根据工艺安全等要求，在选定调节阀的气开、气关形式后，按照使副回路构成副反馈系统的原则来确定的。
因此，副控制器的作用方式与副对象特性及调节阀的气开、气关形式有关，其选择方法与简单控制系统中控制器正、反作用方式的选择方法相同。
这时可不考虑主控制器的作用方式，只是将主控制器的输出作为副控制器的设定值即可。
在假定副测量变送装置的增益为正的情况下，副控制器正反作用选择的判别式为（副控制器±）×（调节阀±）×（副对象±）=（-）其中，调节阀的“±”取决于它的“气开”还是“气关”作用方式，“气开”为“+”，“气关”为“-”；而副对象的“±”取决于控制变量和副被控变量的关系，控制变量增大，副被控变量也增大时称其为“+”，否则称其为“-”。
(2)主控制器正、反作用的选择串级控制系统中，主控制器作用方式的选择完全由工艺情况确定，而与调节阀的气开、气关形式及副控制器的作用方式完全无关，即只需根据主对象的特性，选择与其作用方向相反的主控制器就行了。
由于副回路是一个随动控制系统，在选择主控制器的作用方式时，首先把整个副回路简化为一个环节，该环节的输入信号是主控制器的输出信号（即副回路的设定值），而输出信号就是副变量，其副回路的输入信号与输出信号之间总是正作用，即输入增加，输出亦增加。
因此，整个副回路可看成为一个增益为正的环节。
这样，在假定主测量变送装置的增益为正的情况下，主控制器正、反作用的选择实际上只取决于主对象的增益符号，主控制器正反作用方式选择的判别式为（主控制器±）× (主对象±）=（-）由这个判别式也可看出，主控制器的作用方向与主对象的特性相反。
即当主对象为正作用时，主控制器选反作用；而当主对象为负作用时，主控制器选正作用。
在隔焰式隧道窑串级控制系统中，考虑到生产的安全，控制阀选择“气开”工作方式，根据主、副控制器的正反选择规律分析，两个控制器都选择“反”作用方式。
2.5 隔焰式隧道窑系统的调节过程（1)只存在二次干扰假定系统只受到来自燃料压力波动的干扰。
由于它进入副回路，所以属于二次干扰D2。
例如整个系统处于稳定状态下，突然燃料压力升高，这时尽管控制阀门开度没变，可燃料的流量增大了，首先将引起燃烧室温度θ2升高，经副温度检测变送器后，副控制器接受的测量值增大。
由于燃料流量的变化，并不能立即引起烧成带温度θ1的变化。
所以此时主控制器的输出暂时还没有变化，因此副控制器处于定值控制状态。
根据副控制器的“反”作用，其输出将减小，“气开”式的控制阀门将被关小，燃料流量将被调节回稳定状态时的大小。
(2)只存在一次干扰假定串级控制系统只受到来自窑车速度的干扰，比如窑车的速度加快，必然导致窑道中烧成带温度θ1的降低。
对于定值控制的主控制器来说，其测量值减小，由于主控制器的“反”作用，它的输出必然增大，也就是说副控制器的设定值增大了。
因为窑车的速度属于一次干扰，它对副变量（燃烧室的温度θ2）没有影响，所以这时副控制器的测量值暂时还没有改变。
对于副控制器来说，设定值增大而测量值没变，可以等效为其设定值不变而测量值减小。
根据副控制器的“反”作用，其输出将增大，“气开”式的控制阀门开度增大，从而加大燃料的流量，使燃烧室温度θ2升高，进而使窑道烧成带温度回升至设定值。
(3)一次干扰和二次干扰同时存在两种干扰同时存在又可分为两种不同情况。
①一次干扰和二次干扰引起主变量和副变量同方向变化，即同时增大或同时减小。