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第 6 章 综合仪表实训. 简单控制系统 DCS 控制系统仿真组态运行 学生企业顶岗学习. 6.1 简单控制系统. 6.1.1 简单控制系统的结构与组成 6.1.2 被控变量的选择 6.1.3 操纵变量的选择 6.1.4 测量元件特性的影响 6.1.5 控制器控制规律的选择 6.1.6 控制器参数的工程整定. 6.1.1 简单控制系统的结构与组成. 简单控制系统：是指由一个测量元件、变送器、一个控制器、一个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统。. 6.1.2 被控变量的选择. 工艺过程的 重要参数 ；
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第6章 综合仪表实训 • 简单控制系统 • DCS控制系统仿真组态运行 • 学生企业顶岗学习
6.1 简单控制系统 • 6.1.1 简单控制系统的结构与组成 • 6.1.2 被控变量的选择 • 6.1.3 操纵变量的选择 • 6.1.4 测量元件特性的影响 • 6.1.5 控制器控制规律的选择 • 6.1.6 控制器参数的工程整定
6.1.1 简单控制系统的结构与组成 简单控制系统：是指由一个测量元件、变送器、一个控制器、一个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统。
6.1.2 被控变量的选择 • 工艺过程的重要参数； • 在工艺系统中易受干扰变化，需要经常调节的参数； • 尽可能选用直接指标作为被控参数，必要时可用与直接指标有单值对应关系的间接指标作为被控变量。 • 被控变量应方便检测，并有足够的灵敏度； • 适当考虑系统测控代价； • 被控变量应是独立可控的。
直接指标控制和间接指标控制 • 根据被控变量与生产过程的关系，可分为两种类型的控制形式：直接指标控制和间接指标控制。 • 如果被控变量本身就是需要控制的工艺指标（温度、压力、流量、液位、成分等），则称为直接指标控制。 • 如果工艺是按质量指标进行操作的，照理应以产品质量作为被控变量进行控制，但有时缺乏各种合适的获取质量型号的监测手段，或虽能检测，但信号很微弱或滞后很大，这是可选取与直接质量指标有单值对应关系而反应又快的另一变量，如温度、压力等作为间接控制指标，进行间接指标控制。
选择被控变量的原则： • 被控变量应能代表一定的工艺操作指标或能反映工艺操作状态，一般都是工艺过程中比较重要的变量。 • 被控变量在工艺操作过程中经常要受到一些干扰影响而变化。为维持被控变量的恒定，需要较频繁的调节。 • 尽量采用直接指标作为被控变量。当无法获得直接指标信号，或其测量和变送信号滞后很大时，可选择与直接指标有单值对应关系的间接指标作为被控变量。 • 被控变量应能被测量出来，并具有足够大的灵敏度。 • 选择被控变量时，必须考虑工艺合理性和国内仪表产品现状。 • 被控变量是独立可控的。
6.1.3 操纵变量的选择 • 操纵变量： • 在自动控制系统中，用于调节被控变量的参数，称为操纵变量。 • 操纵变量的选择原则： • 操纵变量必须是工艺上允许调节的变量； • 操纵变量应具有较高的调节灵敏度： • 较大的放大倍数K0； • 较短的滞后时间。 • 符合工艺的合理性和生产的经济性。
对象特性对选择操纵变量的影响 • 操纵变量与干扰变量作用在对象上，对会引起被控变量变化的。 • 如右图所示，干扰变量由干扰通道施加在对象上，起着破坏作用，使被控变量偏离给定值；操纵变量由控制通道施加到对象上，使被控变量回复到给定值，起着校正作用。
操纵变量的选择原则： • 操纵变量应是可控的，即工艺上允许调节的变量。 • 操纵变量一般应比其他干扰对被控变量的影响更加灵敏。 • 在选择操纵变量时，除了从自动化角度考虑外，还要考虑工艺的合理性与生产的经济性。
6.1.4 测量元件特性的影响 • 测量、变送装置是控制系统中获取信息得装置，也是系统进行控制的依据。 • 所以，要求它能正确地、及时地反映被控变量的状况。 • 测量不准确或不及时，会产生失调或无调，影响之大不容忽视。
6.1.5 控制器控制规律的选择 • 在选择控制器时，不仅要确定控制器的控制规律，而且要确定控制器的正、反作用。
控制器正、反作用的确定 • 控制器的正反作用是关系到控制系统能否正常运行与安全操作的重要问题。 • 作用方向：指输入变化后，输出的变化方向。 • 测量元件及变送器，其作用方向一般都是“正”的。 • 执行器，它的作用方向取决于是气开阀还是气关阀。
6.1.6 控制器参数的工程整定 • 控制器参数的工程整定就是选择适宜的比例度 （放大倍数Kp）、积分时间Ti和微分时间TD。 • 控制器的整定可以采用两种方法： • 理论计算法：通过理论计算，寻找控制关系； • 工程整定法：通过实际试验或经验规律选择控制参数。 • 单回路简单控制系统，一般希望过渡过程呈4：1或10：1的衰减震荡过程。
6.2 DCS控制系统仿真组态运行 • 6.2.1组态软件包 • 6.2.2组态步骤
6.2.1 组态软件包 • 组态软件——系统参数设置 • 流程图软件——图形制作 • 报表软件——报表制作 • 图形化软件——控制方案 • 二次计算软件——实现二次计算 • 授权管理软件——用户管理 • 监控软件——实时监控
6.2.2 组态步骤 • 第一阶段：用户授权管理组态 • 第二阶段：系统组态 • 第三阶段：组态编译、传送、下载 • 第四阶段：监控
第一阶段：用户授权管理组态 • 用户授权管理组态的目的是确定DCS操作和维护管理人员并赋以相应的操作权限，不同的用户对应不同的操作权限。 • 操作员+及以下用户不可以登陆用户授权及组态软件 • 只有特权+用户同时具有导入导出功能 • 特权及特权-用户只具有导出功能 • 工程师+及以下用户不具有导入导出功能
第二阶段：系统组态 • 一个完整的组态有两部分组成，包括后缀为“SCK”的组态文件以及与此同名的文件夹，在组态文件夹中又包括一些子文件夹
第三阶段：组态编译、传送、下载 总貌画面
6.3 学生企业顶岗学习 • 给据所学的理论知识带领学生到企业进行顶岗学习锻炼 • 附图：山东海科化工集团顶岗学习
