比率控制分類

比率控制開環(huán)比率控制系統

如圖1，Q1是主流量，Q2是副流量。流量變送器FT檢測主物料流量Q1；由控制器FC及安裝在從物料管道上的閥門來控制副流量Q2。

此控制方案的優(yōu)點是結構簡單、成本低。缺點是無抗干擾能力，當副流管線壓力等改變時，不能保證所要求的比值。

控制目標：Q2=K Q1

比率控制單閉環(huán)比率控制系統

為了克服開環(huán)比率控制的不足，在開環(huán)比率控制的基礎上，增加對副流量的閉環(huán)控制。

特點：

• 對Q2進行閉環(huán)控制，比率控制精度提高。

• 對Q1只測量、不控制。Q1變化，Q2跟著變化，總流量不穩(wěn)定。

• 控制目標：Q2=K Q1

• 對Q1只測量、不控制。Q1變化，Q2跟著變化，總流量不穩(wěn)定

比率控制雙閉環(huán)比率控制系統

為了克服單閉環(huán)比率控制中主流量不受控制，生產負荷（與總物料量有關)在較大范曲內波動的不足的缺點，增加了主流量控制回路。該系統具有兩個閉合回路，分別對主、副流量進行定值控制。同時，由于比率控制器K的存在，使得主流量由受到干擾作用開始到重新穩(wěn)定在給定值這段時間內，副流量能跟隨主流量的變化而變化。這樣不僅實現了比較精確的流量比值，而且也確保了兩物料總量基本不變，這是它的一個主要優(yōu)點。從圖1可以看出，當主流量Q1變化時，一方面通過主流量控制器F1C對它進行控制，另一方向通過比率控制器K(可以是乘法器)乘以適當的系數后作為副流量控制器的給定值，使副流量跟隨主流量的變化而變化。

特點：

• 有兩個閉環(huán)控制回路，用比值器聯系。

• 控制目標：Q2=K Q1

• Q1是主流量，Q2是副流量。兩個流量都可控，因此總流量穩(wěn)定。

雙閉環(huán)比率控制系統主要適用于主流量干擾頻繁，工藝上不允許負荷有較大波動或工藝上經常需要提降負荷的場合。缺點：所用儀表多，投資高。

比率控制變比率控制系統

以上介紹的都是定比率控制系統。在有些生產過程中，要求兩種物料流量的比值隨第三個工藝參數的需要而變化，為滿足這種工藝的要求，就出現了變比率控制系統。

應該注意:在變比率控制系統中，比值通常只是一種控制手段不是最終目的，而第三參數y(s)往往是產品質量指標。

生產過程中，經常需要幾種物料的流量保持一定的比例關系。例如，在鍋爐的燃燒系統中，要保持燃料和空氣量的一定比例，以保證燃燒的經濟性。

定義：比率控制（Rate control）是一種相對數控制方法，是通過兩個相關指標的比較及數期變化趨勢分析，來說明事物的本質及規(guī)律性。在許多情況下，運用絕對數無法說明問題，但使用具有可比意義的相對數卻能作出有效的比較，進而找出差距和不足。實現兩個或多個參數符合一定比例關系的控制系統，稱為比率控制系統。

例如要實現兩種物料的比例關系，則表示為：

其中：K—比值系數；Q1—主流量； Q2—副流量 。

比率控制主流量、副流量的確定原則

①生產中起主導作用的物料流量，一般選為主流量，其余的物料流量跟隨其變化，為副流量。

②工藝上不可控的物料流量，一般選為主流量。

③成本較昂貴的物料流量一般選為主流量。

④當生產工藝有特殊要求時，主、副物料流量的確定應服從工藝需要。

比率控制控制方案的選擇

控制方案選擇應根據不同的生產要求確定，同時兼顧經濟性原則。

①如果工藝上僅要求兩物料流量之比值一定，而對總流量無要求，可用單閉環(huán)比率控制方案。

②如果主、副流量的擾動頻繁，而工藝要求主、副物料總流量恒定的生產過程，可用雙閉環(huán)比率控制方案。

③當生產工藝要求兩種物料流量的比值要隨著第三參數的需要進行調節(jié)時，可用變比率控制方案。

比率控制調節(jié)器控制規(guī)律的確定

比率控制系統中，調節(jié)器的控制規(guī)律是根據控制方案和控制要求而定。

在單閉環(huán)比率控制系統中，比值器K起比值計算作用，若用調節(jié)器實現，則選P調節(jié)；調節(jié)器F2C使副流量穩(wěn)定，為保證控制精度可選PI調節(jié)。

雙閉環(huán)比率控制不僅要求兩流量保持恒定的比值關系，而且主、副流量均要實現定值控制，所以兩個調節(jié)器均應選PI調節(jié)；比值器選P調節(jié)。

比率控制正確選擇流量計及其量程

各種流量計都有一定的適用范圍（一般正常流量選在滿量程的70%左右），必須正確地選擇和使用，可參考有關設計資料、產品手冊。

比率控制比值系數的計算

工藝規(guī)定的流量（或質量）比值K不能直接作為儀表比值使用，必須根據儀表的量程轉換成儀表的比值系數K’后才能進行比值設定。

變送器的轉換特性不同，比值系數K’的計算公式不同。

（l）流量與測量信號之間成線性關系

如果Q1的流量計測量范圍為0～Q1max 、Q2的流量計測量范圍為0～Q2max，則變送器輸出電流信號和流量之間的關系如下：

說明：當物料流量的比值一定、流量與其測量信號呈線性關系時，比值器的參數與物料流量的實際比值和最大值之比的乘積也呈線性關系。

（2）流量與測量信號之間成非線性關系

利用節(jié)流原理測流量時，流量計輸出信號與流量的平方成正比：

說明：當物料流量的比值一定、流量與其檢測信號呈平方關系時，比值器的參數與物料流量的實際比值和最大值之比的乘積也呈平方關系。

比率控制系統中的非線性特性是指被控過程的靜態(tài)放大系數隨負荷變化而變化的特性，在設計比率控制系統時必須要加以注意。

比率控制測量變送環(huán)節(jié)的非線性特性

流量與測量信號無論是呈線性關系還是呈非線性關系，其比值系數與負荷的大小無關，均保持其為常數。但是，當流量與測量信號呈非線性關系時對過程的 動態(tài)特性卻是有影響的。

問題：當負荷增大時，調節(jié)器的整定參數如果不能隨之改變，則系統的運行質量就會下降。

比率控制非線性補償

為了克服這一不利影響，通常用開方器進行補償，即在差壓變送器后串接一個開方器，使流量與測量信號之間呈現線性關系。

差壓變送器的輸出電流信號與開方器的輸出電流信號之間的關系為：

測量變送環(huán)節(jié)和開方器串接后總的靜態(tài)放大系數為常量，它已不再受負荷變化的影響。

比率控制的具體實現方案有兩種:

一、 把兩個流量的測量值相除，其商作為調節(jié)器的反饋值，稱為相除控制方案。

二、 把一個流量的測量值乘以比值系數，其乘積作為副調節(jié)器的設定值，稱為相乘控制方案。

在工程上，具體實現比率控制時，通常有比值器、乘法器或除法器等單元儀表可供選用，相當方便。

比率控制系統的實施與參數整定

比率控制比值系數的實現

比值系統的實現有相乘和相除二種方法。工程上可采用比值器、乘法器、除法器等儀表實現；用計算機控制時，通過比例、乘、除運算程序實現。

比率控制比率控制系統的參數整定

對雙閉環(huán)比率控制，主流量回路可按單回路控制系統整定；對變比率控制系統，主調節(jié)器可按串級控制系統整定方法進行；對副流量回路，本質上是隨動系統，要求快速、正確跟隨主流量變化，最好整定在振蕩預不振蕩邊界，具體步驟為：

（1）根據工藝條件，計算比值系數K ，投入自動運行；

（2）使比例度由大到小調節(jié)，使系統處于臨界過程；

（3）適當放寬比例度后，投入積分，即逐步減小 ，直到出現臨界過程。 2100433B

財務比率控制與預算控制不同，預算控制經常是絕對量(值)指標，而比率控制是相對量指標；相對而言，預算控制通俗淺顯，而財務比率控制更能從深層次反映企業(yè)的經營狀況，進而控制企業(yè)的經營質量。

財務比率指標是組織中的各種財務報表(資產負債表和損益表)中的一對有意義的數據比較并計算出的百分比或比率。管理者可以利用這些比率作為一種內部控制手段，用它來考查組織在利用其資產、負債、庫存等方面的效率。財務比率控制法是非常有用的控制技術。

常用財務比率指標可以分為三類：償債能力比率、盈利能力比率和經營比率。

(1)償債能力比率

這是指組織應付應償債務的能力。組織必須具備足夠的應付能力，但又不可留有過多的閑置資金。償債能力率的表達方式有：①流動比率；②速動比率；③資產負債率；④付息能力比率。

流動比率的計算公式為：流動資金/流動負債。流動資金包括現金、應收債款、庫存等，而流動負債包括應償債務、應付短期票據以及利息等。流動比率表明組織在短期內償還債務的能力。速動比率是用組織的現金和可以立刻變換為現金(如流通證券)的流動資金去比組織現有的負債。速動比率如為1，則表示組織具有足夠的現金償付到期的債務。

資產負債率的計算公式為：總債務/總資產。這一比率既表現了組織的償債能力，又反映了利用借入資本的能力。借入資本多，表明了組織吸引投資的能力較高，應用金融杠桿的意識較強。但借入的資本如果過多，則組織承擔的風險太大。

付息能力比率的計算公式為：毛收入/應付利息，又稱利息倍數。這個比率表明組織直接用毛收入支付利息的能力。

(2)盈利能力比率

這是一個組織的獲列性指標，表達方式有兩種：①投資利潤率；②銷售利潤率。

投資利潤率的計算公式為：凈利潤/投入資金總額。這一比率反映組織的投資獲利能力。銷售利潤率的計算公式為：凈利潤/銷售總額。這一比率反映組織所得的凈利潤與銷售水平之間的關系，在評價管理在控制可變成本或可控成本的效能方面有實用價值。

(3)經營比率

經營比率分析有助于對組織運營狀況的了解，常用的比例有以下幾種：

①庫存周轉率。其計算公式為：銷售額/平均庫存額。這一比率反映庫存量是否恰當，為保證庫存周轉率處于良好狀態(tài)提供必需的控制信息。

②市場占有率。其計算公式為：銷售額/市場總銷售額。這一比例反映組織在變動著的市場中所占有的市場份額。如果市場的總銷售額增加10%，而某個組織在該市場的銷售額增長了5%的話，則說明該組織的市場份額正在減少。

③銷售費用比例。其計算公式為：銷售費用/銷售額。這一比例反映了組織銷售職能方面的工作效能。

④投入—產出比例。投入—產出比例在各個組織中表現的方式有許多種類，其中最常用的是投資利潤率。

⑤總資產周轉率。其計算公式為：銷售收入/總資產。用于獲取一定銷售收入水平的資產越少，管理當局利用組織全部資產的效率越高。

比率分析是一種極有用的控制手段，但在進行比率分析時應注意處理好下述問題。其一，比率是一個商數，商數的獲得取決于分母和分子兩方面的數額。因此，無論比率值是否發(fā)生變動，都必須對分子和分母的數額進行調查，以確定比率值的真實意義。其二，比率應當使用一個時期，形成某個趨勢，才能作出判斷，并使其成為控制過程的重要信息。第三，孤立地看待某個比率可能意義不大。因此，管理者要學會用比率與先進的組織進行比較，從而發(fā)現不足，進行改進。