復(fù)雜控制系統(tǒng)

隨著生產(chǎn)的發(fā)展、工藝的革新必然導(dǎo)致對操作條件的要求更加嚴格，變量間的相關(guān)關(guān)系更加復(fù)雜，為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，產(chǎn)生了復(fù)雜控制系統(tǒng)。在特定條件下，采用復(fù)雜控制系統(tǒng)對提高控制品質(zhì)，擴大自動化應(yīng)用范圍起著關(guān)鍵性作用。做粗略估計，通常復(fù)雜控制系統(tǒng)約占全部控制系統(tǒng)的10%，但是，對生產(chǎn)過程的貢獻則達80%

常用的復(fù)雜控制系統(tǒng)有串級控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)、均勻控制系統(tǒng)、分程控制系統(tǒng)、選擇控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)等等。

復(fù)雜控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)

采用不只一個控制器，而且控制器間相互串接，一個控制器的輸出作為另一個控制器的設(shè)定值的系統(tǒng)，稱為串級控制系統(tǒng)。其特點是由于副回路作用，對于進入副回路的干擾具有較強的干擾能力，改善了對象特性，提高了工作頻率。

復(fù)雜控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)

凡是用來實現(xiàn)兩個或者兩個以上的物料按照一定比例關(guān)系關(guān)聯(lián)控制，以達到某種控制目的的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。其分為單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)、雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)和變比值控制系統(tǒng)。

復(fù)雜控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)

用來解決前后被控量供求矛盾，保證它們的變化不會反應(yīng)過于劇烈的一種控制方案。

復(fù)雜控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)

根據(jù)擾動或者設(shè)定值的變化按補償原理而工作的控制系統(tǒng)，其特點是當擾動產(chǎn)生以后，被控量還未變化以前，根據(jù)擾動作用的大小進行控制，以補償擾動作用對被控變量的影響。

復(fù)雜控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)

一般而言，通過對一只調(diào)節(jié)閥的操作便能夠?qū)崿F(xiàn)對一臺調(diào)節(jié)器的輸出工作，如果通過一只調(diào)節(jié)器對兩個或者是兩個以上的調(diào)節(jié)閥進行控制，并且是通過對信號的分析根據(jù)不同的需求去對不同的閥門進行操作，這種控制方式就是分程控制。分程控制經(jīng)常應(yīng)用于DCS系統(tǒng)中，在化工行業(yè)獲得了較為廣泛的應(yīng)用。在分程控制的作用下，將一個調(diào)節(jié)器的信號進行分段處理，信號被分為若干段以后，每段信號對應(yīng)一個執(zhí)行器進行控制工作，通過執(zhí)行器的分段連續(xù)共同完成一個較為復(fù)雜的任務(wù)。例如在化工生產(chǎn)中，受到原料的物理或者是化學屬性的影響，需要對其進行嚴密的控制，這就借助于分程控制。例如對于氮氣而言，需要利用密封的方式對其進行儲存，且氮氣的壓力需要維持在一定的范圍內(nèi)。在化工生產(chǎn)中，一些材料是通過利用氮氣的壓力作為動力進行傳送的，在對氮氣壓力的維持下，實現(xiàn)了原料傳送的穩(wěn)定性。

在分程控制的應(yīng)用中，需要做好兩個方面的工作，第一要確保氮氣的足夠供應(yīng)，即在罐內(nèi)的壓力過低時，需要及時的對罐內(nèi)補充氮氣，第二在罐內(nèi)壓力過高時，需要及時的降壓，進而實現(xiàn)罐內(nèi)壓力的均衡發(fā)展，這就需要借助分程控制來實現(xiàn)對氮氣的及時補充和排放。分程控制具有明顯的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在可以實現(xiàn)對調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)范圍的擴大，及時的對調(diào)節(jié)閥的工作進行調(diào)整，滿足各種生產(chǎn)和工作的需求，同時還能夠滿足工藝操作的特殊要求。例如在間歇性的化學反應(yīng)中，在反應(yīng)物進入設(shè)備開始生產(chǎn)時，為了達到材料反應(yīng)的溫度，在剛開始時就進行加溫，但是溫度達到一定的要求后，在化學反應(yīng)的推動下，還會產(chǎn)生大量的熱量，如果不進行熱量轉(zhuǎn)移，就會加速反應(yīng)，導(dǎo)致爆炸的威脅，這就需要解決預(yù)熱問題，而分程控制正好解決了這一問題。利用調(diào)節(jié)器設(shè)置溫度的定值，可以確保反應(yīng)在一定的溫度范范圍內(nèi)進行，避免了溫度過高引起的反應(yīng)劇烈問題，消除了化工生產(chǎn)中的安全隱患。

在單回路控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再增加計算環(huán)節(jié)，控制環(huán)節(jié)或者其他環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)稱為復(fù)雜控制系統(tǒng)

單回路控制系統(tǒng)是過程工業(yè)中最常用的控制系統(tǒng)，但由于被控對象的復(fù)雜性，有時單回路控制系統(tǒng)無法達到要求的控制質(zhì)量，必須采用多回路的復(fù)雜控制系統(tǒng) 。

復(fù)雜控制系統(tǒng)能解決簡單控制系統(tǒng)不能解決的控制問題，一般而言復(fù)雜控制系統(tǒng)都是為了解決某個特殊矛盾而產(chǎn)生并發(fā)展的，它們均有各自的適用場合，不能隨便亂用。能用簡單控制系統(tǒng)解決的問題就不宜采用復(fù)雜控制系統(tǒng)；復(fù)雜控制系統(tǒng)如果使用不當，不僅增加投資，還不能奏效，反而會帶來不必要的麻煩 。