復(fù)雜控制系統(tǒng)定義

在單回路控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再增加計(jì)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)

隨著生產(chǎn)的發(fā)展、工藝的革新必然導(dǎo)致對(duì)操作條件的要求更加嚴(yán)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(duì)提高控制品質(zhì)，擴(kuò)大自動(dòng)化應(yīng)用范圍起著關(guān)鍵性作用。做粗略估計(jì)，通常復(fù)雜控制系統(tǒng)約占全部控制系統(tǒng)的10%，但是，對(duì)生產(chǎn)過程的貢獻(xiàn)則達(dá)80%

常用的復(fù)雜控制系統(tǒng)有串級(jí)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(jí)控制系統(tǒng)

采用不只一個(gè)控制器，而且控制器間相互串接，一個(gè)控制器的輸出作為另一個(gè)控制器的設(shè)定值的系統(tǒng)，稱為串級(jí)控制系統(tǒng)。其特點(diǎn)是由于副回路作用，對(duì)于進(jìn)入副回路的干擾具有較強(qiáng)的干擾能力，改善了對(duì)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(shí)現(xiàn)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的物料按照一定比例關(guān)系關(guān)聯(lián)控制，以達(dá)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(huì)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(dòng)或者設(shè)定值的變化按補(bǔ)償原理而工作的控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是當(dāng)擾動(dòng)產(chǎn)生以后，被控量還未變化以前，根據(jù)擾動(dòng)作用的大小進(jìn)行控制，以補(bǔ)償擾動(dòng)作用對(duì)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(duì)一只調(diào)節(jié)閥的操作便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)一臺(tái)調(diào)節(jié)器的輸出工作，如果通過一只調(diào)節(jié)器對(duì)兩個(gè)或者是兩個(gè)以上的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，并且是通過對(duì)信號(hào)的分析根據(jù)不同的需求去對(duì)不同的閥門進(jìn)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(gè)調(diào)節(jié)器的信號(hào)進(jìn)行分段處理，信號(hào)被分為若干段以后，每段信號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)執(zhí)行器進(jìn)行控制工作，通過執(zhí)行器的分段連續(xù)共同完成一個(gè)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(xué)屬性的影響，需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)密的控制，這就借助于分程控制。例如對(duì)于氮?dú)舛裕枰妹芊獾姆绞綄?duì)其進(jìn)行儲(chǔ)存，且氮?dú)獾膲毫π枰S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?dú)獾膲毫ψ鳛閯?dòng)力進(jìn)行傳送的，在對(duì)氮?dú)鈮毫Φ木S持下，實(shí)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(gè)方面的工作，第一要確保氮?dú)獾淖銐蚬?yīng)，即在罐內(nèi)的壓力過低時(shí)，需要及時(shí)的對(duì)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?，第二在罐?nèi)壓力過高時(shí)，需要及時(shí)的降壓，進(jìn)而實(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)氮?dú)獾募皶r(shí)補(bǔ)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(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)范圍的擴(kuò)大，及時(shí)的對(duì)調(diào)節(jié)閥的工作進(jìn)行調(diào)整，滿足各種生產(chǎn)和工作的需求，同時(shí)還能夠滿足工藝操作的特殊要求。例如在間歇性的化學(xué)反應(yīng)中，在反應(yīng)物進(jìn)入設(shè)備開始生產(chǎn)時(shí)，為了達(dá)到材料反應(yīng)的溫度，在剛開始時(shí)就進(jìn)行加溫，但是溫度達(dá)到一定的要求后，在化學(xué)反應(yīng)的推動(dòng)下，還會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果不進(jìn)行熱量轉(zhuǎn)移，就會(huì)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(jìn)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。

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(duì)象的復(fù)雜性，有時(shí)單回路控制系統(tǒng)無法達(dá)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(jiǎn)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(gè)特殊矛盾而產(chǎn)生并發(fā)展的，它們均有各自的適用場(chǎng)合，不能隨便亂用。能用簡(jiǎn)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(dāng)，不僅增加投資，還不能奏效，反而會(huì)帶來不必要的麻煩 。