正反作用
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可以这么判断:设:气开阀为+A,气关阀为-A阀开时控制参数升高为+B,控制参数降低为-B 则:A*B = + 调节器为负作用A*B = - 调节器为正作用正作用调节器应用很广泛,比如家用空调器。
温度越高,转的越欢。
也起到了减少偏差的作用。
一种调节器能否正常工作,是有判据的,不能笼统地说正反馈不能减少偏差。
被控过程也分正反两种:当被控过程的输入量增加(或减小)时,其输出(被控参数)亦增加(或减小),此时称其被控过程为正作用;反之,当被控过程的输入量增加时,其输出却减小,称其过程为反作用。
对于被控对象的作用方向,则随具体对象的不同而各不相同。
当操纵变量增加时,被控变量也增加的对象属于“正作用”的。
反之,被控变量随操纵变量的增加而降低的对象属于“反作用”的。
由于控制器的输出决定于被控变量的测量值与给定值之差,所以被控变量的测量值与给定值变化时,对输出的作用方向是相反的。
对于控制器的作用方向是这样规定的:当给定值不变,被控变量测量值增加时,控制器的输出也增加,称为“正作用”方向,或者当测量值不变,给定值减小时,控制器的输出增加的称为“正作用”方向。
反之,如果测量值增加(或给定值减小)时,控制器的输出减小的称为“反作用”方向。
在控制系统中,不仅是控制器,而且被控对象、测量元件及变送器和执行器都有各自的作用方向。
它们如果组合不当,使总的作用方向构成正反馈,则控制系统不但不能起控制作用,反而破坏了生产过程的稳定。
所以在系统投运前必须注意检查各环节的作用方向,其目的是通过改变控制器的正、反作用,以保证整个控制系统是一个具有负反馈的闭环系统。
对于测量元件及变送器,其作用方向一般都是“正”的,因为当被控变量增加时,其输出量一般也是增加的,所以在考虑整个控制系统的作用方向时,可不考虑测量元件及变送器的作用方向(因为它总是“正”的),只需要考虑控制器、执行器和被控对象三个环节的作用方向,使它们组合后能起到负反馈的作用。
调节阀知识2011-5-25 1:通气时阀杆向下运动为正作用,反之为反作用。
注意:正反作用和气开气闭不是一个概念,在设置调节回路时要注意。
一般是与执行机构的正反作用相同的,知道了执行机构的正反作用,也就知道了定位器的正反作用:2:带手轮的调节阀也是气动调节阀,阀上的手轮主要用在控制气路故障时手动开关阀门。
气开气关的手轮开关阀门的转向不同。
3:正反作用是指气动调节器的作用方式,与气动调节阀无关,但对于正作用的气动调节器通常配气关调节阀;反作用的气动调节器通常配气开调节阀。
4:气动阀的定位器是否能控制阀门的正反作用?可以的,通过改变气动阀膜头进气方向就可以实现,如果气源从上进入地正作用,那么气源从下进入就是负作用。
5:调节阀的作用方式只是在选用气动执行机构时才有,其作用方式通过执行机构正反作用和阀门的正反作用组合形成。
组合形式有4种即正正(气关型)、正反(气开型)、反正(气开型)、反反(气关型),通过这四种组合形成的调节阀作用方式有气开和气关两种。
对于调节阀作用方式的选择,主要从三方面考虑:a)工艺生产安全;b)介质的特性;c)保证产品质量,经济损失最小。
6:气开阀与气闭阀的定义是什么?力增加时,推杆向下动作的叫正作用式执行机构;信号压力增加时,推杆向上动作的叫反作用式执行机构。
阀门组件与执行机构组成调节阀后,气开阀是随着信号压力的增加,逐渐打开,无信号时,处于关闭状态的阀;气闭阀是随着信号压力的增加,逐渐关闭,无信号时,处于全开状态的阀。
7:有气(信号压力)便打开的阀称为气开阀,一旦信号中断阀便回到当初的原始状态(关闭)。
有气(信号压力)才能关闭的阀称为气闭阀,一旦信号中断阀便回到当初的原始状态(打开)。
:8:气开阀:给仪表风时控制阀打开气闭阀:给仪表风时控制阀关闭事故开:仪表风突停时控制阀回到自然状态即全开状态,也就是气闭阀(风关阀)事故关:仪表风突停时控制阀回到自然状态即全关状态,也就是气开阀(风开阀)9:调节阀气开、气关阀选择,主要根据工艺生产的需要和安全要求来决定的;原则是当信号压力中断时,应能确保工艺设备和生产的安全。
控制阀的正作用与反作用一、正作用和反作用简介调节器有正作用和反作用调节器两种。
调节器正反作用的选择同被控过程的特性及调节阀的气开、气关形式有关。
被控过程也分正反两种。
当被控过程的输入量(通过调节阀的物料或能量)增加(或减小)时,其输出(被控参数)亦增加(或减小),此时称其被控过程为正作用;反之,当被控过程的输入量增加时,其输出却减小,称其过程为反作用。
一个控制系统能够正常工作,则其组成的各个环节的极性(可用其静态放大系数表示)相乘必须为正。
由于变送器的静态放大系数Km通常为正极性,故只需调节器静态放大系数Kc,调节阀静态放大系数Kv和过程的静态放大系数Ko极性相乘必须为正即可。
对于控制系统各环节的极性是这样规定的:正作用调节器,即当系统的测量值增加时,调节器的输出亦增加,其Kc 取负;反作用调节器,即当系统的测量值增加时,调节器的输出减小,其Kc取正。
气开阀Kv取正,气闭阀Kv取负。
正作用被控过程,其Ko取正,反作用被控过程,其Ko取负。
确定调节器的正反作用次序为:首先根据工艺安全等原则确定调节阀的气开、气闭形式,然后根据被控过程特性,确定其正反作用;最后根据上述组成该系统的各环节的静态放大系数极性相乘必须为正的原则来确定调节器的正反作用形式。
一般来说:正向作用设定值高于一个值,平常输出是0,也就是阀门通常是关闭(或开启)的,而反向作用跟正向作用相反。
关闭(后开启)的是阀门的常态。
对调节器来说输入增加,输出也增加为正作用。
输入增加输出减少为反作用。
对调节阀来说气源从膜头上面进的称正作用调节阀,气源从膜头下面进的称反作用调节阀。
气源增加阀门打开称气开阀,气源增加阀门关闭称气闭阀。
如果调节器为正做用,那么输入信号增加,输出信号也增加。
至于阀门是开还是关,要根据工艺情况对末端原件来说考虑设备的安全有AIR TO OPEN与AIR TO CLOSE两种型式一般使用多使用AIR TO OPEN较多AIR TO OPEN 4mA close20mA openAIR TO CLOSE4mA open 20mA close在控制器而言有正向动作与反向动作比如温度的控制在过热器与减压器就不同,过热器温度上升控制器输出增加控制阀开大喷水量增加使温度下降,减压器压力上升控制器输出减少控制阀关小使压力下降。
调节阀的正作用与反作用
正作用的执行机构是信号压力增加时,推杆下移;反作用的执行机构是信号压力增加时,推杆上移。
反作用执行机构的信号压力通入到波纹膜片的下方,信号压力增加时波纹膜片向下移动。
风开与风关的确定还要看调节机构的正装与反装。
被控量增大,而需要调节器输出减小的情况下,为反作用;
被控量增大,而需要调节器输出增大的情况下,为正作用;
调节阀包括控制回路、现场阀门定位器、执行机构和阀体。
控制回路的逻辑可以确定变量变化后输出值是相应变大还是变小。
定位器也可以组态的,根据电信号来确定仪表风的输出。
执行机构的压力通入到膜片的上方或下方,压力增加时阀杆向上或下移动。
阀也有正装和反装两种方式。
这些程设计时选型确定及DCS组态时定好的。
风开就是无工厂风或通讯故障时,阀门的安全状态为关闭。
风关,则阀门安全状态为开。
还有一种为故障时,阀门的安全状态为保持原有阀位。
打个比方:气动调节阀常闭(所谓的常闭就是气源故障下,阀门的位置处于关闭)。
正作用:给20MA信号的时候,这时候阀门位置处于全开的状态,给4MA 信号的时候,阀门位置处于初始全关的状态。
反作用:给20MA信号的时候,这时候阀门位置是在初始位置(全关),当给4MA信号的时候,阀门位置就变成全开状态。
PID控制中正向作用与反向作用的判定
设PID输出量的值为V pid,被控制对象的实际测量值为T x;
对于任一时刻t和下一时刻Δt+t ,
V pid的值分别为V1和V2
T x的值分别为T1和T2
那么,ΔV= V2 – V1
ΔT= T2– T1
如果ΔT/ΔV >0 , 则为正向作用
如果ΔT/ΔV <0 , 则为反向作用
总结,实际上可以将T x看作是V pid的函数,即
T x=f ( V pid )
一阶导数ΔT/ΔV=dT/dV=f’ ( V pid ) =T x’
由此可以看出正反作用的物理意义,即
T x’>0 时,实际测量值T x 随着PID输出量的值V pid增加而增加,减少而减少;
T x’< 0 时,实际测量值T x 随着PID输出量的值V pid增加而减少,减少而增加。
即,T x’>0 为正向作用,PID调节起促进作用,T x’<0 为反向作用,PID调节起抑制作用。
串级控制系统主控制正反作用的判断方法1. 引言串级控制系统是一种常见的控制系统结构,它由多个级联的控制回路组成,其中每个回路负责控制系统的一部分。
主控制是串级控制系统中的关键部分,它决定了系统的整体性能。
主控制需要根据系统的反馈信息来判断正反作用,并做出相应的调整,以实现系统的稳定性和性能要求。
本文将介绍串级控制系统主控制正反作用的判断方法。
首先,我们将讨论什么是正反作用,以及为什么需要判断正反作用。
然后,我们将介绍几种常用的判断方法,并分析它们的优缺点。
最后,我们将总结本文的主要内容。
2. 正反作用的概念和意义正反作用是指控制系统中控制器输出信号与被控对象响应信号之间的关系。
如果控制器的输出信号与被控对象的响应信号同向变化,即控制器输出增加,被控对象响应也增加,那么我们称之为正作用。
相反,如果控制器的输出信号与被控对象的响应信号反向变化,即控制器输出增加,被控对象响应减小,那么我们称之为反作用。
正反作用的判断对于串级控制系统的稳定性和性能至关重要。
如果正反作用判断错误,可能导致系统不稳定或性能下降。
因此,我们需要准确判断正反作用,并根据判断结果进行相应的调整。
3. 判断正反作用的方法3.1 预先设定法预先设定法是最简单的判断正反作用的方法之一。
在这种方法中,我们根据被控对象的特性和系统的设计要求,预先设定正反作用的方向。
然后,通过观察控制器输出信号和被控对象响应信号的变化关系,判断实际的正反作用是否与预先设定的方向一致。
预先设定法的优点是简单易行,不需要过多的计算和分析。
然而,它的缺点也很明显,即无法考虑到系统的实际情况和动态变化。
如果系统的特性发生变化或者设计要求不准确,预先设定的正反作用方向可能是错误的,导致系统的稳定性和性能下降。
3.2 试控法试控法是一种通过实际试控来判断正反作用的方法。
在这种方法中,我们先设定一个控制器输出信号的初始值,并观察被控对象的响应。
然后,我们逐步调整控制器输出信号的大小,并观察被控对象的响应变化。
控制器的正反作用是指的自动控制回路。
如一个槽子的液位自动控制:当调节阀装在槽子的进料侧时,槽子液位计测量的液位高于我们设定的液位值时,调节阀要关小,此时我们说他是反作用。
当调节阀装在槽子的出料侧时,槽子液位计测量的液位高于我们设定的液位值时,调节阀要开大,此时我们说他是正作用。
RRRRR如上图,液位上升,入口阀开度减小,为反作用;液位上升,出口阀开度增大,为政作用。
就是阀门开度根据你测量值的增大而增大就是正作用就是阀门开度根据你测量值的减小而增大就是反作用(注意:调节阀的气开气关,流开流关,对正反作用的选择是有影响的。
例如:输出4~20ma 增大,IA气压增大,对气关阀来说,开度是减小的)首先说一下“控制器”,在现今的智能调节器或DCS等基于微处理器的控制系统中,就是指一段程序(或者说算法),大部分情况是指“PID调节器”(或PID算法)。
1.控制器的输出,就是控制算法的输出,在程序中它只是一个“内存变量”;如果非要对应到物理量,我想4-20mA更可能一些。
2.我的理解,决定正反作用,是输出在经过调整之后,使得测量值达到给定值之后的稳定状态的情况下,此时的输出和上一个稳态输出之间的相对关系,而不是在调节器正在动态响应的期间,在动态响应过程中,即使测量值一直在减小,控制器的输出也可能会发生方向上的改变。
楼主给的问题应该是正在动态过程中,是无法判断的。
"1.书中“控制器的输出”是指什么啊?是4-20mA的电流么还是20-100KPa的风压还是控制阀的开度?"“控制器的输出”是指4-20mA的电流,而与4-20mA的电流对应的是20-100KPa的风压.除非电/气转换器是反的."2.当被控变量大于设定值而正在减少时,如设定压力为1.0MPa,测量值正由1.2MPa降到1.1MPa但此时还是大于设定值,如果控制器的输出增加,是正作用还是反作用啊"正作用:偏差=PV-SV 的值增加,输出增加.偏差=PV-SV 的值减小,输出减小.反作用:偏差=PV-SV 的值增加,输出减小.偏差=PV-SV 的值减小,输出增加."当设定压力为1.0MPa,测量值正由1.2MPa降到1.1MPa,如果控制器的输出增加",是反作用.因为测量值正由1.2MPa降到1.1MPa, 是偏差=PV-SV 的值减小, 而控制器的输出增加,所以是反作用.。
调节器正反作用的选择FC的阀一般用反作用,FO的阀用正作用对于(定值或随动)调节系统来说,整个调节回路必须处于负反馈才能正确构成;在调节回路中的各个环节参数的传递有的成正比(正作用)有的成反比(反作用),以一个简单液位调节系统举例:.调节阀装在入口开阀使液位上升是正作用,调节阀装在出口开阀使液位下降是反作用;信号增加阀门(假设带定位器)开大是正作用,信号增加阀门关闭是反作用;(这里不是指正作用阀和反作用阀)液位上升时测量信号增大是正作用,液位上升时测量信号减小是反作用;.各个环节的正正反反相互叠加抵消后,调节回路处于负反馈就能够工作;如果调节回路处于正反馈就必须通过调节器增加一个“反”,使调节回路处于负反馈。
.叠加方式为:顺着参数(信号)传递通道依次叠加,正正得正,正反得反,反正得反,反反得正,直到传递回路闭合。
.例如:简单液位调节系统,调节阀装在入口,调节阀气开,定位器反作用则:液位上升变送器输出上升(正),变送器输出上升调节器输出上升(正,叠加后仍为正),调节器输出上升定位器输出下降(反,叠加后为反),定位器输出上升(设调节器为正作用)调节阀开度上升(正,叠加后仍为反),调节阀开度上升液位上升(正,叠加后仍为反,),此时回路闭合,系统为负反馈,调节器定为正作用可以工作。
若上例中调节阀改为气闭或者定位器改为正作用,叠加的结果为正,调节器定为反作用;若上例中调节阀改为气闭同时定位器改为正作用,叠加的结果为反,调节器定为正作用;一般来说,由于被调参数经测量到调节器的叠加结果大多是“正”,如果调节器输出增加会使被调参数增加(正)系统处于正反馈,需要将调节器置于反作用;如果调节器输出增加会使被调参数下降(正)系统已经处于负反馈,需要将调节器置于正作用。
其实按不讲道理的说法就是:如果调节器输出增加会使指示上升就置反作用,反之为正作用。
调节器的正反作用的简单判定方法1、正偏差与负偏差在自动控制系统中,被调参数由于受到干扰的影响,常常偏离设定值,即被调参数产生了偏差:e=pv-sp 式中:e为偏差;pv为测量值;sp为给定值。
习惯上,e>0,称为正偏差;e<0,称为负偏差。
2、调节器的正反作用对于调节器来说,按照统一的规定,如果测量值增加,调节器输出增加,调节器放大系数Kc为正,则该调节器称为正作用调节器;测量值增加,调节器输出减小,Kc为负,则该调节器称为反作用调节器。
任何一个控制系统在投运前,必须正确选择调节器的正反作用,使控制作用的方向对头,否则,在闭合回路中进行的不是负反馈而是正反馈,它将不断增大偏差,最终必将把被控变量引导到受其它条件约束的高端或低端极限值上。
3、调节器的正反作用的选择原则闭环控制系统为一般负反馈控制系统调节器的正反作用的选择原则是保证控制系统为负反馈控制系统,所以,首先应确定控制回路中各环节的符号:控制参数:控制参数增加时(阀门开大),被控参数增加(液上升),则符号为正,反之为负;调节阀:当输入信号增加时,开度增加(气开阀),则符号为正,反之为负(气关阀);变送器:输入变量增大(如液位升高),输出信号也增大(如毫安信号变大)则为“+”,否则为“-”。
将对象符号与调节阀符号相乘,同号相乘等于“+”,异号相乘等于“-”(例如:“+ ”x“+ ”=“+”,“+”x“-”=“-”,“-”x“-”=“+”),调节器的正负与相乘的符号相反,这是单回路的选择,复杂回路可按照上述方法确定。
例如:调节器的正反作用指输入增加输出也增加为正做用(+),输入增加输出减少为反作用(-)。
1、根据工艺对象的控制特点判定,如容器采用进口阀门控制液位,阀门开大液位上升,则控制对象的特性为A为“+” ,若是出口阀门,阀门开大液位下降A 取“-”。
本例中选出口阀,阀门开大液位下降A取“-”。
2、根据工艺状况确保安全第一的前提,选择合适的阀门气开(B取+)还是气关(B取-),设计院一般已确定阀门的作用。
气动执行机构与调节阀配用时的正作用和反作用如何确定什么是正作用和反作用薄膜执行机构?执行机构按动作方式可分为:正作用式和反作用式两种,按型式可分为气开式和气关式两种。
现分述如下:1、正作用执行机构当信号压力增大时,执行机构的推杆向下动作的叫做正作用式执行机构,当信号压力从20kPa增加到100kPa时,推杆就从零移动到全行程的位置,其位移特性如图1所示。
其动作原理如图3所示,当信号压力进人薄膜气室时,在膜片上产生一个推力,并使推杆部件移动。
将弹簧压缩,直到弹簧的反作用力与信号压力在膜片上产生的推力相平衡。
这时的推杆位移L为式中A为膜片的有效面积;K为弹簧刚度;P为进入膜室的信号压力。
当执行机构的规格确定后,A和K为一个常数,则推杆位移与信号压力成比例关系,即信号压力越小,推杆位移也越小;信号压力越大,推杆的位移也越大。
2、反作用执行机构当信号压力增大时,执行机构的推杆向上动作的叫做反作用式执行机构,当信号压力从20kPa增加到100kPa时,推杆就从全行程移动到零的位置,其位移特性如图2所示。
其动作原理与正作用是一样的,所不同的是反作用执行机构的信号压力进人到膜片的下方,当信号压力增加时,膜片是向上移动,如图4所示。
说明:正作用执行机构与阀(阀芯正装)构成气关式;反作用执行机构与阀(阀芯正装)构成气开式什么是气开式、气关式气动执行机构气动执行器可分为气开和气关两种型式。
气开式气动执行器,即有信号压力时阀开,无信号压力时阀关;气关式气动执行器,即有信号压力时阀关,无信号压力时阀开。
而气开、气关的选择主要是从生产安全来考虑的,当信号压力中断时,应避免损坏设备和伤害操作人员。
如锅炉给水阀处于打开位置时危害性小,则应选择气关式气动执行器。
控制进入设备的易燃气体时,为了防止爆炸,应选择气开式的气动执行器等。
对于电动执行器,是不能用气动执行器的称谓来套用“电开”,和“电关”式的。
因为气动执行器与电动执行器的工作原理、驱动机构、驱动能源是不相同的,前者驱动用的是压缩空气的压力,后者用的是交流电源驱动电动机转动。
一般说控制系统是由对象、检测仪表、控制器、执行器四部分构成,而且是负反馈系统。
一般有现场的各种检测仪表它一般是正作用的,PID调节器是比例微分积分控制器,阀门定位器和阀门是在一起的,阀门属于执行器。
阀门由于是由执行机构和控制机构组成,它有四种组合。
控制系统的正反作用方向主要由控制器、执行器和对象决定。
执行器因为包括执行机构和控制机构两部分。
正反作用反向为四种组合。
序号执行机构控制阀气动执行器
a 正正气关(正)
b 正反气开(反)
c 反正气开(反)
d 反反气关(正)
执行器(阀门的)气开式一般式正作用方向,气关式一般是反作用方向。
对于被控对象当操作变量增加时,被控变量增加为正作用,反之为反作用。
控制器的作用方向:当给定值不变,被控变量测量值增加时,控制器的输出也增加,称为“正方向”;或者当测量值不变,给定值减小时。
控制器的输出增加称为“正方向”。
反之称为“反方向”。
在这里被控变量是我们需要保持恒定的工艺参数,比如温度、压力、流量等。
要构成一个负反馈控制系统,如果已经确定了执行器、控制器好对象的方向。
就根据正正为正,正反为反的预兆怒责确定控制系统的作用方向。
阀门正反装是它的安装要求,而与控制系统的正反作用方向无关。
阀门的气开气关:阀门在断气的情况下处于全关的状态叫气开,阀门在断气的情况下处于全开的状态叫气关;PID调节器的正反作用:输入值与反馈信号做减法为反作用;做加法为正作用;执行机构的正反作用:气源压力由小变大时,阀门由关到开为正作用,反之为反作用;定位器的正反作用:输入信号4mA时输出气压最小,输入信号是20mA时,输出气压最大,这种情况为正作用;反之则为反作用;阀门的正装反装:不知是指阀门的执行机构向上向下,还是只介质的流向与阀门的流向相同还是相反;
正反作用阀门主要是针对阀门组的控制,同一个信号控制多个阀门,有的需要开有的需要关,只能选用不同作用的阀门来实现
我们讨论阀门正反特性的时候,默认阀门作为一个完整的功能来讨论的,而一个完整的阀门正反特性由阀门定位器、执行机构、阀门正装反装这3个串行元件的特性共同组成。
阀门定位器作为控制回路中的一个串行元件,它的正反作用对于回路的正反作用当然有影响。
厂家之所以这么说,是因为我们所有的阀门在选型时都默认为正作用。
从理论上说,智能电气阀门定位器可以调校为正作用或者反作用,但是我们在做回路分析时,我们只是以阀门的特性为研究对象,即根据回路特性确定阀门为正作用或者反作用,如果阀门定位器选择反作用,那么也就意味着阀门的执行机构和阀门结构正反作用要调整,也就是说,阀门从结构上做不到气源故障安全位置。
所以说,从实践执行的角度来讲,阀门定位器几乎可以认为永远的正作用,除非你的使用场合有非常特殊的要求,例如:信号故障与气源故障要求阀位不同。
一般来说,只根据气开,气关形式;工艺操作情况;就可以判断出调节器的正反作用。
可见《石油化工自动控制设计手册》P322-323
m=mo+KE
m:控制器输出
Mo:偏差为0的输出;
E: 偏差,给定值-测量值
K:K为正,调节器反作用;K为负,调节器正作用。
举例,如果阀门是气开的(FC),测量值增大,阀门开大;那么,m>0(因为FC的阀,必然阀门开大同时,调节器输出也是增大的),E<0;跟据公式得知,K<0,调节器正作用。