为什么有些控制系统工作一段时间后控制质量变坏?
控制质量的好坏与组成控制系统的四个环节的特性有关,当系统工作一段时间后,这四个环节的特性都有可能发生变化,以致影响控制质量。这时,要从仪表和工艺两个方面去找原因。
首先是对象特性的变化会对控制质量产生很大的影响。有些对象本身具有非线性,当负荷变化时,系统的放大系数、时间常数都会随之变化。如不少温度对象,它的特性与换热情况有很大关系,系统开始运行时,传热效率较高,时间常数较小,控制质量满足要求。但运行了一段时间后,由于传热壁上结垢变厚,或由于工艺波动等原因,使易结晶的物料不断析出,聚合物不断产生,或一些反应器内催化剂活性下降等,必然会使对象特性发生变化,使控制质量变差。调节器参数的整定是在一定的对象特性情况下进行的,对象特性的变化很可能会使已整定好的PID参数不再适应新的对象特性。这时,如不及时调整参数,当然也会使控制质量变差。
其次是调节阀的问题。如有的阀门受介质的腐蚀、冲刷,使阀芯、阀座形状发生变化,阀的流通面积发生变化,也易造成系统不能稳定地工作。另外调节阀的流量特性在对象负荷变动时也会产生变化,如果阀的特性是线性的,在负荷比较低时,系统的控制作用就较强,有可能使被控变量产生较大的波动如果是这种原因,使控制质量变差,就应设法改变阀的特性,如采用等百分比阀等。
第三是检测元件特性的变化也会影响控制质量。有的检测元件在使用一段时间后,特性变坏,例如孔板磨损、污物堵塞等,有的测温元件被结晶或聚合物包住,使时间常数变大,测量精度下降等。检测元件信号的失真会直接影响调节器的输入信号和输出信号,当然会使控制质量下降。
由于组成控制系统的对象、检测元件、调节阀在系统运行一段时间后,其特性都可能发生变化,以致影响控制质量,所以控制系统在运行一段时间后,往往要对调节器的PID参数重新进行整定,以适应工况的变化,满足对控制质量的要求。
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