料道内玻璃液的均化

在仪表使用前，要根据设计的系统对仪表进行组态，即使用附加的程序装入器将KTM执行的控制操作内容及初始数据写入EPRoM存储器，再：侉EPR0M摘入仪表相应印刷板上即可投入使用。在装入器键盘上填写代码和数据就可将程序数据写入EPROM，这里 不需要专门的程序设计知识，一般的管理和控制人员也能从事这项工作。

利用单回路可编程调节器特别适用于料遭控温的复杂系统。图35和图36是两个应用例子。 从图35可见，用单回路可编程调节器可以代替两台主副调节器，Tl和T2、不但调节器的功能大大加强，系统也得以简化。变进器B1B2和调节阀F两种方案仍然相同。

图36表示料道某段温度前馈一串级控制方案。前段玻端湿度tB2作为主参数，经温度变送器}1进

入主词节器(pm，前段空间温度?经变送器鼠进入副调节器(PI)，后段玻璃温度经变送器进行超前或滞后补偿后进入加法器，与主调节器的输出相加后控制剐橱节器。可见如果用常规调节仪表，至少要四台才能满足取代可编翟调节器T的作用。 以上伽子可以看出，即使采用了先进的单回路(或四回路)调节器如不设法提高温度变送器的精度仍难以得到高精度的控温结果。这一点同以前

介绍其他桶节仪表时所强词的一样是系统设计者要特别注意的。

总体分散型控制装置中的操作站或上位机(图33)，在控制系统中并不直接参与过程的 控制它的主要任务是进行管理。这一级可以采用不同类型的计算机或操作终端。一般至 少对8个或l6个回路进行监控和管理。

监控级设有CRT显示，可以作全貌显示、趋势显示、参数修改显示和模拟调节画面。能 完成以下功能：过程监视、过程参数设定及修正操作、联锁及紧急处理、数据采集处理和综合管理、集中打印制表等等。

一旦监控计算机或操作终端发生故障而退出工作，也不会影响第一线的正常控制，因为 后者本身就是一个独立的功能齐全的控制系统。只是在一段时间内影响数据的处理而已 并不构成对生产的威胁。

目前，集散控制装置已开始在玻璃工厂包括供料道控制系统中得到应用，即使是仅仅使 用单回路词节器组成第一线控制，也是微机控制的一种形式。笔者认为采用集中分散型控 制系统是符合玻璃工业自动控制发展方向的它比直接数字控制(DDG)的计算机系统更安 全，更可靠、因而也更有生命力。

5、温度控制系统的整定

自动控制系统控制质量取决于对象特性、控制方案、干扰形式与幅值以及调节器参数接定。当一个控制系统组成安装以后调节仪表、控制对象，干扰形式等也都基本周定下来过时控制质量主要取决于调蕈器参数的设置。

所谓整定，就是配合被控对象特性，合理地选择调节器各项参数以获得最好的控制效果。在自动控制中，调节器参数的整定是很重要的工作。有的工厂化了很多力气装完了所有的仪表，但因缺乏自动控制专业知识，不知道整定的意义，致使调节系统工作不好，还误认为是某台仪表不好，等等。当然，整定也不是万能的，如果系统设计不台理，对象特性不好或仪表安装不当，想通过调节器的整定来获得好的控厦量，也是不大可能的。

各种不同类型的调节器，不管是气动的、电动的，尽管它们的结构型式不同同样控制规律的调节器，都有相同的整定参数和改变这些参数的机构，整定方法也是相同的。

到现在为止，调节器参数整定方法已有几十种之多，但现场常用的只有数种。本文只简单介绍几种实用的方法。

5.1控制过程的质量指标

在控制系统中，被控参数不随时间而变化的平衡状态为静态或稳态，而被控参数不平衡时的状态称为动态。我们最感兴趣的是动态过程，也即控翩过程，它们反映了在干扰或给定值变化时，控制系统如何从一个平衡状态到另一个新的平衡状态。一个系统在受到干扰后．被控参数经过控制达到稳定的过程可用图37所示典型曲线表示。一般的控制系统从稳定性理论出发，主要采用衰减比、最大偏差、控制时间和余差等四项指标来衡量其控制质量。

1. 衰减比 衰减比n表示衰减的程度，它表示被控参数逐次减少偏差的程度．习惯上用n：1来表示。从图上曲线相邻两个波峰B1和B2来定义衰减比一般控制过程以4：1到10：1的衰减比较为可取’

2 .最大偏差(也称动态偏差) 最大偏差是被控参数偏离给定值的最大动态偏差。显然，希望最大偏差越小越好，特别是不能超出正常生产允许的安全范围。图上以A表示最大偏差。 3 .控制时间(也称回复时间) 控制系统受到干扰、经过控制使系统从原来的平衡达到新的平衡(一般以达到稳态值。偏差不超过6届，即近似进入平衡)所需的时间“就是控制时间。 4.余差(也称静差或残余偏差) 余差就是过程终了时被控参数新的稳态值与给定值之差，图中用C表示。

其他控制系统中还有一些指标，如计算机控制系统中的积分准则，最优控制中的目标函 数等，这里不再介绍了。

5.2 被控制对象的动态特性

被控对象的动态特性对实现过程自动控制十分重要，它不仅是自动控制系统设计的主要依据，也是调节器整定时的依据之一。由于对象特性涉及内容很多，我们仅能以料道玻璃 温度为主作一简单说明，以利于进一步讨论调节器整定问题。

图39是典型的温度对象特性响应曲线。设χ是对象的输入(如各种干扰、燃料变化等)y是

输出(温度)。在输入阶跃变化(如燃料突然加大，这是考虑到最坏的情况)Δχ出时，在没有控制作用时，温度（y）随时间变化的情况如图所示。由于对象有自平衡能力，y最终会稳定在一个新的值y(∝)(在此过程中，设其他干扰不存在)。图示T、τ、K是对象的特性参 数，分别称为时间常数、滞后时间和放大系数。对象的数学表达形式以传递函数表示。

这是用高阶等容环节近似的，η为阶次，一般对象简化到η=3，其精度已可满足要 求。

图39表示在燃料变化出时@其他干扰不存在，如进口玻璃温度和散热条件不变等)，料遭温度(上、中、下层玻璃温度分别用1，2，3曲线表示)变化情况。很明显，上层的温度(曲线1)反映干扰较快，下层温度(曲线3)反映最慢。因此，它们的特性不同，就决定了控制系统的设计及调节器参数整定的不同。例如上层温度控制用单回路可能已满足要求，下层

温度则可能要采用复杂的串级或前馈控制才能得到理想的结果。在参数整定时，对象的，等参数不同，调节器整定的结果也就不一样。由此可见，了解对象特性是十分重要的．一般来说，料遭温度的动态特性比较复杂，如用微分方程来表达通常是高阶的非线性方程，而且要通过料遭的结构、工艺过程用解析法求得，这样的结果往往是十分困难的。工业上常用试验的方法求取对象特性，而且大多是考虑调节通道的特性。有可能的话对其他主要干扰的动态特性也可进行测试。

前面讨论了在阶跃干扰作用下对象的反应实践中我们常有意地将输入量(如燃料闽开度)突然增加一定数值(10～15石为)记录输出量(温度等)的变化，则可得到如图所示的动态特性曲线。但有时因为温度变化较慢，人为干扰长期保持告对被控温度产生过份影响，使偏差超出正常生产允许范围，试验也常常无法继续下去。为此，可引入一种矩形脉冲扰动试验法。首先在对象上加一阶跃扰动，维持适当时间后立即撤消此扰动，使闽位回到起始值，记录温度变化全过程直到稳定为止。图40表示矩形脉冲扰动试验结果。y·（t）是记录曲线。 实际上，我们可以将矩形脉冲分解成两个方向相反、大小相同、但在时间上相差古0的阶 跃扰动，反应曲线y·（t）实际上可看作是这两个阶跃扰动的作用结果之和。从这个原理出 发，可以根据y（t）用作图方法求得阶跃干扰作用下的曲线y（t）。 在O～tο段y(t)即等于旷y·(t)； 在to～2to，段y2等于y·（2to）加上y1 [即y·（to）]； 依此类推，y3=y2+y·（3to），y=y3+y·（4to）等等，最后可得出y（t）。图中虚线表示反

阶跃扰动(在to开始)的反应曲线y（t－to），形状上与y（t）相同。

应该强调的是，在现场用试验法求取对象动态特性时，要保持其他的因素，如后段玻璃 温度、出料量、散热条件燃料和空气压力等均不变，这样获得的曲线才能较准确地反映温度 对于调节阍开度(流量)变化的特性。现场往往不容易得到这种保证，因而试验可能要进行 多次，并要有足够的细致和耐心。有时可能根率无法满足其他条件不变的要求，就不能用试 验法来准确得到对象的特性了。

由试验得到对象反应曲线，可用各种方法对试验结果进行处理，如近似法、切线法、图解法、两点法和面积法等，得到对象的传递函数(s)。我们仅举两点法为侧加以说明。 假设对象近似用高阶等容惯性环节表示：

可选用最接近的一整数值计算T。误差约为±2℅。求得n和t，则G（g）可得出。

此外，也常用频率法和统计相关法来测定对象的动态特性。特别是统计相关法使用了伪随机信号求取对象脉冲响应函数，可以缩短澳l试时间、提高测试精度、窑易利用电子计算 机作数据处理，这为对象的在线辨识及计算机控制打下了良好基础。

5.3单回路控制系统的整定

单回路控制系统的整定，是所有控制系统中最简单、最基本、最重要的。其他复杂的控制系统，如串级、分程、比值等控制系统最终都可转化为单回路控制系统来整定。所以熟练地掌握了单回路控制系统的整定方法，复杂系统的整定也就不难解决了。