《化工仪表自动化7》这一PPT主要探讨了化工领域中复杂控制系统的设计与应用。其中涵盖了串级控制系统、均匀控制系统、比值控制系统、前馈控制系统、选择性控制系统以及分程控制系统等多个关键知识点。
串级控制系统是解决大滞后和剧烈频繁干扰问题的有效手段。它由两个控制器组成，主控制器和副控制器，分别对应主变量和副变量。例如在管式加热炉的例子中，主变量通常是原料油的出口温度，而副变量可能是炉膛温度。当干扰如燃料压力或热值变化时，副回路首先响应，快速调整副对象（炉膛温度），减轻对主对象（原料油出口温度）的影响。主控制器则根据主变量与设定值的偏差进行调节，确保整体控制效果。
均匀控制系统是为了保持系统内各部分性能的一致性。例如，在连续流动的化工过程中，确保物料在不同位置的浓度或温度均匀。这种控制系统通常采用反馈控制方案，通过调整输入以抵消可能导致不均匀的因素。
比值控制系统主要用于维持两个或更多变量之间的固定比例关系。常见的有单闭环比值控制，其结构简单，可以调整两个变量的增益比，适用于流量控制等场景。
前馈控制系统是一种预测性控制，它根据预期的干扰来提前调整控制动作，以减少其对被控变量的影响。前馈控制可以是连续型或开关型，适用于无法通过反馈控制有效应对的大型或快速变化的干扰。
选择性控制系统设计用于处理多个干扰并选择性地响应其中一个。它可以是连续型或开关型，用于防止积分饱和，即控制器输出达到极限导致控制性能下降的情况。
分程控制系统则根据工艺条件的不同范围采取不同的控制策略。它可能涉及到多个控制器和执行器，每个在特定的工况下工作，以优化整个系统的性能。
多冲量控制系统，如三冲量控制，考虑多个输入变量来更精确地控制过程，例如在蒸汽发生器中同时考虑给水流量、蒸汽流量和汽包液位。
学习这些复杂控制系统的关键在于理解它们的结构、工作原理、特点以及在化工生产中的适用场景。通过掌握这些知识，工程师可以更有效地设计和优化自动化系统，提升生产效率和产品质量。
