串級系統(tǒng)有何難？主副回路內(nèi)外環(huán)；

主調(diào)輸出送副調(diào)，副調(diào)主調(diào)信號串；

副環(huán)粗調(diào)動作快，主環(huán)細調(diào)嚴把關(guān)；

主副調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)好，調(diào)節(jié)品質(zhì)超簡單。

復(fù)雜控制系統(tǒng)是以簡單控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，掌握了簡單控制系統(tǒng)再來學習復(fù)雜控制系統(tǒng)就不難了。現(xiàn)結(jié)合實例來理解口訣的含義。

上圖為加熱爐溫度的單回路控制系統(tǒng)。當負荷變化引起爐溫改變時，經(jīng)溫度傳感器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥構(gòu)成的控制系統(tǒng)，改變?nèi)加土縌使爐溫趨于恒定。但如果燃油進口壓力波動較大且頻繁，將引起爐溫的大幅度變化，為克服燃油壓力波動帶來的干擾，可以先構(gòu)建一個燃油量的控制系統(tǒng)來消除油壓的波動，而把爐溫調(diào)節(jié)器的輸出作為流量調(diào)節(jié)器的給定值，形成回路，使流量調(diào)節(jié)器按爐溫控制的需要而工作，這樣就構(gòu)成了串級控制系統(tǒng)。

口訣中“主調(diào)輸出送副調(diào)，副調(diào)主調(diào)信號串”。指的是主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定。兩個單回路串到一塊構(gòu)成串級控制。

 串級控制系中副回路稱為內(nèi)環(huán)，主回路稱為外環(huán)，這就是口訣中的：“主、副回路內(nèi)外環(huán)”。其中主回路是由主變送器、主控制器、執(zhí)行器、主對象構(gòu)成的一個閉合回路，也就是副回路反饋斷開后的整個回路。副回路是由副變送器、副控制器、執(zhí)行器、副對象構(gòu)成的閉合回路。這樣就有了主、副參數(shù)之分，主參數(shù)就是在串級控制系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用的被調(diào)參數(shù)，即生產(chǎn)中的重要工藝指標。而副參數(shù)就是影響主參數(shù)的主要變量或者是為了滿足某種關(guān)系的需要而引入的中間變量。這樣根據(jù)主、副參數(shù)也就可以確定系統(tǒng)的主、副對象及相應(yīng)的主副變送器了。

串級控制當系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)受到外界干擾，而使主、副參數(shù)偏離給定值時，通過主、副控制器來克服外界干擾，使系統(tǒng)恢復(fù)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)干擾施加點的位置不同，其可分為三種情況：

1??若由于燃油壓力發(fā)生變化時，干擾將作用于副回路，這時副控制器便立即進行調(diào)節(jié)，即較小的干擾，經(jīng)副控制器的調(diào)節(jié)后，一般影響不到爐溫的變化。當干擾較大時，進而影響到主參數(shù)時，則主控制器也投入調(diào)節(jié)過程，這時主、副控制器一起來調(diào)節(jié)，就加速了克服干擾的控制過程。使爐溫盡快回復(fù)到給定值上。這過程就如口訣說的：“小干擾，副回消滅掉；大干擾，副環(huán)搶先調(diào)，剩微量，主、副一起調(diào)，調(diào)得速度快，過程質(zhì)量高”。

2??假如加熱爐由于外界因素或爐內(nèi)工況發(fā)生變化，使爐溫受干擾而偏離給定值時，即干擾作用于主回路時，主控制器的輸出便發(fā)生變化，使副控制器的給定值變化，副控制器將根據(jù)偏差來改變調(diào)節(jié)閥的開度，以使爐溫盡快回到給定值上。這就是：“主調(diào)發(fā)命令，副調(diào)及時調(diào)，通道縮短了，過程品質(zhì)好”。

3??干擾同時作用于主、副回路時，就用：“主、副同變化，副調(diào)偏差大；主、副反變化，副調(diào)小偏差，根據(jù)偏差值，控制調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)速度快，過程品質(zhì)佳”。原因是：在干擾作用下，主、副參數(shù)同向變化時，副控制器所承受的偏差為主、原因是：在干擾作用下，主、副參數(shù)同向變化時，副控制器所承受的偏差為主、副參數(shù)兩者之合，所以偏差值較大；當主、副參數(shù)反向變化時，控制器所承受的偏差為主、副參數(shù)兩者作用之差，所以偏差值較?。坏还芷钍窃龃筮€是減小，其結(jié)果都是加快控制過程，而使主、副參數(shù)快速回復(fù)并穩(wěn)定在給定值上。

通過以上口訣可以看出，串級控制系統(tǒng)由于兩個調(diào)節(jié)器串聯(lián)在一起工作，又引入了一個閉合的副回路，因此，不僅能迅速克服作用于副回路的干擾，而且對作用于主回路的干擾也能加快控制的速度。副回路具有先調(diào)、快調(diào)、粗調(diào)的特點，而主回路則具有后調(diào)、慢調(diào)、細調(diào)的特點。