（1）由于双回路的存在增加了开环零点，改善了控制品质，提高了系统的稳定性。由图1-2b所示，假设 GC（1s）=p（s） （1-1） ；q（s）p1（s） （1-2） ；q1（s） GO（1s）= GO2（s）=
p2（s） （1-3） q2（s）式中，p1（s）、p2（s）、p（s）、q1（s）、q2（s）、q（s）分别是s的m1、
m2、m、n1、n2、n阶多项式，一般有
n?m；n1?m1；n2?m2。
在开环条件下，与慢响应的单回路控制系统相比，双重控制系统的开环零点增加（n+n2-m-m2）个。而他们的位置可由GC2（s）参数的改变而得到调整，所以品质得到改善，稳定性得到提高。
（2）双重控制系统的的工作效率也能得到提高。双重控制系统的特征方程是：
' 1+GC（1s）G（Os）=0 （1-4）
由上述假设可以得到
2 （T1T）2s+（T1+T2+CK1KO）Ts（+C 0 （1-5） K1+）K1 =与两阶标准形式比较，可得
（T1+T2+KCKT1O） 2?? （1-6） ??O?T1T2工作频率
?CS=??当衰减比取相同时，有??=?，因此有
O21-? （1-7）
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?CST1+T2+KC1KTO =?ST1+T2 =1+KC1KO1 （1-8）
1+T1T2当控制系统正常运行时,应满足总回路增益为正，即应有
KC1KO1?0
?CS。这表明，双重控制系统的工作效率提高了，且随着KC1KO1值的增?S大而增大。随着T2的增大与T1的减小而增大。当T2?T1时，有 因此有
?CS=（1+KC1KO1）?S
1-?211+KC1KO1） =（ （1-9）
2?T1这时，衰减比一定条件下，随着快响应对象时间常数T1的减小，双重控制系统的工作频率增大。为此，双重控制系统中，常选时间常数尽量小的快响应通道来提高系统的工作频率。
（3）动静结合，快慢结合，“急则治标，缓则治本”。这里的“快”指动态性能好，“慢”指静态性能好。由于双回路的存在，使双重控制系统能先用主控 制的作用使y1尽快回复到设定值R1，保证了系统具有良好的动态响应，达到了“急则治标“的功效。同时，在偏差减小的同时，双重控制系统又充分发挥了副控制器缓慢的调节作用，从根本上消除偏差，并使y2回复到设定值R2，这就使系统具有较好的静态性能。由于双重控制系统较好的解决了动静的矛盾，达到了操作优化的目的
图1-3双重控制系统响应曲线
Fig1-3 Response curve of a dual control system
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1.4 喷雾干燥过程计算机双重控制系统方案
本毕业设计的喷雾干燥过程的双重控制系统如图1-4所示。浆料经阀V1后从喷头喷淋下来，与热风接触换热，浆料被干燥并从塔底部排出，干燥的程度由间接指标温度控制。为了获得高精度的温度控制及尽可能节省蒸汽的消耗量，采用图示的双重控制系统，取得良好的控制效果。
进料 V1 10% VPC TC 干燥塔 V2 蒸汽 V3 空气
图1-4喷雾干燥的双重控制系统 Fig.1-4 Spray-drying system of dual control
喷雾干燥过程中，操纵变量的选择十分重要。调节过程如下：图中，V1是进料量控制阀，由于它受前工序来料的影响，一般不能控制；V2是旁路冷风量控制阀，它具有快速响应的特性，但经济性较差；V3是蒸汽量控制阀，它具有工艺合理的优点，但动态响应慢。该方案中，将调节V2和V3的优点结合起来，当温度有偏差时，先改变旁路风量，使温度快速回复到设定，同时，代表阀位的信号作为VPC的测量，直接说明蒸汽量是否合适，在VPC的调节下，蒸汽量逐渐改变，以适应热量平衡的需要，因此，扰动的响应最终通过改变载热体流
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量克服。
2 喷雾干燥过程控制系统PLC控制的实现[2]
2.1可编程控制器简介
2.1.1 PLC的概述
可编程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，简称PC）。与个人计算机的PC相区别，用PLC表示。专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计[2]。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。 2.1.2 PLC的结构
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。由图2-1所示PLC实质上是一种工业控制用的计算机。
图2-1 PLC硬件系统简化框图
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Fig.2-1 Block diagram of PLC connection
2.2 PLC控制系统的设计步骤
PLC控制系统的设计步骤：
(1)根据被控对象的控制要求，确定整个系统的输入、输出设备的数量，从而确定PLC的I/O点数，包括开关量I/O、模拟量I/O以及特殊功能模块等。充分估计被控对象和工厂今后发展的需要，所选的PLC的I/O点数应留有一定的余量。另外，在性价比不大的情况下，尽可能选用同类型中功能强的新一代PLC。
(2)确定选用的PLC机型。
(3)建立I/O分配表，绘制PLC控制系统的输入、输出接线图。 (4)根据控制要求绘制用户程序的流程图。
(5)编制用户程序，并借助用户程序装入PLC的用户程序存储器。 (6)在实验室模拟调试用户程序。 (7)进入现场联机调试用户程序。
(8)整个系统的调试工作结束后，编制技术文件。 (9)交付使用。
2.3喷雾干燥过程计算机控制系统硬件设计
通过以上对PLC的了解和第一章所确定的控制方案，对喷雾干燥计算机控制系统进行PLC的硬件设计。 2.3.1 PLC的选择
选择三菱FX2N-48MR的PLC，及其4AD和4DA模块。 2.3.2 I/O的确定
（1）输入设备：间接指标温度T的检测选用温度变送器 ，蒸汽和冷空气流量F的检测选用流量变送器，采用南京高华科技有限公司的MTH 压力变送器。
（2）输出设备:由温度控制器和流量控制器来控制调节阀动作，同时由报警灯来观测安全软限。
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