某干燥器[1]的流程图如图8-30所示。干燥器采用夹套加热和真空[2]抽吸并行的方式来干燥物料。夹套内通入的是经列管式加热器加热后的热水，而加热器采用的是饱和蒸汽。为了提高干燥速度，应有较高的干燥温度θ，但θ过高会使物料的物性发生变化，这是不允许的，因此要求对干燥温度θ进行严格控制。 (1)如果蒸汽压力波动是主要干扰,应采用何种控制方案?为什么?试确定这时控制阀的-|||-气开、气关形式与控制器的正、反作用。-|||-(2)如果冷水流量波动是主要干扰,应采用何种控制方案?为什么?试确定这时控制器的-|||-正、反作用和控制阀的气开、气关形式。-|||-(3)如果冷水流量与蒸汽压力都经常波动,应采用何种控制方案?为什么?试画出这时的-|||-控制流程图,确定控制器的正、反作用。

本题主要考察干燥温度控制中不同干扰下的控制方案设计，涉及串级控制、控制阀气开/气关形式及控制器正反作用的选择，核心思路是通过副回路快速抑制主要干扰，并根据工艺安全和对象特性确定控制参数。

(1) 蒸汽压力波动为主要干扰

控制方案：采用干燥温度（主变量）与蒸汽流量（副变量）的串级控制系统。
原因：蒸汽压力波动会直接影响蒸汽流量，进而改变夹套热水温度，扰动干燥温度。选择蒸汽流量作为副变量，副回路可快速响应蒸汽压力波动，及时调整蒸汽流量，减少对主变量θ的影响，提高控制精度。

控制阀形式：气开式。
理由：一旦气源中断，控制阀关闭，停止蒸汽输入，避免干燥器温度θ过高（符合工艺安全要求）。

控制器正反作用：

• 主控制器TC（温度）：反作用。
  干燥温度θ升高时，需关小控制阀减少蒸汽流量，即主输出（控制阀信号）与主变量θ变化方向相反，故为反作用。
• 副控制器（蒸汽流量）：反作用。
  蒸汽流量增加（副变量升高）时，需关小控制阀，副输出与副变量变化方向相反，且阀特性为“+”（气开阀，信号增大流量增大），副对象特性为“+”（流量增大→加热量增大），根据“副控制器作用= -（副对象+阀特性）”，需反作用。

(2) 冷水流量波动为主要干扰

控制方案：采用干燥温度（主变量）与冷水流量（副变量）的串级控制系统。
原因：冷水流量波动会改变列管式加热器的换热效果，进而影响蒸汽加热后的热水温度，扰动干燥温度。选择冷水流量作为副变量，副回路可快速抑制冷水流量波动，稳定加热水温，保障主变量θ稳定。

控制阀形式：气关式。
理由：一旦气源中断，控制阀全开，冷水流量加大，降低加热器出口水温，防止干燥温度θ过高（工艺安全优先）。

控制器正反作用：

• 主控制器TC（温度）：正作用。
  干燥温度θ升高时，需增大冷水流量（关小控制阀？不，此处副变量是冷水流量，温度升高→需增加冷水流量冷却，即主输出需增大以开大控制阀？不，气关阀特性为“-”（信号增大→流量减小），温度升高→需减小控制阀信号（开大阀门），主输出与θ同向，故正作用。
• 副控制器（冷水流量）：正作用。
  冷水流量增加（副变量升高）时，需关小控制阀（因气关阀，信号增大→流量减小），副输出与副变量同向，且副对象特性为“+”（流量增大→冷却效果增强→热水温度降低→干燥温度降低），阀特性为“-”，根据“副控制器作用= -（副对象+阀特性）= -（+ -）= +”，需正作用。

(3) 冷水流量与蒸汽压力均波动

控制方案：采用以干燥温度为主要被控变量的选择性串级控制或双副变量串级控制（优先抑制频繁干扰）。
原因：两种干扰均影响干燥温度，但需根据波动频率选择副变量——若蒸汽压力波动更频繁，优先蒸汽流量为副变量；若冷水流量波动更频繁，优先冷水流量为副变量。通过副回路分别抑制两种干扰，主回路协调两者影响，确保θ稳定。

控制流程图：
主控制器TC输出连接副控制器选择器，副回路可切换为“蒸汽流量控制”或“冷水流量控制”，或同时引入两个副变量（如蒸汽流量+冷水流量的串级）。

控制器正反作用：

• 主控制器TC：根据干扰类型切换，若优先蒸汽流量副回路则为反作用，若优先冷水流量副回路则为正作用。
• 副控制器：蒸汽流量副控制器为反作用，冷水流量副控制器为正作用（与前两问一致）。