本帖最后由 关不上的窗_KEIQ 于 2018-4-20 15:40 编辑
第六节 分程控制系统
6.1 概述
在反馈控制系统中,通常都是一台控制器的输出只控制以太控制阀。
在分程控制系统中,一台控制器的输出可以同时控制两台甚至两台以上的控制阀
在这里,控制器的输出信号被分割成若干个信号范围段,由每一段信号去控制一台控制阀。
分程控制系统的方框图如图5――34所示。
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分程控制系统中控制器输出信号的分段一般是由附设在控制阀上的阀门定位器来实现的。烦闷定位器相当于一台可变放大系数,且零点可以调整的放大器。
分程控制系统,就控制阀的开,关型式可以划分为两类:一类是两个控制阀通向动作,即随着控制器输出信号(即阀压)的增大而减小,两控制阀都开打或关小。其动作过程如图5-35所示,其中图(a)为气开阀的情况,图(b)为气关阀的情况。另一类是两个控制阀异向动作,即随着控制器输出信号的增大或减小,一个控制阀开大,另一个控制阀则关小,如图5-36所示,其中图(a)是A为气关阀。B为气开阀的情况。图(b)是A为气开阀,B为气关阀的情况。
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分程阀同向或异向动作的选择问题,要根据生产工艺的实际需要来确定。
6.2 分程控制的应用场合
1. 用于扩大控制阀的可调范围
有时生产过程要求有较大范围的流量变化,但是控制阀的可调范围是有限制的(国产统一设计柱塞控制阀可调范围R=30)。若采用一个控制阀,能控制的最大流量和最小流量相差不可能太悬殊,满足不了生产上流量大范围变化的要求。这时可考虑采用两个控制阀并联的分程控制方案。
例如,锅炉产汽压力为10Mpa,是高压蒸汽,而生产上需要的是压力平衡的4Mpa的中压蒸汽。在选择控制阀的口径时,为了适应大负荷下蒸汽供应量的需要,控制阀的口径就要选择得很大。然而,在正常情况下,蒸汽量却不需要这么大,这就要将阀关小。也就是说,正常情况下控制阀只在小开度下工作。而大阀在小开度下工作时,除了阀特性会发生畸变外,还容易产生噪音和振荡,这样就会使控制效果变差,控制质量降低。为解决这一矛盾,可采用两台控制阀,构成分程控制方案,如图5-37所示。
在该分程控制中采用了A,B两台控制阀(假定根据工艺要求均选择为气开阀)。其中A阀在控制器输出压力为20~100kpa时由全关到全开。这样在正常情况下,即小负荷时,B阀处于关闭状态,只通过A阀开度得变化来进行控制。当大负荷时,A阀已经全开仍满足不了蒸汽量的需要,中压蒸汽管线的压力仍达不到给定值,于是反作用式的压力控制器PC输出增加,超过了60kpa,使B阀也逐渐打开以弥补蒸汽供应量的不足。
2.用于控制两种不通介质,以满足工艺生产的要求
在某些间歇式生产的化学反映过程中,当反应物料投入设备后,为了使其达到反映温度,往往在反应开始前,需要个它提供一定的热量,一旦达到反应温度后,就会随着化学反应的进行而不断放出热量,这些放出的热量如不及时的移走,反应就会越来越剧烈,一致会有爆炸的危险。为此,可设计如图5-38所示的分程控制系统。
在该系统中,利用A\B两台控制阀,分别控制冷水于蒸汽两种不同的介质,以满足工艺上需要冷却和加热的不通需要。图中温度控制器TC选择为反作用,冷水控制阀A选为气关式,蒸汽控制阀选为气开式,两阀的 分成情况 4. 用作生产安全的防护措施
由时为了安全起见,需要采取不同的控制手段,这时可采用分值控制方案
为了稳定储罐的氮密封压力,可采用如图5-40所示的 分成控制方案
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本方案中 采用的A阀为气开式,B阀为气关式,它们的分程特性如图5-41所示。
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6.3分成控制中的几个问题
(1)控制阀流量特性要正确选择。因为在两阀分成点上,控制阀的放大倍数可能突变,表现在特性曲线上产生斜率突变的折点,这在大小控制阀并联时尤其重要。如果两控制阀均为线特性,情况更严重,见图5-42(a)。如果采用对数特性控制阀,分成信号重叠一小段,则情况会有所改善,如图5-42(b)所示。
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(2)大小阀并联时,大阀的泄漏量不可忽视,否则就不能充分发挥扩大可调范围的作用 。当大阀的泄漏量较大时,系统的最小流量较大时,系统的最小流通能力就不再式小阀的最小流通能力了。
(3)分程控制系统本质上是简单控制系统,因此控制器的选择和参数整定,可参照简单控制系统处理。不过再 运行中,如果两个控制通道特性不同,就是说广义对象特性是量个,控制器参数不能同时满足两个不通对象特性的要求、遇此情况,只好照顾正常情况下的被控对象特性,按正常情况下整定控制器的参数。对另一台阀的操作要求,只要能再工艺允许的范围内即可。
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