深度揭秘复杂控制系统（中）

本文分为上中下3篇。

复杂控制系统包含：串级控制系统、均匀控制系统、比值控制系统、分程控制系统、自动选择性控制系统、前馈控制系统和三冲量控制系统等。我们在上篇介绍了串级控制系统和均匀控制系统，本篇主要介绍比值控制系统、分程控制系统和自动选择性控制系统。

3）比值控制系统：在生产过程中，往往有两种或两种以上的物料需按精确比例（比值）混合进行生产加工，要求精确控制各种物料的比例，在实际应用中通常就采用比值控制系统。

下面我们以单闭环比值控制系统为例：主动变量F1没有反馈控制，因而是可变的，F2是从动变量，是随着F1而变，在稳定时能保持F2=KF1(K为比例系数)，从方块图中可以看到F2形成的是一个闭环控制回路，所以我们称之为单闭环比值控制系统。

图：比值控制系统

单闭环比值控制系统一般用在F1参数变化不大的场合，比如计量泵的输出流量。如果F1的变化影响下一个工序，那么就要采用双闭环比值控制系统，或根据工艺特定要求采用串级比值控制系统等。

4）分程控制系统：设置分程控制系统的主要目的是扩大可调范围R,以能满足特殊调节系统的要求；改善调节品质，节省能源，改善调节阀的工作条件；满足开停车时小流量和正常生产时的大流量的要求，使之都能有较好的调节质量；满足正常生产和事故状态下的稳定性和安全性。

以下面的方块图为例，通过热水阀A与蒸汽阀B加热物料，要求热交换器出口的物料温度保持恒定。为了节省蒸汽，只有当热水阀A全开，温度还达不到我们要求的设定值时，才补充蒸汽，开蒸汽阀B。

图：分程控制系统

从图中可以看到，热水阀A全部打开后，温度仍比给定值低，温控器输出高达60kPa以上，此时蒸汽阀打开，补充蒸汽，以使温度达到给定值。

这个例子是将调节器的输出分成两段，控制两个气开调节阀，还可根据工艺需求设计一个气开调节阀，一个气关调节阀或两个气关调节阀。为了满足工艺生产特殊要求，分程控制还可将控制器输出信号的全程分割成若干个信号段，每个信号段控制一个控制阀，每个控制阀仅在控制器输出信号整个范围里的某段内工作。

5）自动选择性控制系统：当压缩机、泵、鼓风机等设备过载时，反应器反应到极限时，大型生产装置开停车等等紧急状况时，通常的自控系统已不能满足其控制要求，若由操作人员操作来解决这些问题，势必操作人员紧张繁忙，还容易出错，因此采用了自动选择性控制系统也称超驰控制系统来解决生产的安全保护和自动开停车的问题。

这种控制方式是把由工艺生产过程中的限制条件所构成逻辑关系叠加到通常的调节系统中，当生产过程趋向限制条件时，不安全状况出现以前，即切换到一个用于控制不安全情况的调节器，由不安全情况的调节器取代通常的调节系统工作，直到生产过程回到安全范围内，通常的调节系统工作又自动恢复工作，这种自动选择控制有时也称自动保护控制系统。

以下图为例：氨和空气的流量通过流量变送器将信号送入除法器进行比值计算后，输出比值信号分别作为KC比值调节器和KY超驰调节器的测量值，KC比值调节器和KY超驰调节器的输出信号接到LS低选择器后去控制阀。

图：自动选择性控制系统

正常生产时，KY超驰调节器的输出为100kPa，LS低选择器只通过KC比值调节器输出信号到控制阀。如果生产过程发生波动，氨气和空气流量比值大于允许的安全极限时，KY超驰调节器工作，输出减小，控制阀关小，直到氨气和空气流量比值回到正常范围，KC比值调节器自动恢复工作。（氨气管线上的控制阀一般选气开阀）

图这里不贴了，需要的话可以看原文：https://www.sohu.com/a/308376089_120129629?sec=wd

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