分程控制原理

1、4 分程控制原理 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，一個(gè)控制器的輸出只控制一個(gè)執(zhí)行器或控制閥，如圖917所示。 如果一個(gè)控制器的輸出同時(shí)送給兩個(gè)控制閥，可以構(gòu)成如圖918所示的分程控制系統(tǒng)。這兩個(gè)閥門并聯(lián)使用，都是氣開閥。兩個(gè)閥門在控制信號(hào)的不同區(qū)間從全開到全關(guān)，走完整個(gè)行程。 圖917 采用一個(gè)控制閥特性示意圖一、分程控制原理 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，一個(gè)控制器的輸出只控制一個(gè)執(zhí)行器或控制閥，如圖917所示。 如果一個(gè)控制器的輸出同時(shí)送給兩個(gè)控制閥，可以構(gòu)成如圖918所示的分程控制系統(tǒng)。這兩個(gè)閥門并聯(lián)使用，都是氣開閥。兩個(gè)閥門在控制信號(hào)的不同區(qū)間從全開到全關(guān)，走完整個(gè)行程。 圖918 分程控制系統(tǒng)示意圖（上：方框圖；下：

2、工作特性） 由于閥門有氣開和氣關(guān)兩種特性，因此兩個(gè)閥門就有四種組合特性。如圖919所示。（a）和（b）表示閥門同方向運(yùn)動(dòng)，（c）和（d）表示兩個(gè)閥門作用方向相反。雖然分程控制可以是兩個(gè)以上閥門共同控制，但一般采用的是兩個(gè)閥門分程。圖919 兩個(gè)閥門的分程控制特性二、分程控制的應(yīng)用1、提高閥的可調(diào)比 設(shè)控制閥可控制最小流量為Qmin，可控制最大流量為Qmax，定義可調(diào)比或可調(diào)范圍 R=Qmax/Qmin 多數(shù)國(guó)產(chǎn)閥門的可調(diào)比等于30，在有些場(chǎng)合不能滿足要求，希望提高可調(diào)比，適應(yīng)負(fù)荷的大范圍變化，改善控制品質(zhì)，這就可以采用分程控制。 以圖919（a）中的氣開閥為例進(jìn)行分析，設(shè)可控制的最大流量為20

3、0，R30，可控制的最小流量為200/306.67。 采用分程控制后，兩只閥門工作于不同的控制信號(hào)區(qū)間。對(duì)于這兩只閥門并聯(lián)而成的起分程控制作用的整體來(lái)說：可控制最小流量可控制最大流量minminmaxmax6.672*400QQQQ 則有可調(diào)比由此可見，可調(diào)比增加了一倍。如果A閥的Qmax，Qmax,則可調(diào)比增加的更多。6067. 6400minmaxQQRi2、交替使用不同的工作方式 工業(yè)生產(chǎn)過程中，有時(shí)需要使用不同的控制方式，如圖920所示的例子。 封氮：有些油品儲(chǔ)罐的頂部需要填充氮?dú)?，以隔絕油品與空氣中氧氣的作用。 儲(chǔ)罐頂部充滿氮?dú)?，保持微正壓。隨著液位變化，頂部壓力會(huì)變化。u液位升高，

4、壓力增加u液位下降，壓力下降壓力增加多或下降多都是不允許的。圖920 儲(chǔ)罐氮封分程控制方案及特性圖 閥門A：氣關(guān)，閥門B：氣開反作用控制器2、交替使用不同的工作方式 工業(yè)生產(chǎn)過程中，有時(shí)需要使用不同的控制方式，如圖920所示的例子。 封氮：有些油品儲(chǔ)罐的頂部需要填充氮?dú)?，以隔絕油品與空氣中氧氣的作用。 儲(chǔ)罐頂部充滿氮?dú)?，保持微正壓。隨著液位變化，頂部壓力會(huì)變化。u液位升高，壓力增加u液位下降，壓力下降壓力增加多或下降多都是不允許的。圖920 儲(chǔ)罐氮封分程控制方案及特性圖 閥門A：氣關(guān)，閥門B：氣開反作用控制器 封氮分程控制過程：u液位上升時(shí)，閥門B關(guān)閉，閥門A打開，排出氮?dú)饩S持壓力不變u液位下

5、降時(shí)，閥門B打開，閥門A關(guān)閉，補(bǔ)充氮?dú)饩S持壓力不變u液位在小范圍波動(dòng)時(shí)，壓力也在小范圍波動(dòng)，控制系統(tǒng)不動(dòng)作，即不補(bǔ)充也不排出氮?dú)?，稱為安全區(qū)間?？梢员苊忾y門頻繁動(dòng)作，保持系統(tǒng)穩(wěn)定。3、滿足生產(chǎn)過程不同階段需要 對(duì)于放熱化學(xué)反應(yīng)過程，在反應(yīng)的初始階段，需要對(duì)物料加熱，以啟動(dòng)反應(yīng)過程；由于是放熱反應(yīng)，反應(yīng)器中的熱量在不斷累積，所以需要補(bǔ)償?shù)臒崃吭谥鸩綔p小，當(dāng)放出的熱量超過反應(yīng)過程需要的熱量后，不僅不能再補(bǔ)充熱量，反而需要冷卻反應(yīng)器，以移走反應(yīng)過程產(chǎn)生的多余熱量。 對(duì)這類過程，可以采用如圖921所示的分程控制。圖921 間歇反應(yīng)器溫度分程控制系統(tǒng)反作用控制器圖922 間歇反應(yīng)器溫度分程控制系統(tǒng)方框圖控制器是反作用閥門A：氣關(guān)；閥門B：氣開對(duì)象1：反作用；對(duì)象2：正作用控制系統(tǒng)在任一閥門工作時(shí)都是負(fù)反饋。圖921 間歇反應(yīng)器溫度分程控制