分程控制的定义:
        分程控制是将一个调节器的输出信号分成若干段,每段信号对应地去控制一个执行器,若干个执行器分段接续完成同一个任务,这种控制系统亦称为阀门连续控制。
       分程控制主要用于带有逻辑关系的多种控制手段而又具有同一控制目的的系统中,是为协调不同控制手段的动作逻辑而设计的。它也适用于一个对象特性非线严重、需采取逐段逼近的方式进行精确控制的系统。当需要满足一个被调参数而需要两个以上调节剂时,要采用分程控制,如温度控制有冷媒、热媒,当温度低于某温度时开热媒阀门,当温度高于某温度时开冷媒阀门来恒定系统温度。
     以一台控制器去操纵二台阀门为例来说明分程控制系统的基本原理。
为了实现分程目的,需借助于附设在每只控制阀上的阀门定位器,借助于它对信号转换功能。

4~12mA时:A阀动作;B阀全开或全关。

12~20mA时:B阀动作;A阀全开或全关。

   分程控制方案中,阀的开关形式,可分为同向和异向两种。同向和异向的选择,全由工艺的需要而定 。

设计分程控制的目的:

①是为扩大控制阀的可调范围,以改善控制系统的品质。阀的开关形式选择同向。

②是满足工艺上操作的特殊要求。阀的开关形式选择异向。

应用举例:用于满足工艺上操作的要求

间歇聚合反应的控制要求:反应开始前,需要用蒸汽加热以达到反应所需的温度;当反应开始后,因放出大量反应热,需要用冷水进行冷却。

自控仪表的分程控制系统应用和举例

设计思路:

(1)确定阀的气开、气闭形式

从安全角度,为了避免气源故障时,反应器温度过高,所以要求无气时输入热量处于最小情况,蒸汽阀选气开式、冷水阀选气关式。温度控制器应选反作用。

(2)决定分程区间

根据工艺要求,当温度偏高时,总是先关小蒸汽再开大冷水。而由于温度控制器为反作用,温度增高时其输出信号下降。两者综合起来即是要求信号下降时先关小蒸汽,再开大冷水。这就意味着蒸汽的分程区间在高信号区(12~20mA);冷水的分程区间在低信号区(4~12mA);

注意事项:

正确选择控制阀的流量特性

     在两个控制阀的分程点上(即由一个控制阀转到另一个控制阀的交替点),系统要求其流量的变化要平稳,否则对系统的控制不利。但由于控制阀的放大系数不同,造成分程点上流量特性的突变,尤其是大、小阀并联动作时显得尤为突出。如两控制阀均为线性阀,其突变情况非常严重;当均采用对数阀时,情况较好一些。

     分程控制中,控制阀流量特性的选择异常重要,为使总的流量特性比较平滑,一般尽量选用对数阀,如果两个控制阀的流通能力比较接近,且阀的可控范围不大时,可选用线性阀。

     量大小是一个很重要的问题。当分程控制系统中采用大小阀并联时,若大阀泄漏量过大,小阀将不能充分发挥其控制作用,甚至起不到控制作用。因此,要选择泄漏量较小或没有泄漏的控制阀。

    分程控制系统本质上仍是一个简单控制系统,有关控制器控制规律的选择及其参数整定可参考简单控制系统处理。但当两个控制通道特性不相同时,应照顾正常情况下的对象特性,按正常工况整定控制器的参数,另一只阀只要在工艺允许的范围内工作即可。

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