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* * 过程控制系统及工程 信息学院自动化系：孙洪程 Email:Sunhc@mail.buct.edu.cn 第7章 分程及阀位控制系统 分程及阀位控制系统 7.1 分程控制系统 7.2 阀位控制系统 第7章 7.1 分程控制系统 概述 7.1.1 控制器输出在0.06Mpa以下，只有阀A动作，在0.06Mpa 以上，只有阀B动作 一个控制器控制几个控制阀——输出信号分段“分程控制” 如，控制两个阀A、B A阀控制信号:0.02~0.06Mpa B阀控制信号:0.06~0.1Mpa A：0.02~0.06Mpa —— 0~100% B：0.06~0.1Mpa —— 0~100% 根据各阀的气开、气闭形式不同，决定阀的行程方向 两阀同向动作 两阀异向动作 概述 7.1.1 通过阀门定位器调整 0 100% 100% 0 0 100% 0 100% 分程控制的应用场合 7.1.2 （1）扩大控制阀可调范围： 两个阀分程使用，扩大了流通能力 PC 两个流通能力相同的阀， 同调节蒸汽压力，小负荷时， 只开一个阀，大负荷时， 再开第2个阀。 通过计算，如果两个阀流通 能力相同，分程后， 总的流通能力扩大1倍。 分程控制的应用场合 7.1.2 （2）同时控制两种介质，满足工艺要求 图7—4 间歇式化学反应器分程控制系统 TC A B A.C A.O A B 工艺要求：投料后，需由蒸汽加温，以达到反应温度，反应进行后，放出热量，需要将热量移走。 两个控制阀：冷水阀A（气关）、蒸汽阀B（气开）——安全角度设置 温度控制器TC（反作用）——副反馈要求 T设定值，TC输出增加A阀关闭、B阀逐渐打开 T设定值，TC输出减小A阀逐渐打开、B阀关闭 分程控制的应用场合 7.1.2 （2）同时控制两种介质，满足工艺要求 加氮阀A、放空阀B，控制两个阀，共同保持储罐氮封压力 为了防止在分程点两个阀频繁动作，可以设置一个死区 分程控制的应用场合 7.1.2 （3）安全生产的防护措施 图7-6 油品储罐氮封分程控制 PC B A B A 放空 氮 分程控制器参数整定 7.1.3 控制器 A阀 B阀 变送器 对象 1、3例子两个阀通道相同，若阀的特性也相同，按一个阀通道整定即可 A阀 变送器 反应 B阀 控制器 2例子两个阀通道不相同，只能折中 换热 分程阀流量特性问题 7.1.4 两个流通能力不同的阀，组合后的流量特性就成为了非线性， 在分程点有一个转折，不平滑 100% 0 0.02 0.06 0.1 0.02 0.06 0.1 图7—11 A、B分程阀特性 图7—12 A、B分程阀组合特性 分程阀流量特性问题 7.1.4 （1）连续分程法： 寻找总的流量特性曲线，再确定分程点 例1 线性阀 F／Fmax＝Kl十Kl 例2 等百分比阀 分程阀流量特性问题 7.1.4 （1）连续分程法： 缺点：如果两个阀的流通能力相差很大时，会有一个阀的 分程信号变得非常小，调节困难。 分程阀流量特性问题 7.1.4 （2）间隔分程法： 事先确定分程点，再分别作出各自的流量曲线， 如果在分程点流量特性突变较小，可把突变部分信号去掉 7.2 阀位控制系统 概述 7.2.1 控制某个过程参数时，操纵变量的选择不是唯一的 操纵变量选择的原则：经济性和工艺合理性、快速性和有效性 有些情况，两者不能兼顾 变量A：经济合理 变量B：快速有效 综合考虑——阀位控制系统 C1主控制器，控制B C2阀位控制器，控制A C2 C1 F A B