过程控制章分程.pptx

三分程控制系统在单回路、串级、前馈等系统中调节器只控制一个执行器动作。A气关阀，B气开阀。在某些生产过程中，一个调节器，分别控制两个或以上的执行器工作。每个执行器在调节器部分范围内全行程动作。这样的系统叫分程控制系统0.02100%0控制器输出阀门开度0.10MPaA0.02100%0控制器输出阀门开度0.10MPaB

分程控制系统1分程控制系统概述2分程控制的实现3分程控制的应用4分程控制系统的设计与控制器参数的整定

1分程控制系统概述例:一般反应釜内化学反应,开始阶段放热的,中期和后期是吸热的。反应釜温度要求稳定，先预热，开始反应时要冷却，中期和后期要加热。在开始和中期、后期需要采用不同控制变量即不同控制阀。TTTC原料冷却水蒸汽BA反应釜变送器TT控制器TC控制阀A对象Sp控制阀B

预热：加热，阀A动作。反应开始，冷却，阀B动作。反应后面阶段，加热，阀A动作。即在控制器整个输出信号区间，控制两个控制阀在信号区间的不同区段工作。控制器的输出信号分成两段。称为分程控制系统TTTC原料冷凝水蒸汽BA反应釜变送器TT控制器TC控制阀A对象Sp控制阀B

分程控制系统：一台控制器的输出可以同时控制两只或两只以上的控制阀，控制器的输出被分割成若干个信号范围段，而每一段信号去控制一只控制阀全程工作。注：一台控制器的输出同时控两只或两只以上的控制阀，每只控制控制阀在不同条件下在控制器输出全程上工作，不是分程控制系统。0.02100%0控制器输出阀门开度0.10MPaA0.06B

(a)两阀气开式0.10MPa(b)两阀气闭式分程控制系统根据控制阀开、闭形式和分程区段的不同，可以分为两类四种情况：（A）两个控制阀同向动作0.020.10MPa0.06100%0控制气压阀门开度0.020.06100%0控制气压阀门开度

（B）两个控制阀异向动作(c)气开气闭式(d)气闭气开式0.020.10MPa0.06100%0控制气压阀门开度0.020.10MPa0.06100%0控制气压阀门开度0.02100%0控制器输出阀门开度0.10MPaA0.02100%0控制器输出阀门开度0.10MPaBAB

分程控制的实现是通过控制阀的附件，即阀门定位器来实现的。阀门定位器：是调节阀的一种辅助装置，与调节阀配套使用。作用机理：输入信号：控制器输入信号输出：阀杆位移将调节阀的阀杆位移信号反馈到阀门定位器的输入端而构成一个闭环随动系统。2分程控制的实现%

气动调节阀结构简图公称直径Dg阀座直径dg

根据需要不同的控制区段，调节阀门定位器零点或反馈凸轮，实现其在分程区段全行程工作。例如：要求控制阀在0.02~0.06MPa区段全行程工作。调节阀门定位器调整0.06MPa时其对应输出为100%开度(0.10MPa)，则控制阀全行程工作。如果要求0.06MPa~0.1MPa区段，则阀门定位器调整使得0.06MPa为开始工作压力(0.02MPa)。

一、扩大系统控制的可调范围0.020.10MPa0.06100%0控制气压阀门开度蒸汽减压系统分程控制方案高压蒸汽供水PC中压蒸汽例：蒸汽减压系统：控制阀可调范围R为30。当选用大流量阀，则对小流量不敏感。选小流量阀，不能调节大流量。这时采取控制阀并联工作。3分程控制的应用R=Cmax/Cmin

设：A、B两阀最大流通能力Cmax均为100，可调范围R为30。R=Cmax/Cmin总流通能力：C′max=CAmax+CBmax=2Cmax=200Cmin=Cmax/R=100/30=3.33R′=C′max/Cmin=200/3.33=60结论：采用两只流通能力相同的控制阀构成分程控制系统，其控制阀可调范围R比单只控制阀进行控制时的可调范围扩大一倍。思考：当A、B两阀最大流通能力C1max=4，C2max=100，可调范围R为30,并联分程工作。系统的可调范围是多少？

二、用于控制两种不同的介质，以满足生产工艺的要求例如：间歇反应器工作原理：1.按配比配好原料并放入反应器，开始时温度达不到反应要求，需对其通以蒸汽加热，诱发化学反应；2.当达到反应温度并开始反应后，会产生大量的反应热，需及时地移走热量，否则会因温度过高而发生危险。

例：间歇式化学反应器分程控制系统VA：冷却水，气闭VB：蒸汽，气开TC：反作用TC冷却水蒸汽AB开始反应时，蒸汽加热。反应进行时，冷却水冷却。思考：两个控制阀对调节器正反作用选择有没有影响？

0.020.10MPa0.0580.062100%0