分程控制概述
在一般的過(guò)程控制系統(tǒng)中，通常是調(diào)節(jié)器的輸出只控制一個(gè)調(diào)節(jié)閥。但在某些工業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)工藝要示，需將調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)分段，去分別控制兩個(gè)或兩個(gè)以上的調(diào)節(jié)閥，以便使每個(gè)調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)器輸出的某段信號(hào)范圍內(nèi)全行程動(dòng)作，這種控制系統(tǒng)被稱為分程控制系統(tǒng)。
例如，間歇式化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，需在規(guī)定的溫度中進(jìn)行。當(dāng)每次加料完畢后，為了達(dá)到規(guī)定的反應(yīng)溫度，需要用蒸汽對(duì)其進(jìn)行加熱；當(dāng)反應(yīng)過(guò)程開(kāi)始后，因放熱反應(yīng)而產(chǎn)生了大量的熱，為了保證反應(yīng)仍在規(guī)定的溫度下進(jìn)行，又需要用冷卻水取走反應(yīng)熱。為此，需要設(shè)計(jì)以反應(yīng)器溫度為被控參數(shù)、以蒸汽流量和冷卻水流量為控制參數(shù)的分程控制系統(tǒng)。間歇式化學(xué)反應(yīng)器分程控制系統(tǒng)流程圖如圖7-14所示。
在分程控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)的分段是通過(guò)閥門定位器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它將調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)分成幾段，不同區(qū)段的信號(hào)由相應(yīng)的閥門定位器將其轉(zhuǎn)換為0.2～0.1MPa的壓力信號(hào)，使每個(gè)調(diào)節(jié)閥都作全行程動(dòng)作。圖7-15所示為使用兩個(gè)調(diào)節(jié)閥的分程關(guān)系曲線圖。
圖7-14 間歇式化學(xué)反應(yīng)器 圖7-15 使用兩個(gè)調(diào)節(jié)閥的
分程控制系統(tǒng)流程圖 分程關(guān)系曲線圖
根據(jù)調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)形式和分程信號(hào)區(qū)段不同，分程控制系統(tǒng)又有兩種類型。
1.調(diào)節(jié)閥同向作用
圖7-16所示為調(diào)節(jié)閥同向動(dòng)作示意圖，圖a表示兩個(gè)調(diào)節(jié)閥都為氣開(kāi)式，圖b表示兩個(gè)都 為氣關(guān)式。由圖7-16a可知，當(dāng)調(diào)節(jié)閥輸出信號(hào)從0.02MPa增大時(shí)，閥A開(kāi)始打開(kāi)；閥B處于全關(guān)狀態(tài)；當(dāng)信號(hào)增大到0.06MPa時(shí)，閥A全開(kāi)，閥B開(kāi)始打開(kāi)；當(dāng)信號(hào)增大到0.1MPa時(shí)，閥B全開(kāi)。由圖7-16b可知，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)從0.02MPa增大時(shí)，閥A由全開(kāi)狀態(tài)開(kāi)始關(guān)閉，閥B則處于全開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)信號(hào)達(dá)到0.06MPa時(shí)，閥A全關(guān)，而閥B則由全開(kāi)狀態(tài)開(kāi)始關(guān)閉；當(dāng)信號(hào)達(dá)到0.1MPa時(shí)，閥B也全關(guān)。
圖7-16 調(diào)節(jié)閥同向動(dòng)作示意圖
a)兩閥同為氣開(kāi)式 b)兩閥同為氣關(guān)式
2.調(diào)節(jié)閥異向動(dòng)作
圖7-17所示為調(diào)節(jié)閥異向動(dòng)作的示意圖，圖a為調(diào)節(jié)閥A選用氣開(kāi)式、調(diào)節(jié)閥B選用氣關(guān)式，圖b為調(diào)節(jié)閥A選用氣關(guān)式，調(diào)節(jié)閥B選用氣開(kāi)式。幅圖7-17a可知，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)大于 0.02MPa時(shí)，閥A開(kāi)始打開(kāi)，閥B處于全開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)信號(hào)達(dá)到0.06MPa時(shí)閥A全開(kāi)，閥B開(kāi)始關(guān)閉；當(dāng)信號(hào)達(dá)到0.1MPa時(shí)閥B全關(guān)。圖7-17b的調(diào)節(jié) 閥動(dòng)作情況與圖7-17a相反。分程控制中調(diào)節(jié)閥同向或異向動(dòng)作的選擇完全由生產(chǎn)工藝安全與要求決定。
圖7-17 調(diào)節(jié)閥異向動(dòng)作示意圖
a) 閥A氣開(kāi)、閥B氣關(guān) b)閥A氣關(guān)、閥B氣開(kāi)
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