分程与选择性控制.ppt

第五节分程控制选择性控制 分程控制系统原理与设计 分程控制工业应用 选择性控制系统原理与设计 选择性控制工业应用 一、分程控制系统原理与设计注意问题 在生产过程中，有时为了满足被控参数宽范围的要求，需要改变几个控制参数。如图4-50，一个调节器的输出信号分段分别控制两个调节阀动作。 某些工业生产要求调节阀工作时其可调范围很大，但国产统一设计的柱塞式调节阀，其可调范围R＝30，满足了大流量就不能满足小流量，反之亦然。为此，可设计和应用分程控制，将两个调节阀当作一个调节阀使用，从而可扩大其调节范围，提高控制质量。 设分程控制中使用的大小两只调节阀的最大流通能力分别为 CAmax=4，CBmax=100 可调范围 RA=RB=30 故小阀的最小流通能力为 分程控制把两个调节阀当作一个调节阀使用，其最小流通能力为0.134，最大流通能力为104，可调范围为 分程后调节阀的可调范围为单个调节阀的26倍，既能满足生产的要求，又能改善调节阀的工作特性，提高控制质量。 在分程控制系统中，调节器的输出信号仍为0~10mA DC、4~20mA DC(电动仪表)或20~100 KPa(气动仪表)。这一输出信号可分为2~4段，每一段带动一个调节阀动作，每个调节阀在此信号段内从全开到全关或从全关到全开动作(全行程动作)。 4 ~ 12 ~ 20 mA DC 20 ~ 60 ~ 100 KPa 0.02 ~ 0.06 ~ 0.1 MPa 全关~ 半开~ 全开 （气开阀） 全开~ 半开~ 全关 （气关阀） 分程控制是通过阀门定位器来实现的。改变阀门定位器的量程弹簧和调零弹簧，就改变了阀门定位器的测量范围，从而达到了分程控制的目的。 例如二级分程控制，将一个调节阀的阀门定位器的输入范围调到20~60KPa，其输出为20~ 100KPa；将另一个调节阀的阀门定位器输入范围调到60~100 KPa，其输出也是20~100KPa ，在不同信号区段内，调节阀都是全行程工作的。 分程控制根据调节阀的气开、气关形式和分程信号区段的不同，分为两类： 1.调节阀同向动作的分程控制： 即随着调节阀输入信号的增加或减小，调节阀的开度均逐渐开大或均逐渐关小。（图4—51） 2.调节阀异向动作的分程控制，即随调节阀输入信号的增加或减小，阀开度按一只逐渐开大而另一只逐渐关小的方向动作。(图4-52) 在分程控制中，实际上是把两个调节阀作为一个调节阀使用，因此要求从一个阀向另一个阀过渡时，其流量变化要平滑。但由于两个阀的放大系数不同，在分程点上常会引起流量特性的突变，尤其是大、小阀并联工作时。 如前述可调范围达780的两个调节阀，当均为线性阀时，其突变情况非常严重(图4—53a)。当均为对数阀时，突变情况要好一些(图4—53b)。 为使总的流量特性比较平滑，一般应考虑如下措施： 1)尽量选用对数调节阀，除非调节阀范围扩展不大时(此时两个调节阀的流通能力很接近)，可选用线性阀。 2)采用分程信号重叠法。如图4—54，使两个阀有一区段重叠的调节器输出信号，这样不等到小阀全开，大阀就已渐渐打开。 调节阀的泄漏量： 分程控制选用的调节阀应不泄漏或泄漏量极小，尤其是大、小阀并联工作，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。 调节器控制规律的选择及其参数整定： 可参照单回路系统（分程控制系统本质上是一个单回路控制系统）。但是分程控制中的两个控制通道的特性不会完全相同，所以只能兼顾两种情况，选取一组比较合适的整定参数。 二、分程控制工业应用示例 1．用于节能控制 2．用于扩大调节阀的可调范围 如废水处理中的PH值控制，调节阀可调范围特别大，废液流量变化可达4—5倍，酸碱含量变化几十倍。在这种场合下，若调节阀可调范围不够大，是达不到控制要求的，必须采用大、小阀并联使用的分程控制。 3.用于保证生产过程的安全、稳定 4．用于不同工况下的控制 在化工生产中，有时需要加热，有时又需要移走热量，为此配有蒸 汽和冷水两种传热介质，设计分程控制系统，以满足生产工艺要求。 三、选择性控制系统 原理与设计原则 选择性控制：把生产过程中的限制条件所构成的逻辑关系，叠加到正常的自动控制系统