过程控制 阀位控制.pptVIP

7. 阀位控制系统（双重控制） 7.1 概述 目的： 解决控制系统的动特性（快速性，有效性）与经济性及合理性的协调问题。 方框图 特点： 1）系统构成特点： a. 选用两个操作变量调节同一被控变量，两个操作变量分别由不同的控制器控制 b. 主控制器给定值是被控变量的理想值。主控制器的测量输入端接受被控变量的测量值，其控制输出直接操作起到保证控制的快速性、有效性的调解阀（阀门B）。 c. 阀位控制器的给定值是设定的阀B正常（最小）开度。阀位控制器测量输入端接受主控制器的输出信号，其控制输出操作起到保证操作合理性及经济性的调解阀（阀门A）。 2) 操作特点 a. 稳态工作时，阀B开度保持在设定的最小开度。 b. 干扰出现时，主控制器输出控制阀门B迅速改变其开度，快速、有效地调节被控变量（担负主要调节任务）。 c. 阀位控制器输出控制阀A缓慢改变开度 （担负辅助调节任务）。 d. 阀位控制器的控制结果，阀门B恢复到设定的正常开度。最终将主控制器担负的控制任务转移到阀位控制器。 3） 控制规律 主控制器： 按照正常控制系统选用控制规律， 阀位控制器： 为保证达到稳态时阀门B开度返回设定开度，其控制规律应该具有积分作用。 8.2 阀位控制系统应用 1）管式加热炉原油出口温度控制 控制方案 单回路控制 特点： 用调节燃料量控制加热炉出口温度，方案在工艺和经济上合理。 通道时间长，调解不及时。难于适应实际工业控制需要。 b. 双单回路控制 特点： 由冷原油直接混合方式控制加热炉出口温度，调解速度快，有效。 经济上不合理，能源有较大浪费 特点： 稳定时，通过调节燃料量控制出口温度，VB处于一个设定的小开度。 干扰出现，利用VB迅速克服干扰，阀位控制器也发出控制信号调节阀A的开度，共同克服干扰。 阀位控制系统是以阀B开度为被控变量的单回路控制系统 阀位控制动作分析： 设定二控制阀均为气开阀，TC控制器为正作用，阀位控制器（VPC）为反作用。 动作过程： 设温度在干扰作用下升高 2) 蒸汽减压系统阀位控制 单回路控制方案 特点： 简单易行 调整速度快 适用于低压蒸气需求量较稳定的场合 能源浪费 b. 单回路控制节能方案 特点： 具有节能功能 透平机不允许通过的蒸汽流量有阶跃性变化，适用于低压蒸气需求量相对平稳或缓慢变化场合 c. 蒸汽降压阀位控制 特点： 稳态时，直通节流阀门(B阀)保持在设定的小开度 具有节能功能，满足经济合理的操作要求 控制上能满足低压蒸气在一定范围内快速变化要求 3) 反应釜温度阀位控制 快速有效性调节：冷冻盐水 经济合理性调节：冷却水 7.3 阀位控制设计 应用场合 控制要求较高，一般的反馈控制不及时，难于满足工艺控制要求； 工艺参数不允许做激烈变化（如上面例中透平机通过的蒸汽） 控制阀开关形式选择：同前 控制器作用方式选择 顺序：先主控制器，后阀位控制器 方法：同前 例： 阀门： 盐水阀门(B)： 气开式阀门； 冷却水阀门(A)： 气关式阀门 对象： 冷冻盐水对象： 反作用 冷却水对象： 反作用 控制器： 主控制器(TC)： 正作用控制器 阀位控制器(VPC)：反作用控制器 控制规律： 主控制器：比例积分（工艺的主要控制参数） 阀位控制器：比例积分（要求稳态时阀门B开度回到设定 开度 ） 参数整定： 方法： 将阀位控制系统视为两个具有相互联系的单回路系 统整定。 顺序： 主控制器 → 阀位控制器 步骤： 阀位控制器置于手动，按照单回路系统整定方法整定主控制器参数。 主控制器置于自动，按照单回路系统整定阀位控制器参数。 要点小结： 系统具有满足控制的有效性、快速型及经济性、合理性功能 系统由两个控制器分别控制两个调节阀 主控制器输出作为阀位控制器的测量输入信号 阀位控制回路是以主控制器控制的调节阀的开度为被控变量的单回路控制系统，即：其给定值是设定的阀门开度信号值 稳态时主控制器控制的阀门开度为设定开度 阀位控制器的控制规律中应包含积分控制规律 注意： 与其他控制系统区别 串级控制：主控制器输出作为副控制器给定信号 分程控制：一个控制器，同一时刻仅有一个阀门动作 比值控制：副物流控制器接收主物流测量信号作为给定值。 举例 例1：工艺流程如图所示。设反应过程对物料入