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分程控制系統(tǒng)
黃鐘旺一個(gè)調(diào)節(jié)器去控制兩個(gè)以上的執(zhí)行器(閥門),并且分別按控制器輸出信號(hào)的不同區(qū)間去操作不同的閥門,這種控制方式習(xí)慣上稱為分程控制。分程控制系統(tǒng)的特點(diǎn):1、多個(gè)執(zhí)行器2、分程工作分程控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)的簡圖。
圖中表示一臺(tái)調(diào)節(jié)器去操縱兩只調(diào)節(jié)閥,實(shí)施(動(dòng)作過程)是借助調(diào)節(jié)閥上的閥門定位器對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換功能。分程控制系統(tǒng)例如圖中的A、B兩閥,要求A閥在調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)壓力為0.02~0.06MPa變化時(shí),作閥的全行程動(dòng)作,則要求附在A閥上的閥門定位器,對(duì)輸入信號(hào)0.02~0.06MPa時(shí),相應(yīng)輸出為0.02~0.1MPa,而B閥上的閥門定位器,應(yīng)調(diào)整成在輸入信號(hào)為0.06~0.1MPa時(shí),相應(yīng)輸出為0.02~0.1MPa。按照這些條件,當(dāng)調(diào)節(jié)器(包括電/氣轉(zhuǎn)換器)輸出信號(hào)小于0.06MPa時(shí)A閥動(dòng)作,B閥不動(dòng);當(dāng)輸出信號(hào)大于0.06MPa時(shí),而B閥動(dòng)作,A閥已動(dòng)至極限;由此實(shí)現(xiàn)分程控制過程。分程控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)中,閥的開閉形式,可分同向和異向兩種,見圖2.5-2和圖2.5-3。
圖2.5-2調(diào)節(jié)閥分程動(dòng)作(同向)
分程控制系統(tǒng)
圖2.5-3調(diào)節(jié)閥分程動(dòng)作(異向)分程控制系統(tǒng)一般調(diào)節(jié)閥分程動(dòng)作采用同向規(guī)律的是為了滿足工藝上擴(kuò)大可調(diào)比的要求;反向規(guī)律的選擇是為了滿足工藝的特殊要求。1)為擴(kuò)大調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍。例如蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng),設(shè)鍋爐產(chǎn)生的是壓力為10MPa的高壓蒸汽,而生產(chǎn)上需要的是4MPa平穩(wěn)的中壓蒸汽。為此,需要通過節(jié)流減壓的方法將10MPa的高壓蒸汽節(jié)流減壓成4MPa的中壓蒸汽。在選擇調(diào)節(jié)閥口徑時(shí),如果選用一個(gè)調(diào)節(jié)閥,為了適應(yīng)大負(fù)荷下蒸汽供應(yīng)量的需要,調(diào)節(jié)閥的口徑要選擇得很大,而正常情況下蒸汽量卻不需要哪么大,這就需要將閥關(guān)的小一些。分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用也就是說,正常情況下調(diào)節(jié)閥只是在小開度工作,因?yàn)榇箝y在小開度下工作時(shí),除了閥的特性會(huì)發(fā)生畸變外,還容易產(chǎn)生噪聲和震蕩,這樣控制會(huì)使控制效果變差控制質(zhì)量降低。為了解決這一矛盾,可選用兩只同向動(dòng)作的調(diào)節(jié)閥構(gòu)成分程控制系統(tǒng),如圖2.5-2所示的分程控制系統(tǒng)采用了A、B兩只同向動(dòng)作的調(diào)節(jié)閥(根據(jù)工藝要求均選為氣開式)其中A閥得在調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)4~12mA(氣壓信號(hào)為0.02~0.06MPa)時(shí)由全閉到全開,B閥得在調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)12~20mA(氣壓信號(hào)為0.06~0.1MPa)時(shí)由全閉到全開,這樣,在正常情況下,即小負(fù)荷時(shí),B閥處于全關(guān),只通過A閥開度的變化來進(jìn)行控制;當(dāng)大負(fù)荷時(shí),A閥已全開仍滿足不了蒸汽量的需求,這是B閥也開始打開,以補(bǔ)足A閥全開時(shí)蒸汽供應(yīng)量的不足。分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用2)滿足工藝操作的特殊要求在某些間歇式生產(chǎn)化學(xué)反應(yīng)過程中,當(dāng)反應(yīng)物投入設(shè)備后,為了使其達(dá)到反應(yīng)溫度,往往在反應(yīng)開始前需要給它提供一定的熱量。一旦達(dá)到反應(yīng)溫度后,就會(huì)隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行不斷釋放出熱量,這些熱量如不及時(shí)移走,反應(yīng)就會(huì)越來越激烈,以致會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)。因此對(duì)于這種間歇式化學(xué)反應(yīng)器既要考慮反應(yīng)前的預(yù)熱問題,又要考慮反應(yīng)過程中及時(shí)移走反應(yīng)熱的問題。分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用為此設(shè)計(jì)了如圖2.5-5所示的分程控制系統(tǒng)。圖中溫度調(diào)節(jié)器選擇反作用,冷水調(diào)節(jié)閥選擇氣關(guān)式(A閥),熱水調(diào)節(jié)閥選擇氣開式(B閥)。該系統(tǒng)工作過程如下:在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)前的升溫階段,由于溫度測(cè)量值小于給定值,因此調(diào)節(jié)器輸出增大,B閥開大,A閥關(guān)閉,即蒸汽閥開、冷水閥關(guān),以便使反應(yīng)器溫度升高。當(dāng)溫度達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí),化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,于是就有熱量放出,反應(yīng)物的溫度逐漸提高。當(dāng)溫升使測(cè)量值大于給定值時(shí),調(diào)節(jié)器輸出將減?。ㄓ捎谡{(diào)節(jié)器是反作用),隨著調(diào)節(jié)器的輸出的減小,B閥將逐漸關(guān)小乃至完全關(guān)閉,而A閥則逐漸打開。這時(shí)反應(yīng)器夾套中流過的將不再是熱水而是冷水。這樣一來,反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量就被冷水所帶走,從而達(dá)到維持反應(yīng)溫度的目的。分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用如貯罐氣封分程控制系統(tǒng)(1)當(dāng)罐內(nèi)密封的N2壓力低時(shí),需要開N2調(diào)節(jié)閥;當(dāng)壓力高時(shí),則需要完全關(guān)閉N2閥,逐步打開排空閥。(2)為了避免兩調(diào)節(jié)閥的頻繁開閉浪費(fèi)N2,在兩閥門的分程曲線上設(shè)置死區(qū)避免兩調(diào)節(jié)閥頻繁開閉的方法:(1)控制閥引入不靈敏區(qū)。分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用分程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式有:1)現(xiàn)場(chǎng)并聯(lián)分程:如下圖。現(xiàn)場(chǎng)通過一個(gè)電/氣轉(zhuǎn)換器后,轉(zhuǎn)換成的氣動(dòng)控制信號(hào)并聯(lián)送到兩個(gè)或多個(gè)閥門上的氣/氣閥門定位器。通過調(diào)整閥門上的定位器動(dòng)作點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)分程曲線分程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式2)現(xiàn)場(chǎng)串聯(lián)分程分程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式+_4~20mA0.02~0.1Mpa0.02~0.1Mpa分程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式3)DCS內(nèi)部分程AIPIDAO1AO2AUTOMANAUTOMAN閥1閥2通過在DCS內(nèi)部的AO點(diǎn)組態(tài)中,分別根據(jù)分程曲線區(qū)域數(shù)據(jù),填寫AO1、AO2的折線數(shù)據(jù)。如:0~50%;50~100%的分程曲線,則在AO1中,IN=0,OUT=0%;IN=50%;OUT=100%.在AO1中,IN=50%,O
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