分程控制系统原理与应用

"分程控制系统的基本概念和应用" 在工业自动化领域，分程控制系统是一种常见的控制策略，它允许一个调节器根据输出信号的不同区间来控制多个调节阀，从而实现更精细的过程控制。分程控制系统的本质是通过调节器输出信号的分段控制，操纵不同阀门的动作，以适应更广泛的工艺需求。 2.5.1 分程调节系统 1. 基本概念 分程控制通常涉及到一个调节器控制两个或更多阀门的情况。在图2.5-1所示的示意图中，调节器的输出信号被分配到两个阀门A和B。当调节器的输出在0.02～0.06MPa时，A阀全行程动作，而B阀保持关闭。当输出超过0.06MPa，B阀开始动作，A阀则到达其极限位置。这种操作模式确保了在不同信号范围内，合适的阀门工作，以实现更有效的控制。 2. 阀门的开闭形式 分程控制系统的阀门开闭可以是同向或异向。如图2.5-2和2.5-3所示，同向分程意味着两个阀门的开度随调节器输出信号同向变化，扩大调节阀的可调范围；异向分程则表示阀门的动作方向相反，适用于特定的工艺需求。 2.5.2 应用场景 分程控制系统的主要应用在于扩展调节阀的可调范围。调节阀的可调范围（R）定义为最大和最小流通能力的比值，是衡量阀性能的重要参数。对于国产柱塞型阀，R通常为30，但在某些特殊情况下，可能需要更大的可调范围。例如，在蒸汽压力调节系统中，如果可调范围不足，可能会导致在高负荷时供应不足，或者在低负荷时出现极限环问题，影响系统的稳定性和效率。 分程控制不仅可以解决可调范围的问题，还可以用于处理大流量或大温差的工况，确保设备在各种负荷条件下都能保持良好的控制性能。此外，它还可以用来改善系统响应，避免单个阀门因过大负载而产生的过度磨损或振荡。 分程控制系统是一种灵活的控制策略，能够根据工艺条件的变化，通过多阀门的协同工作来优化控制效果，提高系统的稳定性和效率。在设计和实施分程控制系统时，需要根据具体工艺要求选择适当的阀门类型、开闭形式以及分程点设置，以确保最佳的控制性能。