第7章特殊控制系统
●7.1均匀控制系统
●7.2分程控制系统
●7.3比值控制系统
●7.4自动选择性控制系统
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7.1均匀控制系统
·7.1.1均匀控制的概念
·在连续生产过程中，一个设备经常与前后的设备紧密联系，前一设备的出料量是后一设备的进料量，而后一设备的出料量又输送给其他设备作进料量。如图7一1所示，在前后有物料联系的塔中，工艺上要求前塔的液位变化不能超过规定的上、下限，后塔的进料量也不能超过其最大、最小量。为了满足生产的要求，在前塔设置了液位控制系统，在后塔设置了进料的流量控制系统。下面分析一下这两个系统的工作情况，当前塔液位由于扰动的影响而变化时，液位控制系统就通过改变出料量来维持液位稳定。而前塔出料量的波动对于后塔来说就是进料量的扰动，为了维持后塔进料量稳定，流量控制系统重新调整进料量，将会导致前塔液位发生变化。这样，在前塔的液位与后塔的流量
的稳定性产生矛盾，使两个系统都无法正常工作，如图7-2(a),(b)所示。
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7.1均匀控制系统
·7.1.2均匀控制系统的结构
·均匀控制系统的结构主要有两种形式。
1.简单均匀控制系统
·图7一3所示为一种简单均匀控制系统流程图。从方案外表上看，它与一个单回路液位定值控制系统相比，系统的结构和所用的仪表是相同的，但控制口的是不同的，主要体现在控制器的控制规律选择及参数整定方面。在均匀控制系统中，不能选用微分控制规律，因为它与均匀控制要求是背道而驰的。一般只选用比例控制规律，而且比例度一般都是整定得比较大，大于100%。较少采用积分控制规律，若采用积分作用，积分时间也整定得比较大，即积分作用比较弱。
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7.1均匀控制系统
·2.串级均匀控制系统
·为了克服简单均匀控制系统的缺点，对后塔进料的流量进行控制，可在简单均匀控制系统的基础上增加以流量为副被控量的副回路，构成如图7-4所示的串级均匀控制系统流程图。假如扰动使前塔液位发生变化时，液位控制器给出流量控制回路的给定值，流量控制器根据给定值实现流量的跟踪控制，从而使前塔的液位发生改变，保证液位处于允许的波动范围内。假如后塔因塔压变化而使进料量发生变化时，由于增设了以流量为副参数的副回路，能很快、很有力地克服该扰动对流量的影响，使流量的变化幅度不超过工艺规定的波动范围。
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7.2分程控制系统
·7.2.1概述
·在前面介绍的控制系统中，通常是一个控制器的输出只控制一个控制阀，一般工作在较小的工作区域内，在系统出现较小的扰动时可以达到较好的控制效果。如果系统的工作条件不满足于较小控制范围或系统受到较大扰动甚至出现事故时，系统的控制质量就可能满足不了生产过程的控制要求。因此在有特殊工艺要求的生产过程中，同时需要两台或两台以上控制阀进行控制。由一个控制器同时带动两个或两个以上控制阀，来完成工艺控制要求的过程控制系统，叫分程控制系统。
·分程控制系统是将一个控制器的输出分成若干个信号范围，由各个信号段去控制相应的控制阀，从而实现一个控制器对多个控制阀的控有效地提高了过程控制系统的控制能力。
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7.2分程控制系统
·7.2.2分程控制系统的结构与分类
·在分程控制系统中，根据控制阀的开闭形式来划分，由于控制阀有气
开和气关两种形式，可将其分为控制阀同向动作和异向动作两类。
·(1)控制阀同向动作，即随着控制器输出信号的增加或减小，控制阀均逐渐开大或逐渐减小，同向分程控制的两个控制阀同为气开式或同为气关式。
·(2)控制阀异向动作，即随着控制器输出信号的增加或减小，控制阀中一个逐渐开大，另一个逐渐减小，异向分程控制的两个控制阀一个为气开式，一个为气关式，如图7一6所示。
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7.2分程控制系统
·7.2.3分程控制系统的应用
·1.扩大控制阀的可调范围以改善控制质量
·图7一7是生产中的小控制阀A与大控制阀B的两级分程控制系统示意图。工艺小负荷时，关闭大阀B,只开小阀A;大负荷时，则大、小控制阀都开，以适应工艺大幅度生产负荷变动的需要。相应控制器输出信号转换成标准气信号0.02-0.1MPa后的分段情况，以及两个控制阀分程动作的示意图如图7-5(b)所示，这是最常见的典型两级分程控制系统。
·分程控制系统除满足生产负荷大范围变动的需要外，还能扩大控制阀的可调范围，提高