比值控制与分程控制
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Q2 KQ1
主动量
9.1
比值控制
9.1.3 比值控制系统的设计
2. 比值控制的实施方案
F1
FC
比值给定
F2
F1
相除方案
FC
K/
工程上常用相乘方案
F2
相乘方案
9.1
比值控制
9.1.4 比值控制系统的工业应用
例：自来水消毒的比值控制
氯氯氯 氯氯氯氯 氯氯氯
Q1
氯氯氯氯氯氯氯氯氯氯氯
氯氯氯
氯氯氯
9.2
分程控制
2．保证生产过程中的安全、稳定 例：储罐氮封分程控制 “＋”反作用方式
R
比比比
+ -
9.2.2 分程控制系统的应用场合
气开“＋”
比比比A
正“＋”
比比比比
过程
y
“－”气关
比比比B
负“－”
z
氯氯
B A
PT PC
比比比比
氯氯
100 %
B
A
B
氯氯
0
A
20
60
Leabharlann Baidu100
kpa
9.2
分程控制
3．控制不同的介质，以满足生产工艺的需要 例：反应器温度分程控制 “＋”反作用方式
调节阀 1
阀门定位器：将调节 器的输出信号分成几段， 不同区段的信号由相应的 阀门定位器转化为 20kPa～100kPa信号压 力，使调节阀全行程动 作。
R
+ -
调节器
过程
y
z
调节阀 2
测量变送
分程控制方框图
9.2
分程控制
9.2.1 概述
分程控制系统中，调节阀气开、气关调节阀的确定，控制器正反作 用方式的确定： 1.首先确定关键调节阀的气开、气关方式； 2.确定关键调节阀所对应的对象正、负特性； 3.按单回路方法确定控制器正反作用方式； 4.确定另一调节阀所对应对象正、负特性； 5.再在已确定的控制器作用方式的基础上，按单回路方法确定另一调节阀的气 开、气关方式； 气开“＋” “＋”反作用方式
R
+ 调节器 调节器
9.2.2 分程控制系统的应用场合
气开“＋”
调节阀 AA 调节阀
正“＋”
温度过程
y
_
“－”气关
B 调节阀 调节阀 B
负“－”
z
TT TC
测量变送 测量变送
A
蒸汽 冷水
100 %
B
A
B
B
0
A
20
60
100
kpa
9.2
分程控制
4．减小能耗，提高经济效益 例：换热器温度分程控制 “＋”反作用方式
9.1
比值控制
9.1.2 比值控制方案
1．开环比值控制系统
Q1 Q2
比比比
当扰动使得副流量 Q2 发生变化时，两者之间的比值关系就会被破坏。 2．单闭环比值控制系统
Q1
比比比
KQ1
比比比比比
比比比
比比比比比
Q2
比比比比比比比比比比比
副流量控制回路为一个闭环随动控制系统，主动量是开环的。
特点：
能实现副流量跟随主流量的变化而变化； 克服副流量本身干扰对比值的影响，实现主、副流量的精确比值；
R
+ 调节阀 1
正“＋”
过程
调节器
y
z
调节阀 2
负“－”
“－”气关
测量变送
9.2
分程控制
9.2.1 概述
分程控制根据调节阀的气开、气关形式不同，可分为两类： 一类是调节阀同向动作的分程控制 一类是调节阀异向动作的分程控制
100% A A B 0 20 B 100 60 氯 氯 氯 氯 氯 (kpa) 100% B B 0 20 A 60 A 100 氯 氯 氯 氯 氯 (kpa)
C1min
C1max 4 0.134 R1 30
分程控制把两个调节阀当作一个调节阀，其可调范围为：
R分
C2 max C1max 104 776 C1min 0.134
可见，分程后调节阀的可调范围为单个调节阀的近25倍，这样，既能满足生 产上的要求，又能改善调节阀的工作特性，提高控制质量。
R
+ 调节器 调节器
9.2.2 分程控制系统的应用场合
气开“＋”
调节阀 AA 调节阀
正“＋”
温度过程
y
_
气开“＋”
B 调节阀 调节阀 B
正“＋”
z
测量变送 测量变送
TC
TT
氯氯氯
氯 氯
A
氯 氯
B 氯 氯 氯
100 %
A
A
B
0
B
20
60
100
kpa
9.1
比值控制
9.1.3 比值控制系统的设计
1．主、从动量的确定
一般情况下，总是把生产中主要物料定为主动量，其它物料则为从动量， 让从动量的变化跟随主动量变化。 如果两种物料中，一种是可控的，另一种为不可控的，那么应选不可控 物料为主动量，而可控物料为从动量。 如果两种物料中一种物料供应不成问题，而另一种物料却可能供应不 足，此时以可能供应不足的物料定为主动量较为适宜，这样一旦主动量因供应 不足而失控时，流量比值始终能保持。 有时主、从动量的选择还关系到安全生产，此时需从安全的角度出发选 择主、从动量。 从动量
氯氯氯
A:气开 B:气开
调节阀同向动作
100%
B
A
A
氯氯氯
氯氯氯
A:气关 B:气关
100% B B A 0 20 B 60 kpa A 100
氯氯氯
A:气开 B:气关
0 20
A:气关 B:气开
60 kpa
100
调节阀异向动作
9.2
分程控制
9.2.2 分程控制系统的应用场合
1．扩大控制阀可调范围，改善控制品质 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 C1 max 4 、 C 2 max 100 ，其可调范围为 R1 R2 30 。故小阀的最小流通能力为
氯氯氯氯 氯氯
Q2
氯氯氯氯氯氯氯氯氯氯
q1
氯氯氯氯氯氯氯氯
F1T K F2C
主动量：净化水流量 从动量：氯气流量 调节阀、控制器正反作用方式的 选择与单回路控制系统相同。
q2
F2T
氯氯 氯氯氯
9.2
分程控制
9.2.1 概述
分程控制:在实际生产中由一只控制器的输出信号分段分别去带动两个 或两个以上的控制阀工作，每一个控制阀仅在控制器输出信号整个范围的 某段信号内工作的控制方式被称为分程控制。 气动调节阀标准输入信号为： 20kPa～l00kPa 调节阀1：在调节器输出信号4mA～12mA(20kPa～60kPa)范围内工作； 调节阀2：在调节器输出信号12mA ～ 20mA(60kPa～100kPa)范围内工作。 分程控制是通过阀门定位器或电气阀门定位器来实现的。
主动量
9.1
比值控制
9.1.3 比值控制系统的设计
2. 比值控制的实施方案
F1
FC
比值给定
F2
F1
相除方案
FC
K/
工程上常用相乘方案
F2
相乘方案
9.1
比值控制
9.1.4 比值控制系统的工业应用
例：自来水消毒的比值控制
氯氯氯 氯氯氯氯 氯氯氯
Q1
氯氯氯氯氯氯氯氯氯氯氯
氯氯氯
氯氯氯
9.2
分程控制
2．保证生产过程中的安全、稳定 例：储罐氮封分程控制 “＋”反作用方式
R
比比比
+ -
9.2.2 分程控制系统的应用场合
气开“＋”
比比比A
正“＋”
比比比比
过程
y
“－”气关
比比比B
负“－”
z
氯氯
B A
PT PC
比比比比
氯氯
100 %
B
A
B
氯氯
0
A
20
60
Leabharlann Baidu100
kpa
9.2
分程控制
3．控制不同的介质，以满足生产工艺的需要 例：反应器温度分程控制 “＋”反作用方式
调节阀 1
阀门定位器：将调节 器的输出信号分成几段， 不同区段的信号由相应的 阀门定位器转化为 20kPa～100kPa信号压 力，使调节阀全行程动 作。
R
+ -
调节器
过程
y
z
调节阀 2
测量变送
分程控制方框图
9.2
分程控制
9.2.1 概述
分程控制系统中，调节阀气开、气关调节阀的确定，控制器正反作 用方式的确定： 1.首先确定关键调节阀的气开、气关方式； 2.确定关键调节阀所对应的对象正、负特性； 3.按单回路方法确定控制器正反作用方式； 4.确定另一调节阀所对应对象正、负特性； 5.再在已确定的控制器作用方式的基础上，按单回路方法确定另一调节阀的气 开、气关方式； 气开“＋” “＋”反作用方式
R
+ 调节器 调节器
9.2.2 分程控制系统的应用场合
气开“＋”
调节阀 AA 调节阀
正“＋”
温度过程
y
_
“－”气关
B 调节阀 调节阀 B
负“－”
z
TT TC
测量变送 测量变送
A
蒸汽 冷水
100 %
B
A
B
B
0
A
20
60
100
kpa
9.2
分程控制
4．减小能耗，提高经济效益 例：换热器温度分程控制 “＋”反作用方式
9.1
比值控制
9.1.2 比值控制方案
1．开环比值控制系统
Q1 Q2
比比比
当扰动使得副流量 Q2 发生变化时，两者之间的比值关系就会被破坏。 2．单闭环比值控制系统
Q1
比比比
KQ1
比比比比比
比比比
比比比比比
Q2
比比比比比比比比比比比
副流量控制回路为一个闭环随动控制系统，主动量是开环的。
特点：
能实现副流量跟随主流量的变化而变化； 克服副流量本身干扰对比值的影响，实现主、副流量的精确比值；
R
+ 调节阀 1
正“＋”
过程
调节器
y
z
调节阀 2
负“－”
“－”气关
测量变送
9.2
分程控制
9.2.1 概述
分程控制根据调节阀的气开、气关形式不同，可分为两类： 一类是调节阀同向动作的分程控制 一类是调节阀异向动作的分程控制
100% A A B 0 20 B 100 60 氯 氯 氯 氯 氯 (kpa) 100% B B 0 20 A 60 A 100 氯 氯 氯 氯 氯 (kpa)
C1min
C1max 4 0.134 R1 30
分程控制把两个调节阀当作一个调节阀，其可调范围为：
R分
C2 max C1max 104 776 C1min 0.134
可见，分程后调节阀的可调范围为单个调节阀的近25倍，这样，既能满足生 产上的要求，又能改善调节阀的工作特性，提高控制质量。
R
+ 调节器 调节器
9.2.2 分程控制系统的应用场合
气开“＋”
调节阀 AA 调节阀
正“＋”
温度过程
y
_
气开“＋”
B 调节阀 调节阀 B
正“＋”
z
测量变送 测量变送
TC
TT
氯氯氯
氯 氯
A
氯 氯
B 氯 氯 氯
100 %
A
A
B
0
B
20
60
100
kpa
9.1
比值控制
9.1.3 比值控制系统的设计
1．主、从动量的确定
一般情况下，总是把生产中主要物料定为主动量，其它物料则为从动量， 让从动量的变化跟随主动量变化。 如果两种物料中，一种是可控的，另一种为不可控的，那么应选不可控 物料为主动量，而可控物料为从动量。 如果两种物料中一种物料供应不成问题，而另一种物料却可能供应不 足，此时以可能供应不足的物料定为主动量较为适宜，这样一旦主动量因供应 不足而失控时，流量比值始终能保持。 有时主、从动量的选择还关系到安全生产，此时需从安全的角度出发选 择主、从动量。 从动量
氯氯氯
A:气开 B:气开
调节阀同向动作
100%
B
A
A
氯氯氯
氯氯氯
A:气关 B:气关
100% B B A 0 20 B 60 kpa A 100
氯氯氯
A:气开 B:气关
0 20
A:气关 B:气开
60 kpa
100
调节阀异向动作
9.2
分程控制
9.2.2 分程控制系统的应用场合
1．扩大控制阀可调范围，改善控制品质 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 C1 max 4 、 C 2 max 100 ，其可调范围为 R1 R2 30 。故小阀的最小流通能力为
氯氯氯氯 氯氯
Q2
氯氯氯氯氯氯氯氯氯氯
q1
氯氯氯氯氯氯氯氯
F1T K F2C
主动量：净化水流量 从动量：氯气流量 调节阀、控制器正反作用方式的 选择与单回路控制系统相同。
q2
F2T
氯氯 氯氯氯
9.2
分程控制
9.2.1 概述
分程控制:在实际生产中由一只控制器的输出信号分段分别去带动两个 或两个以上的控制阀工作，每一个控制阀仅在控制器输出信号整个范围的 某段信号内工作的控制方式被称为分程控制。 气动调节阀标准输入信号为： 20kPa～l00kPa 调节阀1：在调节器输出信号4mA～12mA(20kPa～60kPa)范围内工作； 调节阀2：在调节器输出信号12mA ～ 20mA(60kPa～100kPa)范围内工作。 分程控制是通过阀门定位器或电气阀门定位器来实现的。