（1）两个对数流量特性的阀并联分程使用
如果使用两个对数流量特性的阀进行并联分程， 效果要比两个线性阀分程好得多。
100%
阀开度
0
调节器输出
50%
100%
2014-1-17
过程控制 青海大学
21
为了使总流量特性达到平稳过渡，可采取如下方法：
（2）切换区重合。
100%
阀开度
100%
阀开度
0
40% 60% 100%
阀开度(%)
放热反应。先 加热，后制冷。
气
关
“A”
0 0.02
阀
气
0.06
开
“B”
0.10
调节阀气动信号（MPa）
2014-1-17
过程控制 青海大学
阀
15
三、 用于生产安全的防护措施
排 空 气关阀 “B” “A” 气开阀
N2
反作用
PC
罐顶氮气防止 油气挥发，和 油品氧化，保 持微正压。 液 位处于 正常位 置 时，两个阀全关。 液 位 ↑ ， MV↓ ， 减 小到过分程点，阀A 关闭，阀B打开。 液 位 ↓ ， MV↑ ， 增 大到过分程点，阀B 关闭，阀A打开。
=
C B min 4 30 0.133
C Amax C B max 104 C maz
那么两阀构成分程控制时，两阀组合后的可调范围
RAB
2014-1-17
100 4 780 0.133
过程控制 青海大学
11
组合后的可调范围比一个阀的可调 范围扩大了约26倍。 下图为扩大可调范围的氨厂蒸汽减压 分程控制系统应用。
2014-1-17
过程控制 青海大学
B
R
TT A
燃料
TC
VPC TC
r
31
2.6.3 阀位控制系统的设计与整定
(1) 控制变量的选择 控制变量A着重考虑经济性和合理性，控制变量 B着重可快速性和有效性。 (2) 控制阀开闭形式选择 与单回路系统介绍的方法相同。 (3) 控制器规律及正反作用选择 主控制器必须具有积分作用。一般情况主控制器 选PI控制器。如果对象时间常数较大，则可选用 PID控制器。
0 0.02
阀
气
开 阀
关
“A”
0.10
0.058 0.062
调节阀气动信号（MPa）
2014-1-17
过程控制 青海大学
18
2.5.3 分程控制系统的方案实施
1．分程区间的决定 分程控制系统设计主要是多个阀之间的
分程区间问题，设计原则： ① 先确定阀的开关作用形式（以安全生 产为主）； ② 再决定调节器的正反作用； ③最后决定各个阀的分程区间
2014-1-17
过程控制 青海大学
5
分类
根据控制阀的作用方式，在分程控 制的应用中，可以形成四种不同的组合 形式。
2014-1-17
过程控制 青海大学
6
控制阀同向动作
控制阀异向动作
2014-1-17
过程控制 青海大学
7
2.5.2 分程控制应用
1、扩大控制阀的可调范围 2、满足不同工况的控制要求 3、用以补充控制手段维持安全生产
过程控制 青海大学
33
END
2014-1-17
过程控制 青海大学
34
2014-1-17
过程控制 青海大学
19
分程控制系统的方案实施
2．分程阀总流量特性的改善 当调节阀采用分程控制，如果它们得流通
能力不同，组合后的总流通特性，在信号 交接处流量的变化并不是光滑的，这时存在
由一个阀向另一个阀平滑过渡的问题。
2014-1-17
过程控制 青海大学
20
为了使总流量特性达到平稳过渡，可采取如下方法：
系统将控制变量 A和B有机地结合起 来能达到提高控制 质量的效果。
2014-1-17
过程控制 青海大学
27
阀位控制系统
单回路控制不及时，经济。 改进，旁路反应及时， 但是不经济。 要求即经济，又及时。
R 冷物料
TT
燃料
TC
VPC TC
r
2014-1-17
过程控制 青海大学
28
阀位控制系统
⒉ 解决办法： 选经济、但是不 及时的控制器作为 主控制器，起基本 控制作用； 选不经济、但是 及时的作为阀位控 制器，起辅助控制 作用。
R 冷物料
TT
燃料
TC
VPC TC
r
2014-1-17
过程控制 青海大学
29
二. 工作原理： 两阀均选气开阀， TC正作用，VPC反作用， 正常时，VA处于正常阀位，冷物料 VB处于小开度（由r决定）。
A
燃料
B
R
TT
VPC TC
r
TC
R
GC s
r
GVB s GOB s
G s G s G s CV OA VA
过程控制 青海大学
2014-1-17
32
控制器正反作用选择的原则是：闭合回路的开环 总放大倍数的符号必须为负。
(4) 阀位控制系统的整定
处于手动情况下，按单回路系统整定方法整定主 控制器的参数；将整定好的主控制器参数放好， 使主控制器处于自动状态，然后按单回路系统整 定方法整定阀位控制器的参数。
2014-1-17
2014-1-17
过程控制 青海大学
12
满足不同工况的控制要求
二、用于控制两种不同的介质，以满足 工艺操作上的特殊要求。
T
Y
“A” “B”
冷水 蒸汽
控制要求：反应开 始前，需要用蒸汽 加热以达到反应所 需的温度；当反应 开始后，因放出大 量反应热，需要用 冷水进行冷却。要 求全过程自动控制 反应器的温度？
过程控制 青海大学
23
概念
一个被控变量采用两个或两个以上的操纵变
量进行控制的控制系统。 这类控制系统采用不止一个控制器，其中， 一个控制器作为另一个控制器的测量信号。
2014-1-17
过程控制 青海大学
24
阀位控制系统原理图如下所示：
系统选用了两个控制变量A和 B。 控制变量A从经济性和工 艺的合理性考虑比较合适， 但是对克服干扰的影响不够 及时、有效。 控制变量B快速性、有效 性较好，也就是克服干扰的 影响迅速、及时，但经济性、 合理性较差。
2014-1-17
过程控制 青海大学
25
2.6.2
阀位控制系统的应用
管式加热炉原油出口温度控制
一般选原油出口温度为被控变量，选燃料油 或气作为控制变量，控制系统如下图：
该系统选择燃料 油或气作为控制变量 是经济合理的，但它 克服外界干扰的影响 不及时。
2014-1-17
过程控制 青海大学
26
为提高系统控制质量，在原油的入口和出口之间 引一条支管，把它作为控制变量B，它对控制原油出口 温度十分及时、有效。但从工艺角度考虑并不经济， 因为它增加了能耗，所以通过它来控制原油出口温度 不合理。
16
N2
贮罐气封分程动作过程
2014-1-17
过程控制 青海大学
三、 用于生产安全的防护措施
100
阀开度 (%)
“B”
0 0.02 0.06
“A”
0.10
调节阀的气动信号 MPa
如何避免两调节阀的频繁开闭以 减少N2用量?
2014-1-17
过程控制 青海大学
17
维持安全生产
100
阀开度(%)
气
“B”
2014-1-17
过程控制 青海大学
8
一、扩大控制阀的可调范围，改善控制 品质
调节阀可调比表明调节阀执行规定特性
（线性特性或等百分比特性）运行的有 效范围。国产阀一般R=30
Cmax R Cmin
2014-1-17
过程控制 青海大学
9
扩大控制阀的可调范围
有时生产过程负荷变化很大,要求有较大范围的 流量变化。若用一个控制阀,由于控制阀的可调范
调节器输出
0
调节器输出
40% 60%
2014-1-17
过程控制 青海大学
22
2.6 阀位控制控制系统
2.6.1 基本概念
选择控制变量时既要考虑到它的经济性和合理 性，又要考虑它的快速性和有效性。
阀位控制系统就是在综合考虑控制变量的快速 性、有效性、经济性和合理性基础上发展起来的一 种控制系统。
2014-1-17
13
2014-1-17
过程控制 题： （1）选择两调节 阀的气开气关属 性； （2）温度控制器 的正反作用； （3）如何协调两 调节阀的动作；
2014-1-17
过程控制 青海大学
14
调节阀的分程动作关系
设计步骤： ⑴ 关键阀：蒸汽阀：气开式。 ⑵ 调节器：反作用调节器。 ⑶ 次要阀：冷水阀：气关式。 ⑷ 分程点：开始，温度低，MV大，B开。 反应开始后，温度↑，MV↓MV减小到分程点以 下时，B关，A开。 100
2 复杂控制系统
2.5 分程控制系统
2.5.1 分程控制的概念
多阀：一只控制器的输出信号去带动两个 或两个以上的控制阀工作。 分程：将控制器输出信号全程分割成若干 个信号段，每一个信号段控制一个控制阀。（每 一个控制阀仅在控制器输出信号整个范围的某段 内工作）
2014-1-17
过程控制 青海大学
围R是有限的,当最大流量和最小流量相差太悬殊时
,就会降低控制系统的控制质量, 这时可采用分程 控制系统。
2014-1-17
过程控制 青海大学