北京化工大学：《过程控制工程》课程教学资源（课件讲稿）第七章 分程及阀位控制系统

第7章 分程及阀位控制系统 7.1分程控制系统 7.2阀位控制系统

第7章 分程及阀位控制系统 分程及阀位控制系统 7.1 分程控制系统 7.2 阀位控制系统

7.1分程控制系统 7.1.1概述 一个控制器控制几个控制阀一 输出信号分段“分程控制” 如，控制两个阀A、B A阀控制信号：0.02~0.06Mpa B阀控制信号：0.06-0.1Mpa 控制器输出在0.06Mpa以下，只有阀A动作，在0.06Mpa 以上，只有阀B动作

7.1 分程控制系统 7.1.1概述 一个控制器控制几个控制阀 一个控制器控制几个控制阀——输出信号分段“分程控制” 如，控制两个阀 如，控制两个阀A、B A阀控制信号:0.02~0.06 :0.02~0.06Mpa B阀控制信号:0.06~0.1 :0.06~0.1Mpa 控制器输出在0.06Mpa以下，只有阀A动作，在0.06Mpa 以上，只有阀B动作

7.1.1概述 通过阀门定位器调整 A:0.02-0.06Mpa—0-100% B:0.06-0.1Mpa 0-100% 根据各阀的气开、气闭形式不同，决定阀的行程方向 两阀同向动作 100% 100% 两阀异向动作 100% 100%

7.1.1概述 通过阀门定位器调整 通过阀门定位器调整 A：0.02~0.06Mpa 0.02~0.06Mpa —— 0~100% B：0.06~0.1Mpa 0.06~0.1Mpa —— 0~100% 根据各阀的气开、气闭形式不同，决定阀的行程方向 根据各阀的气开、气闭形式不同，决定阀的行程方向 0 100% 0 100% 两阀同向动作 0 100% 0 100% 两阀异向动作

7.1.2分程控制的应用场合 (1)扩大控制阀可调范围： 两个阀分程使用，扩大了流通能力 两个流通能力相同的阀， 同调节蒸汽压力，小负荷时， 只开一个阀，大负荷时， 再开第2个阀。 通过计算，如果两个阀流通 能力相同，分程后， 总的流通能力扩大1倍。P123

7.1.2分程控制的应用场合 分程控制的应用场合 （1）扩大控制阀可调范围： ）扩大控制阀可调范围： 两个阀分程使用，扩大了流通能力 两个阀分程使用，扩大了流通能力 两个流通能力相同的阀， 两个流通能力相同的阀， 同调节蒸汽压力，小负荷时， 同调节蒸汽压力，小负荷时， 只开一个阀，大负荷时， 只开一个阀，大负荷时， 再开第2个阀。 通过计算，如果两个阀流通 通过计算，如果两个阀流通 能力相同，分程后， 能力相同，分程后， 总的流通能力扩大 总的流通能力扩大1倍。P123 PC

7.1.2分程控制的应用场合 (2)同时控制两种介质，满足工艺要求 A.0 图7-4间歇式化学反应器分程控制系统

7.1.2分程控制的应用场合 分程控制的应用场合 （2）同时控制两种介质，满足工艺要求 ）同时控制两种介质，满足工艺要求 A B TC A B A.C A.O 图7-4 间歇式化学反应器分程控制系统

7.1.2分程控制的应用场合 (2)同时控制两种介质，满足工艺要求 工艺要求：投料后，需由蒸汽加温，以达到反应温度， 反应进行后，放出热量，需要将热量移走。 两个控制阀：冷水阀A(气关)、蒸汽阀B(气开) 安全角度设置 温度控制器TC(反作用)一副反馈要求 T设定值，TC输出减小A阀逐渐打开、B阀关闭

7.1.2分程控制的应用场合 分程控制的应用场合 （2）同时控制两种介质，满足工艺要求 ）同时控制两种介质，满足工艺要求 工艺要求：投料后，需由蒸汽加温，以达到反应温度， 工艺要求：投料后，需由蒸汽加温，以达到反应温度， 反应进行后，放出热量，需要将热量移走。 反应进行后，放出热量，需要将热量移走。 两个控制阀：冷水阀 两个控制阀：冷水阀A（气关）、蒸汽阀 气关）、蒸汽阀B（气开）—— 安全角度设置 温度控制器TC（反作用）——副反馈要求 T设定值，TC输出减小A阀逐渐打开、B阀关闭

7.1.2分程控制的应用场合 (3)安全生产的防护措施 放空 B A.C A.O 图7-6油品储罐氮封分程控制 加氮阀A、放空阀B,控制两个阀，共同保持储罐氮封压力 为了防止在分程点两个阀频繁动作，可以设置一个死区

7.1.2分程控制的应用场合 分程控制的应用场合 （3）安全生产的防护措施 ）安全生产的防护措施 A.C A.O PC B A 放空 氮 B A 图7-6 油品储罐氮封分程控制 油品储罐氮封分程控制 加氮阀A、放空阀B，控制两个阀，共同保持储罐氮封压力 控制两个阀，共同保持储罐氮封压力 为了防止在分程点两个阀频繁动作，可以设置一个死区 为了防止在分程点两个阀频繁动作，可以设置一个死区

7.1.3分程控制器参数整定 A阀 控制器 对象 B阀 变送器 1、3例子两个阀通道相同，若阀的特性也相同，按一个阀通道整定即可 A阀 控制器 对象 B阀 变送器 2例子两个阀通道不相同，只能折中

7.1.3分程控制器参数整定 分程控制器参数整定 控制器 A阀 B阀 变送器 对象 1、3例子两个阀通道相同，若阀的特性也相同，按一个阀通道整定即可 A阀 变送器 对象 B阀 控制器 2例子两个阀通道不相同，只能折中

7.1.4分程阀流量特性问题 100% 100% 0 0.02 0.06 0.1 0.02 0.06 0.1 图7一11A、B分程阀特性 图7一12A、B分程阀组合特性 两个流通能力不同的阀，组合后的流量特性就成为了非线性， 在分程点有一个转折，不平滑

7.1.4分程阀流量特性问题 分程阀流量特性问题 100% 100% 0 0 0.02 0.06 0.1 0.02 0.06 0.1 图7—11 A、B分程阀特性 图7—12 A、B分程阀组合特性 两个流通能力不同的阀，组合后的流量特性就成为了非线性， 两个流通能力不同的阀，组合后的流量特性就成为了非线性， 在分程点有一个转折，不平滑 在分程点有一个转折，不平滑

7.1.4分程阀流量特性问题 (1)连续分程法： 寻找总的流量特性曲线，再确定分程点 例1 线性阀 max d F/Fma=K十K

7.1.4分程阀流量特性问题 分程阀流量特性问题 （1）连续分程法： ）连续分程法： 寻找总的流量特性曲线，再确定分程点 寻找总的流量特性曲线，再确定分程点 例1 线性阀 K dl F F d =   max 线性阀 F／Fmax＝Kl十Kl