第二章 自動(dòng)控制系統(tǒng)
*節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念
77化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容有哪些？
為了實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容包括自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，程序控制、自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)等。自動(dòng)控制系統(tǒng)包含了自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)操縱功能，是自動(dòng)化系統(tǒng)的核心問(wèn)題。
78自動(dòng)控制系統(tǒng)有哪幾部分組成？
自動(dòng)控制系統(tǒng)由三部分組成。
①測(cè)量元件及變送器(LT)：將測(cè)得的物理量轉(zhuǎn)換為另一個(gè)特定的物理量(如氣壓信號(hào)、電流信號(hào))。這部分稱測(cè)量變送。
②自動(dòng)調(diào)節(jié)器(LC)：它接受變送器送來(lái)的信號(hào)，與工藝需要保持的參數(shù)相比較得出偏差，并按某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果，然后用特定信號(hào)(氣壓或電流)發(fā)送出去。
③執(zhí)行機(jī)構(gòu)：本書(shū)指調(diào)節(jié)閥，它能自動(dòng)地根據(jù)接受到的信號(hào)值改變閥門開(kāi)度。
79方塊圖的作用是什么？如何畫(huà)方塊圖？
為清楚地說(shuō)明自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及各部分（環(huán)節(jié)）之間相互關(guān)系和信號(hào)，一般可用方塊圖表示。
方塊圖中每個(gè)方塊代表系統(tǒng)中一個(gè)環(huán)節(jié)，方塊之間用一條帶箭頭的直線表示它們相互間的，箭頭所指方向表示信號(hào)傳遞方向，線上字母說(shuō)明信號(hào)的名稱。以圖2-1為例，圖中的水槽可用一個(gè)“被控對(duì)象”方塊表示。
如圖2-1所示，其液位就是生產(chǎn)過(guò)程中要求保持定值的參數(shù)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中稱為被調(diào)參數(shù)，用符號(hào)y表示，y是對(duì)象方塊的輸出信號(hào)。在本例中，若影響y波動(dòng)的因素是進(jìn)料量的變化，這種引起被調(diào)參數(shù)y波動(dòng)的外來(lái)因素稱為干擾（或稱擾動(dòng)）作用，用符號(hào)y表示。干擾作用是作用于對(duì)象的輸入信號(hào)，用箭頭指向“被控對(duì)象”方塊。由圖可見(jiàn)，出料流量的改變是由于調(diào)節(jié)閥動(dòng)作引起的，那么出料流量調(diào)節(jié)閥方塊的輸出信號(hào)。同時(shí)，出料流量的變化影響液位起到調(diào)節(jié)作用，所以也是作用于”被控對(duì)象“的輸入信號(hào)，箭頭指向”被控對(duì)象“方塊，而尾端連接于”調(diào)節(jié)閥“方塊。水槽的液位信號(hào)是測(cè)量元件及變送器的輸入，而變送器的輸出信號(hào)z進(jìn)入比較機(jī)構(gòu)與給定值信息x進(jìn)行比較，得到偏差信與e(e=x-z),并被送往調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器根據(jù)偏差信號(hào)e，按某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果，發(fā)出控制信號(hào)p（氣壓或電流）至調(diào)節(jié)閥，使閥門動(dòng)作，改變其開(kāi)度，使被調(diào)參數(shù)穩(wěn)定在要求的范圍。
按前面所述作出自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖，如圖2-2所示。
需要說(shuō)明一點(diǎn)，調(diào)節(jié)器前面的比較機(jī)構(gòu)實(shí)際上是調(diào)節(jié)器的一部分，不是獨(dú)立元件，在圖中將其畫(huà)出，為的是說(shuō)明其比較作用。
80為什么自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)采用負(fù)反饋的閉環(huán)回路？
對(duì)于任何一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其方塊圖不論在表面上有多大差別，它的各個(gè)組成部分在信號(hào)傳遞關(guān)系上總會(huì)形成一個(gè)閉合的環(huán)路。其中任何一個(gè)信號(hào)，只要沿著箭頭方向方向前進(jìn)，通過(guò)若干個(gè)環(huán)節(jié)后，zui終又會(huì)回到原來(lái)的起點(diǎn)。所以，自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。
再看“自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖”，系統(tǒng)的輸出參數(shù)是被調(diào)參數(shù)，但是它經(jīng)過(guò)測(cè)量元件和變送器后，又返回在到系統(tǒng)輸入端，與給定值進(jìn)行比較。這種反系統(tǒng)（或環(huán)節(jié)）的輸出信號(hào)直接或經(jīng)過(guò)一些環(huán)節(jié)重新返回輸入端的做法叫做反饋。從“自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖”還可以看到，在反饋信號(hào)z帝有一個(gè)負(fù)號(hào)“一”而在給定值x旁有一個(gè)正事情“+”（也可省略），這里正和負(fù)的意思是指在比較時(shí)，以x作為正值，以x作為負(fù)值，也就是到調(diào)節(jié)器的偏差信息e=x-z。因?yàn)?ldquo;自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖”中的反饋信號(hào)z取負(fù)值，所以叫做負(fù)反饋，負(fù)反饋信號(hào)能夠使原來(lái)的信號(hào)減弱。如果反饋信號(hào)不取負(fù)值，而取正值，反饋信號(hào)使原來(lái)的信號(hào)加強(qiáng)，那么就叫做正反饋。在這種情況下，方塊圖中反饋信號(hào)z旁則要用正號(hào)“+”，此時(shí)偏差e=x+z。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中都采用負(fù)反饋。因?yàn)橹挥胸?fù)反饋才能使被調(diào) 參數(shù)y受到干擾的影響而升高時(shí)，反饋信號(hào)z將升高，經(jīng)過(guò)比較而到調(diào)節(jié)器去的偏差信號(hào)e將降低，此時(shí)調(diào)節(jié)器將發(fā)出信號(hào)而使調(diào)節(jié)閥的開(kāi)充發(fā)生變化，變化的方向?yàn)樨?fù)，從而使被調(diào)參數(shù)下降回到給定值。這樣就達(dá)到了調(diào)節(jié)的目的。如果采用正反饋的形式，那么調(diào)節(jié)作用不僅不能克服干擾的影響，反而起到推波助瀾的作用，即當(dāng)被調(diào)參數(shù)受到干擾升高時(shí)，z亦升高，調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作方向是使被調(diào)參數(shù)進(jìn)一步上升，而且只要有一點(diǎn)微波的偏差，調(diào)節(jié)作用就會(huì)使偏差越來(lái)越大，直至被調(diào)參數(shù)超出安全范圍而破壞生產(chǎn)。所以，調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能單獨(dú)采用正反饋。
綜上所述，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是具有被調(diào)參數(shù)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。
81什么是被控對(duì)象、給定值和偏差？
自動(dòng)控制系統(tǒng)的工藝生產(chǎn)設(shè)備叫做被控對(duì)象或簡(jiǎn)稱對(duì)象。生產(chǎn)中要求保持的工藝指標(biāo)，被稱為給定值。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，習(xí)慣上采用給定值x減去測(cè)量值z作為偏差e，即e=x-z，給定值x大于測(cè)量值z時(shí)為正偏差，而給定值x小于測(cè)量值z時(shí)為負(fù)偏差。
第二節(jié)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)系統(tǒng)
82構(gòu)成方塊圖zui重要的一步是什么？
構(gòu)成方塊圖zui重要的是確定被控對(duì)象，隨即需要選定對(duì)象的輸入信號(hào)——調(diào)節(jié)參數(shù)與對(duì)象的輸出信號(hào)——被調(diào)參數(shù)。一旦調(diào)節(jié)參數(shù)與被調(diào)參數(shù)選定后，調(diào)節(jié)通道中對(duì)象特性也就能確定了。
有時(shí)，選擇被調(diào)參數(shù)與調(diào)節(jié)參數(shù)并不難。自動(dòng)控制系統(tǒng)是為工藝上某一目的的服務(wù)的，若工藝操作參數(shù)是液位、壓力、流量、溫度等，顯然被調(diào)參數(shù)就是液位、壓力、流量、溫度；至于調(diào)節(jié)參數(shù)，則往往是能夠調(diào)整的物料量或能量參數(shù)。
被調(diào)參數(shù)的選擇十分重要，它是決定控制系統(tǒng)有無(wú)價(jià)值的關(guān)鍵。若被調(diào)參數(shù)選擇不當(dāng)，儀表、調(diào)節(jié)器配備再好也是無(wú)用的。
83怎樣選擇被調(diào)參數(shù)？被調(diào)參數(shù)的個(gè)數(shù)選擇怎樣確定?
對(duì)于一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其被調(diào)參數(shù)的選擇實(shí)質(zhì)上反映在兩個(gè)方面。
①應(yīng)該選擇幾個(gè)被調(diào)參數(shù)，選哪幾個(gè)為好？
②構(gòu)成簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)回路后，回路之間有否影響？相互關(guān)聯(lián)的程度如何？用下例說(shuō)明以上兩個(gè)方面內(nèi)容的考慮。
例如，要對(duì)一個(gè)產(chǎn)生飽和蒸汽的鍋爐蒸汽質(zhì)量進(jìn)行控制，提出了三種方案？
①壓力p與溫度T皆為被調(diào)參數(shù)；
②溫州T為被調(diào)參數(shù)；
③壓力P為被調(diào)參數(shù)。
被調(diào)參數(shù)個(gè)數(shù)選擇應(yīng)按照被調(diào)參數(shù)個(gè)數(shù)等于自由度確定。
根據(jù)物理化學(xué)中介紹的相律關(guān)系，自由度表達(dá)式為F=C-P+2
式中 F——自由度；C——組分?jǐn)?shù)；P——相數(shù)。
作為飽和蒸汽，實(shí)質(zhì)上存在著氣、液兩相，即P=2，而組分?jǐn)?shù)皆為水，即C=1，故得F=1-2+2=1
表示飽和蒸汽的自由度為1，或獨(dú)立變量只有一個(gè)。所以，要反映蒸汽質(zhì)量，不必選兩個(gè)被調(diào)參數(shù)，只要選取溫度或壓力其中之一就夠了。至于選壓力還是溫度，可從測(cè)量元件時(shí)間常數(shù)小、元件簡(jiǎn)單可靠等方面來(lái)考慮，一般以選擇壓力為宜。
如果不按照被調(diào)參數(shù)的個(gè)數(shù)等于自由度的原則，設(shè)計(jì)出既有溫度又有壓力作為被調(diào)參數(shù)的方案，那么，這種控制系統(tǒng)將是無(wú)法投運(yùn)的。
84選擇被調(diào)參數(shù)的原則是什么？
選擇被調(diào)參數(shù)的原則如下:
①選擇質(zhì)量指標(biāo)作為被調(diào)參數(shù)，它zui直接也zui有效。
②當(dāng)不能用質(zhì)量指標(biāo)作為被調(diào)參數(shù)時(shí)，應(yīng)選擇一個(gè)與產(chǎn)品質(zhì)量有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的參數(shù)作為被調(diào)參數(shù)。
③當(dāng)被表征的質(zhì)量指標(biāo)變化時(shí)，被調(diào)參數(shù)必須具有足夠的變化靈敏度或足夠大的信號(hào)。
④選擇被調(diào)參數(shù)時(shí)，必須考慮到工藝過(guò)程的合理性和國(guó)內(nèi)外儀表和生產(chǎn)的現(xiàn)狀。
85調(diào)節(jié)參數(shù)的作用是什么？
當(dāng)對(duì)象的被調(diào)參數(shù)被選定以后，下一步是考慮如何構(gòu)成簡(jiǎn)單控制回路，選擇什么調(diào)節(jié)參數(shù)去克服干擾對(duì)被調(diào)參數(shù)的影響。為此，在設(shè)計(jì)控制回路時(shí)，要認(rèn)真分析各種干擾，深入研究對(duì)象的特性，正確地選擇調(diào)節(jié)參數(shù)。干擾是影響控制系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的破壞因素，調(diào)節(jié)參數(shù)的作用則是克服干擾影響，使控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的因素。只要合理地確定調(diào)節(jié)參數(shù)，正確地選擇調(diào)節(jié)通道，組成一個(gè)性能良好的控制系統(tǒng)后，就能有效地克服干擾影響，使被調(diào)參數(shù)回復(fù)到給定值。
86選擇調(diào)節(jié)參數(shù)的原則是什么？
選擇調(diào)節(jié)參數(shù)的原則是：首先要考慮工藝上的合理性，除物料平衡調(diào)節(jié)外，一般避免用主物料流量作為調(diào)節(jié)參數(shù)；同時(shí)調(diào)節(jié)參數(shù)的選擇應(yīng)從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面進(jìn)行考慮，即調(diào)節(jié)通道克服干擾的校正能力要強(qiáng)，調(diào)節(jié)通道的動(dòng)態(tài)響應(yīng)要較干擾通道的動(dòng)態(tài)響應(yīng)為快。
87一套用DDZ-Ⅱ型單元組合儀表構(gòu)成的溫度控制系統(tǒng)，設(shè)它是用改變加熱蒸汽量來(lái)調(diào)節(jié)的，方塊圖如圖2-3所示
圖2-3 用DDZ-Ⅱ型單元組合儀表構(gòu)成的溫度控制系統(tǒng)
①請(qǐng)說(shuō)明x、z、e、f、y所表示的專業(yè)術(shù)語(yǔ)是什么？
②氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥環(huán)節(jié)的輸入、輸出各是什么物理量？
③設(shè)工藝要求溫度保持在150℃±3℃。當(dāng)系統(tǒng)在某一幅值的階躍擾動(dòng)作用下，系統(tǒng)在調(diào)節(jié)的整個(gè)過(guò)程中，記錄儀表反映出溫度(z值)某一瞬間的zui大超量是3 ℃，沒(méi)有超過(guò)工藝要求。問(wèn)實(shí)際的溫度(y值)變化是否也符合工藝要求？實(shí)際zui大超調(diào)量比3℃大還是?。繛槭裁?？
④當(dāng)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，記錄儀上所記下的溫度值能否代表實(shí)際溫度？
答：
①x是給定值、z是測(cè)量值（溫度）、e是偏差(e=x-z)，f是干擾、y為被調(diào)參數(shù)（溫度）的真實(shí)值。
②氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥輸入p是20-100kPa氣信號(hào)，輸出q是調(diào)節(jié)參數(shù)蒸汽流量。
③實(shí)際溫度變化超調(diào)量大于3℃，超過(guò)工藝要求。由于溫度測(cè)量的一次元件是慣性時(shí)間圈套的滯后環(huán)節(jié)，因而調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)過(guò)程瞬時(shí)的測(cè)量值與真實(shí)值是不一樣的，zui大偏差及超調(diào)量實(shí)際值要大于測(cè)量值 。
④當(dāng)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，靜態(tài)測(cè)量值能代表真實(shí)值，因此記錄儀上的記錄值是實(shí)際溫度值。
88試分析如圖2-4所示酒精蒸餾塔塔頂溫度控制方案，以塔頂溫度作為被調(diào)參數(shù)是否合理？
圖2-4 酒精蒸餾塔塔頂溫度控制方案
由相律關(guān)系
自由度數(shù)(f)=組分?jǐn)?shù)(c)+相數(shù)(p)-2
因?yàn)榫凭麴s塔內(nèi)進(jìn)行酒精與水的分離組分?jǐn)?shù)為2(即酒精和水兩組分)，且相數(shù)為2（呈氣、液兩相）
所以
自由度數(shù)=2+2-2=2
由所求得F=2來(lái)看，似乎應(yīng)該控制兩個(gè)參數(shù)才合理。但是由圖可知，冷凝罐上部通大氣，因此實(shí)際上已恒定了冷凝罐與蒸餾塔的壓力，客觀上塔壓已被控制，因此用塔頂溫度作為被調(diào)參數(shù)是合理的。
89圖2-5各控制方案是否合理？理由如何？
圖2-5（a）不合理。離心泵不能在吸入口安裝閥門，否則，當(dāng)閥門關(guān)小時(shí)極易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。
圖2-5（b）合理。因?yàn)橛信酝ㄩy和泵出口壓力控制系統(tǒng)使往復(fù)泵可以在其出口直接節(jié)流。
圖2-5（c）不合理。壓力檢測(cè)點(diǎn)不對(duì)，為保證閥前燃油壓力穩(wěn)定，會(huì)使燃油量變化較大，無(wú)法使?fàn)t溫穩(wěn)定，應(yīng)將油壓點(diǎn)移至閥后，測(cè)燒嘴的背壓。
圖2-5（d）合理。根據(jù)被冷卻介質(zhì)（出口）溫度調(diào)節(jié)氨冷器氨氣側(cè)的蒸發(fā)壓力，而蒸發(fā)壓力又對(duì)應(yīng)一定的蒸發(fā)溫度，所以調(diào)節(jié)NH3排出量實(shí)際上調(diào)整了氨冷器內(nèi)氨蒸發(fā)側(cè)的溫度，使傳熱溫差得到調(diào)整，即可達(dá)到調(diào)節(jié)出口溫度的目的。
圖2-5（e）不合理。塔釜為恒定加熱量。當(dāng)受某種擾動(dòng)使釜溫上升時(shí)，氣開(kāi)閥將開(kāi)大，放出一部分重組分物料，塔釜物料的減少，使塔內(nèi)溫度上升更快，從而構(gòu)成一個(gè)正反饋系統(tǒng)，不能正常工作，降溫亦如此。
圖2-5（f）不合理。汽液混合進(jìn)料不能采用這種溫度控制。因?yàn)楫?dāng)改變加熱蒸汽量時(shí)進(jìn)料的溫度并不變化，只是汽液比發(fā)生了變化。應(yīng)改為熱焓控制，控制進(jìn)塔物料的熱量。
90氣體脫硫裝置的PRC-203與PRC-204（自控流程如圖2-6）不能同時(shí)投入自控，其原因是什么？怎樣改進(jìn)？
不能同時(shí)投自控，原因是：
①?gòu)牧鞒虉D可看出，塔205中部壓力與容208壓力是關(guān)聯(lián)的，任一個(gè)壓力變化，另一個(gè)壓力即跟著變化；
②兩者選用的都是壓力控制系統(tǒng)，反應(yīng)速度都較快，互相干擾較大。
改進(jìn)措施：容208的壓力實(shí)際上代表著塔205的壓力，故塔205的壓力不需要再控制而改用塔頂溫度調(diào)節(jié)進(jìn)換202的蒸汽量，使兩個(gè)調(diào)節(jié)回路的響應(yīng)速度變成一快一慢，減少互相干擾。改進(jìn)后的自控流程如圖2-7所示。
91圖2-8的自動(dòng)控制系統(tǒng)錯(cuò)在哪里？
有人為解決造氣工段入爐蒸汽壓力不穩(wěn)的問(wèn)題，提出圖2-8所示的方案。理由是壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠穩(wěn)壓，蒸汽緩沖罐也有穩(wěn)壓作用，圖中方案兩者兼而有之，可以解決蒸汽穩(wěn)壓?jiǎn)栴}。安裝以后投入運(yùn)行，結(jié)果適得其反。請(qǐng)問(wèn)這個(gè)方案錯(cuò)在哪里？
答：因?yàn)檫M(jìn)氣工段的蒸汽經(jīng)截止閥以后，有一路經(jīng)過(guò)蒸汽緩沖罐進(jìn)到入爐蒸汽總管，調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作根本控制不了八爐蒸汽總管的流量 ，也就控制不了入爐蒸汽總管的壓力。
圖2-8 自動(dòng)控制系統(tǒng)
92用變送器的輸出直接控制調(diào)節(jié)閥，能否起調(diào)節(jié)作用？
這要視控制要求而定。
所謂控制，指的是把被調(diào)參數(shù)控制在某個(gè)給定值上，因此系統(tǒng)中要有調(diào)節(jié)器，使被調(diào)參數(shù)和給定值 在調(diào)節(jié)器內(nèi)進(jìn)行比較，如果兩者不等，調(diào)節(jié)器的輸出就去調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度。但若變送器直接控制調(diào)節(jié)閥，那就沒(méi)法給定，也不能按要求的控制規(guī)律去調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度，因此不能把被調(diào)參數(shù)控制在所需值上，而只能圍繞某個(gè)不可調(diào)的值上下波動(dòng)。如果變送器的量程可調(diào)，則波動(dòng)可約束在某個(gè)范圍，這對(duì)要求不高的控制系統(tǒng)，有時(shí)也能滿足要求。
93鍋爐除氧器的水溫控制，除了用溫度控制系統(tǒng)外，是否可以用其他方法控制？
除氧器里的水溫隨蒸汽的加熱變化慣性很大，這樣就給自動(dòng)控制帶來(lái)了滯后現(xiàn)象，水溫不能實(shí)現(xiàn)理想的自動(dòng)控制，使除氧效果不好，故直接影響鍋爐用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到蒸汽的壓力和溫度有一對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以采用控制除氧器里的蒸汽壓力來(lái)控制除氧器的水溫，這樣就克服了滯后現(xiàn)象，除氧后的水質(zhì)*達(dá)到了鍋爐的用水標(biāo)準(zhǔn)。
其他類似的溫度調(diào)節(jié)也可以用壓力來(lái)進(jìn)行間接控制。
94鍋爐自控風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)（圖2-9），由于暫缺風(fēng)量變送器，系統(tǒng)為開(kāi)環(huán)控制，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，試問(wèn)用何種簡(jiǎn)單方法使開(kāi)環(huán)變成閉環(huán)？
圖2-9 鍋爐自控風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)
將執(zhí)行器的位置反饋電流延伸到調(diào)節(jié)器作為調(diào)節(jié)器的電流外給定，使系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)。這樣做的好處是：由于風(fēng)量的大小與閥門的開(kāi)度有關(guān)，閉環(huán)之后，把閥門的開(kāi)度信號(hào)反饋至調(diào)節(jié)器，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高。
95控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器確定正、反作用的依據(jù)什么？單參數(shù)控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器的正反作用應(yīng)怎樣選擇？
圖2-10 控制系統(tǒng)
前一問(wèn)的依據(jù)是實(shí)現(xiàn)閉環(huán)回路的負(fù)反饋。
對(duì)后一問(wèn)先做兩條規(guī)定：
?、贇忾_(kāi)調(diào)節(jié)閥為+Ａ，氣閉調(diào)節(jié)閥為-Ａ；
?、谡{(diào)節(jié)閥開(kāi)大，被調(diào)參數(shù)上升為+Ｂ，下降為-Ｂ，則
Ａ·Ｂ＝＂+＂調(diào)節(jié)器選反作用
?。?middot;Ｂ＝＂一＂調(diào)節(jié)器選正作用
圖2-10所示被調(diào)參數(shù)是液位，閥為氣開(kāi)為+A，閥開(kāi)大，液位下隆為一B，則（+A）·（一B）=“一”，調(diào)節(jié)器選正作用。
96圖2-11例中，控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器應(yīng)該選用正作用方式，還是反作用方式？
圖2-11(a)選定調(diào)節(jié)器為正作用
圖2-11(b) 選定調(diào)節(jié)器為反作用
圖2-11(c) 選定調(diào)節(jié)器為反作用
圖2-11(d) 選定調(diào)節(jié)器為正作用
圖2-11(e) 選定調(diào)節(jié)器為反作用
圖2-11 控制系統(tǒng)
97請(qǐng)判定圖2-12所示溫度控制系統(tǒng)中，當(dāng)工況為以下情況時(shí)，調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)器選擇什么樣的作用形式。
① 當(dāng)物料為溫度過(guò)低時(shí)易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)、調(diào)節(jié)介質(zhì)為過(guò)熱蒸汽時(shí)；
②當(dāng)物料為溫度過(guò)高時(shí)易結(jié)焦或分解的介質(zhì)、調(diào)節(jié)介質(zhì)為過(guò)熱蒸汽時(shí)；
③當(dāng)物料為溫度過(guò)低時(shí)易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)、調(diào)節(jié)介質(zhì)為待加熱的軟化水時(shí)；
④當(dāng)物料為溫度過(guò)高時(shí)易結(jié)焦或分解的介質(zhì)、調(diào)節(jié)介質(zhì)為待加熱的軟化水時(shí)。
答：
①氣閉調(diào)節(jié)閥、正作用調(diào)節(jié)器；
②氣開(kāi)調(diào)節(jié)閥、反作用調(diào)節(jié)器；
③氣開(kāi)調(diào)節(jié)閥、正作用調(diào)節(jié)器；
④氣閉調(diào)節(jié)閥、反作用調(diào)節(jié)器；
98圖2-13所示為加熱爐溫度控制系統(tǒng)。根據(jù)工藝要求，出現(xiàn)故障時(shí)爐子應(yīng)當(dāng)熄火。試說(shuō)明調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣閉形式，調(diào)節(jié)器的正、反作用方式怎么選擇？并簡(jiǎn)述調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程。
故障情況下，氣源壓力為零，應(yīng)切斷燃料以確保護(hù)爐子熄火。故要求調(diào)節(jié)閥為氣開(kāi)式，氣源中時(shí)關(guān)閉。
當(dāng)爐溫增高時(shí)，要求燃料量減少，即減小調(diào)節(jié)閥開(kāi)度。由于是氣開(kāi)閥，所以要求調(diào)節(jié)器輸出減小，應(yīng)選用反作用調(diào)節(jié)器。
調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程如下：
進(jìn)料↓→溫度↑→調(diào)節(jié)器輸出↓→調(diào)節(jié)閥開(kāi)度↓→燃料量↓→爐溫↓
反之，由于各種原因引起爐溫↓→調(diào)節(jié)器輸出↑→調(diào)節(jié)閥開(kāi)度↑→燃料量↑→爐溫↑
99圖2-14(a)為一蒸汽加熱器，它的主要作用是對(duì)工藝介質(zhì)加熱，要求此介質(zhì)也口溫度恒定。
①怎樣選擇被調(diào)參數(shù)和調(diào)節(jié)參數(shù)組成調(diào)節(jié)回路（直接用圖例符號(hào)在圖上標(biāo)明即可），并畫(huà)出方塊圖？
圖2-14 蒸汽加熱器
②如何決定調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣閉形式和調(diào)節(jié)器的正、反作用？
③當(dāng)被加熱的流體為熱敏介質(zhì)時(shí)，應(yīng)選擇怎樣的調(diào)節(jié)方案為好？
答：
①選擇被調(diào)參數(shù)和調(diào)節(jié)參數(shù)如圖2-14(b)所示，方塊圖表示如圖2-14(c)所示。
②對(duì)一非熱敏介質(zhì)或易結(jié)晶介質(zhì)應(yīng)選氣閉式，調(diào)節(jié)器的作用方向應(yīng)是正作用的。
③對(duì)于熱敏介質(zhì)，為防止局部過(guò)熱而汽化，調(diào)節(jié)參數(shù)不宜為蒸汽而應(yīng)選冷凝水為好，即將調(diào)節(jié)閥裝于冷凝水管線上。
100圖2-15所示為一液面調(diào)節(jié)回路，工藝要求故障情況下送出的氣體中也不許帶有液體。怎樣選取調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)、氣閉形式和調(diào)節(jié)器的正、反作用？這一調(diào)節(jié)回路的工作過(guò)程怎樣？
因工藝要求故障情況下送出的氣體不許帶液，故當(dāng)氣源壓力為零時(shí)，閥門應(yīng)打開(kāi)，所以調(diào)節(jié)閥是氣閉式。當(dāng)液位升高時(shí)，要求調(diào)節(jié)閥開(kāi)度增大，由于所選的是氣閉調(diào)節(jié)閥，故要求調(diào)節(jié)器輸出減少，調(diào)節(jié)器是反作用。
圖2-15 液面調(diào)節(jié)回路
其工作過(guò)程如下：
液位↑→液位變送器輸出↑→調(diào)節(jié)器輸出↓→調(diào)節(jié)閥開(kāi)度↑→液體輸出↑→液位↓。
101簡(jiǎn)要說(shuō)明各類常見(jiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)怎樣？相應(yīng)如何選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性？
答案見(jiàn)表2-1.
表2-1 各類常見(jiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)
主營(yíng)產(chǎn)品；電動(dòng)二通閥、電動(dòng)三通閥、比例積分電動(dòng)兩通閥、蒸汽電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、閘閥、球閥、蝶閥、截止閥、止回閥、、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、安全閥、電磁閥、減壓閥、疏水閥、過(guò)濾器、隔膜閥、阻火器、呼吸閥、針型閥、平板閘閥、刀型閘閥、電動(dòng)閘閥、氣動(dòng)閘閥、電動(dòng)球閥、氣動(dòng)球閥、電動(dòng)蝶閥、氣動(dòng)蝶閥、電動(dòng)二通閥、高溫閥門、高溫閥門、自密封閘閥，電廠脫硫閥門，減溫減壓裝置，鋁廠閥，固定式球閥，液控蝶閥，超高溫蝶閥、工業(yè)閥門、樓宇自控閥、水力控制閥、大口徑閥門、不鏽鋼閥門等國(guó)標(biāo)、日標(biāo)、美標(biāo)的閥門。
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