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浅谈压力控制器更好的过程控制技巧的6个步骤
作者: 来源: 发布时间:2019-02-02

     我们上海远东仪表厂介绍了设计压力控制器控制策略的六个步骤。我们将提供简单的经验法则来设置级联,成分,流量,液位,pH,压力和温度控制系统。常见单元操作的示例将有助于理解所涉及的步骤。目标是为压力控制器的调整和配置设置阶段,以尽可能做到最好。

    1.为每个重要的过程和实用程序流添加流量测量,以启用用于级联控制的辅助流量控制回路。二级流动回路将压力扰动和控制阀和变速驱动器的安装特性的非线性隔离,从而控制更高级别的过程变量,例如成分和温度。通过根据工艺流程图一致地移动工厂流量,流量测量可实现流量前馈控制和改变连续单元操作生产率的可能性。流量测量还可以关闭材料和能量平衡,从而获得更好的过程知识,消除压力流关系的不确定性。控制阀和VSD通常具有比差分磁头或涡街流量计。当发生这种情况时,在信号噪声过大或涡流流量计熄灭的情况下,应根据安装的特性计算出的流量应代替测量流量。使用的压降偏差在流量计算中应自动设置,以提供从测量流量到计算流量的平滑过渡。 
    2.认识到输入确定组成,pH和温度回路响应是流量比。  绘制这些过程变量与操纵流量与进料流量的比率。对于容器和特别是反应堆温度控制,设置次级线圈或夹套温度回路以隔离公用系统非线性和来自主温度回路的干扰。设计公用设施系统以保持线圈和护套流量恒定,以防止低传热系数,结垢,高死区时间和低流量时的高过程增益。使用公用设施流和线圈或夹套流的直接混合而不是热交换,以使二次回路更快。避免线圈和护套的相位变化。使用蒸汽喷射器产生没有气泡的热水,无需在冷却水和蒸汽之间进行过渡。
    3.认识到输入确定水平和压力回路响应是进入和离开流量的流量的差异。压力控制通常需要紧密,因为压力变化转化为控制阀和VSD的流量变化,并确定与温度的平衡关系并影响传质的驱动力(例如挥发性组分的蒸发和溶解气体如氧气和碳的吸收二氧化碳)。压力也影响气体反应物的反应速率。水平控制可能需要或可能不需要紧张。对于连续反应器和结晶器中的紧密停留时间(体积/流量),可能需要严格的液位控制,其中液位设定值随生产速率而变化,以保持体积与总进料流量的比率恒定。  另一方面,许多工厂振荡可以追溯到水平控制回路,其中不需要严格的液位控制,并且液位回路过度改变向下游设备的进料。典型的例子是缓冲罐水平和馏出物液位控制器操纵馏出物流向下游用户而不是回流到塔。简单地降低电平控制器增益而不增加重置时间可能会产生缓慢的振荡。 
    4.选择受实际控制的过程变量影响最大的受控变量,通常是合成。对于蒸馏塔,该规则对应于塔板温度,其显示相关流量比的增加和减少的最大变化。对于酸或碱浓度控制,该规则转化为使用pH小于0.1的正常浓度和较高浓度的电导率。
    5.选择对受控变量产生最大影响的操纵变量。对于塔温控制,回流/进料比的变化通常比蒸汽/进料比的变化具有更大的影响。对于分离极低浓度光(低沸点)组分导致馏出物流量非常低的色谱柱,馏出物接收器水平PID控制回流,以确保液位回路可以处理所有操作条件。对于分离极低浓度(较高沸点组分)的塔,油槽液位控制器操纵再沸器蒸汽流而不是底流。不幸的是,这可能会在水平控制中引入反向响应,但如果底部流量太低而无法提供足够的肌肉来处理各种操作条件。
    6.选择受干扰影响最小的受控变量,对受控变量产生足够的影响。典型的例子是带有两个控制阀的管道的压力和流量控制。更重要的控制变量是流量,因为这最终会影响下游设备。流量回路应以最大压降操纵控制阀,以使压力扰动影响最小。这对应于最小的阀门(计数器直观),因为它可以处理最大流量。抚摸任一阀门将提供流量范围,因此在此选择由哪个阀门最小化共同干扰的影响来确定,对于流动是压力。压力控制器操纵较大的阀门。如步骤8中所述,应调节压力控制器以实现快速攻击动作,同时应调节流量控制器以实现缓慢平稳的动作。压力调节器通过提供高增益快速动作自然地做到了这一点。    我更喜欢在控制室中进行压力测量和控制,以实现可视性,可调节性和诊断,但压力控制器必须具有快速执行率和高控制器增益。

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