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阀门过程控制系统相关先容

发表时间:2018-04-18 12:06:01

  一、概述

 
  过程控制系统是对工业生产中的过程变量进行控制的系统,通常也简称为控制回路。任何工厂的生产过程都是由成百上千多种多样的控制回路组成,所有这些控制回路被连接成为控制网络,使工厂生产出可供销售的产品。
 
  二、控制回路的构成:
 
  每一个控制回路通常都是由检测、控制、实行三个环节与被控制对象构成。控制回路里除控制器之外,所有元件的组合称作过程。而这些元件或这些元件的组合体就称为过程元件。
 
  三、被控制对象:
 
  被控制对象通常是指生产用的工艺设备及被控介质。工艺设备指的是生产设备,如压力容器、热交换器、鍋炉、反应罐、泵和管道等等。被控介质通常指的是生产用的物料,如气体、液体、及化学混合物等等。工艺设备及其被控介质的组合体统称为被控制对象。
 
  四、过程变量:
 
  过程变量通常是指工业生产中最主要的热工量:温度、压力、流量,也包括如液位、料位等。在工业生产过程中,通常是以过程变量来标示被控制对象的特性或是特征。它们是工业生产过程中需要控制的最重要的工艺参数。
 
  五、控制回路的作用:
 
  每一个控制回路都要经过精心设计,以保证最重要过程变量,如温度、压力、流量、液位等工艺参数不超出要求的工作范围,从而达到确保最终产品的质量。
 
  在工业生产过程中,每一个回路都会接受从内部产生的扰动,如负荷的变化,例如产量的波动,原料及中间产品数量和质量的变化等等,同时控制网络里的其它回路之间的相互作用,也会对本回路的过程变量产生影响,如外部干扰,它们对过程变量会产生决定性的影响。过程控制回路的作用:就是尽量减少这些扰动或者干扰对过程变量产生的影响,在扰动或干扰发生后回到它的设定点,恢复到它的正常工作范围内。设定点:一个代表被控制的过程变量的给定值。
 
  六、控制回路的类型:
 
  控制回路分为闭环控制回路和开环控制回路两大类。
 
  闭环回路:过程控制回路中一种过程元件的相互连接方式:有关过程变量的信息被连续不断地反馈给控制器的设定点,以连续地、自动地纠正过程变量。
 
  开环回路:过程控制回路中的过程元件的相互连接被中断,过程变量的信息不再反馈给控制器的设定点,对过程变量的纠正不再进行。如把控制器设置在手动操作状态,这样闭环回路就被切换成了开环回路。
 
  七、检测环节:
 
  控制回路的检测环节主要包括传感器和变送器,是用来收集关于过程变量及其与要求的设定点之间的关系信息。
 
  传感器是测量过程变量值并提供一个相应的输出信号给变送器的装置。传感器可以是变送器的集成部件,也可以是一个单独的元件。
 
  变送器是测量过程变量值,并提供一个相应的输出信号给控制器,以跟设定点进行比较的装置。
 
  八、控制环节:
 
  主要包括控制器或称调节器。它一种通过使用某些既定的运算来调节控制过程变量的自动操作的装置。控制器接受关于过程变量状态的输入信息,经处理后提供一个相应的输出信号给终端控制元件。控制器是用来处理这些检测信息,并决定怎样做,即选择什么样的控制策略,才能使得过程变量在扰动或干扰发生后回到它的设定点,恢复到它的正常工作范围内。在所有的测量、比较和计算工作完成后,最终提供一个对应所选控制策略的输出信号给过程控制回路所配备的某种类型终端控制元件。
 
  九、终端控制元件:
 
  终端控制元件最常用的就是控制阀也称为电动调节阀。它是实行由控制器的输出决定的控制策略的装置。除了最常用的电动调节阀之外,终端控制元件可以是一个变速驱动的泵,一个两位式控制装置或是切换装置等。
 
  电动调节阀或控制阀:在工业生产过程控制系统中,用来控制介质,如气体、液体或化学混合物等,以补偿负载扰动或者干扰,使得被控制的过程变量尽可能地靠近设定点,工作在要求的范围内。
 
  电动调节阀作为重点将在后面章节详细先容。
 


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