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氣動薄膜調(diào)節(jié)閥應用分程控制在生產(chǎn)過程中的應用淺析
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥應用分程控制在生產(chǎn)過程中的應用淺析
分程控制是當下工業(yè)生產(chǎn)過程中較為常見的一種控制模式，其憑借自身豐富且先進的控制功能得以廣泛應用，并成為工業(yè)生產(chǎn)自動控制的主流，其中在石油化工生產(chǎn)中應用最為廣泛，但在具體實踐中，其應用還存在些許的局限性，亟待完善，因此必須加大研究和實踐力度，使其得到不斷的改進和優(yōu)化，從而更好的服務于工業(yè)生產(chǎn)，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。
1 分程控制概述
早在20世紀70年代，分程控制系統(tǒng)就嶄露頭角，為工業(yè)生產(chǎn)帶來了發(fā)展機遇和契機，而且隨著時代的發(fā)展和科技的進步，該系統(tǒng)逐步完善、成熟，無形中改變著傳統(tǒng)的控制模式，已在生產(chǎn)過程中得以廣泛應用，發(fā)揮效用。在生產(chǎn)過程中，為了滿足具有特殊要求的工藝操作，或者進一步擴大杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍，通常會借助分程控制實現(xiàn)上述要求，其工作原理如下：在分程控制系統(tǒng)中，模擬儀表是其重要構(gòu)成，經(jīng)由控制器輸出的信號會在杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥閥門定位器的作用下以范圍段的形式被分解，此時每個范圍段的信號都可以控制一個杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥，如此一來，控制器就可以同時控制兩個及其以上的杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥，大大改善了控制效果。
通常，分程控制系統(tǒng)的實現(xiàn)主要包括硬分程和軟分程兩種類型。其中在硬分程控制系統(tǒng)中，閥門定位器的作用是決定性的，即控制器中輸出的信號在定位器的作用下實現(xiàn)對杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥全程動作的調(diào)節(jié)，但該種模式具有一定的局限性，因2個杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥處于同一回路中，且是串聯(lián)狀態(tài)，一旦其中一個杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障，就會影響整個系統(tǒng)控制，而且維修麻煩，人為誤操作風險較大；而軟分程則不同，其可以利用軟件系統(tǒng)很容易的實現(xiàn)杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的正反作用，而且應用的是兩個回路，對杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的操作可以分路進行，彼此之間不會相互影響，只要根據(jù)工藝需求或者是杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍設定相應的操作程序即可，因此其分程控制相對便捷、高效，也易于維護。
2 分程控制在生產(chǎn)過程中的應用分析
2.1 用于滿足特殊生產(chǎn)工藝的要求
滿足生產(chǎn)過程中的特殊工藝操作要求是分程控制系統(tǒng)應有的基本目的之一，如丁苯聚合反應主要涉及加熱升溫、恒溫控制以及回收控制三大階段，若在其生產(chǎn)過程中不能合理、有效的控制蒸汽、熱量、溫度等因素，不僅會影響生產(chǎn)質(zhì)量，甚至會引發(fā)爆炸事故，因此可借助完善的分程控制系統(tǒng)避免上述不良情況，在這里著重講解分程控制方式在丁苯聚合反應恒溫控制環(huán)節(jié)的應用。
一需要完成分程控制回路，由于DeltaV系統(tǒng)不僅可以根據(jù)用戶的具體需求集成等級模塊不同的控制系統(tǒng)，且模塊可分離和調(diào)試，便于擴展和維護，還可以提供包括分程、串級等復雜的標準模塊，因此可在DeltaV系統(tǒng)的輔助下，便捷的實現(xiàn)分程調(diào)節(jié)，即轉(zhuǎn)化PID的輸出結(jié)果得到OUT1和2，然后利用兩個AO模塊控制2臺杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥。
二需要實現(xiàn)分程控制曲線，在分程控制過程中，PID模塊會在AI的作用下讀入模擬信號用于確定PV值，而系統(tǒng)中的SP值一般固定不變，但因其與PV往往出現(xiàn)差值，因此可將經(jīng)由PID計算的OUT值輸入分程控制模塊中，然后分2路輸出在不同范圍內(nèi)變化的OUT值，最后在AO模塊的作用下實現(xiàn)對2臺杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的控制。其中在聚合反應初期，反應釜內(nèi)的溫度相對較低，由于所獲取的測量信號低于事先設定的數(shù)值，所以此時由TC的OUT值最小，蒸汽閥處于全開狀態(tài)，冷水閥處于全關狀態(tài)；當TC輸出的OUT值等于50時，蒸汽閥會由全開過渡為全閉；隨著聚合反應過程中生成的熱量致使釜內(nèi)溫度高于預設值時，則會出現(xiàn)PV＞SP的情況，此時的TC的OUT值會逐漸超過50，從而促使冷水閥逐漸打開用于降低釜內(nèi)溫度，直至使其回歸設定值。
顯而易見，分程控制系統(tǒng)可有效滿足生產(chǎn)過程中特殊的工藝操作要求，而且DeltaV系統(tǒng)的應用將2臺杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥分別設置在不同的回路中，以此避免因一個杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥或者一個線路出現(xiàn)故障而影響其他裝置的風險，同時分程控制模塊的參數(shù)應用方便，杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥閥門定位器也便于調(diào)校和維修，值得在生產(chǎn)過程中推廣。
2.2 用于擴大控制控制閥的可調(diào)范圍
擴大控制閥以及系統(tǒng)的可調(diào)范圍是分程控制系統(tǒng)的另一重要功能，在實際生產(chǎn)中通常并聯(lián)使用兩個大小杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥，就是在流量較大時采用大閥，在流量較小時采用小閥，該種分程控制方式常見于蒸汽減壓系統(tǒng)中，具體而言是在負荷較小的情況下，由小閥負責主要控制作用，關閉大閥；若負荷較大，即使小閥處于全開狀態(tài)，也難以滿足蒸汽量的實際需求，因此可打開大閥，補充蒸汽量。
在此以脫丙烷塔生產(chǎn)過程為例，其屬于加壓生產(chǎn)類型，操作的常規(guī)壓力為0.75（單位為MPa），在工藝要求方面除了需要穩(wěn)定壓力外，還應冷凝蒸氣，以免因冷凝器中出現(xiàn)不凝氣體積聚造成壓力升高，此時無論冷劑量多大都無法消除影響，只能對其進行火炬燃燒操作，因此通常利用塔頂壓力分程控制系統(tǒng)達到上述目的，其工作原理如下。
通過在冷劑丙烯的蒸發(fā)管道中安裝杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥1，在回流罐排放不凝氣體管道上安裝杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥2，若控制器輸出的信號為0.06～0.10，此時閥1處于開啟狀態(tài)，閥2處于關閉狀態(tài)，而用于維持塔頂?shù)膲毫Φ氖倾瞿髦羞M入的冷劑量；若塔頂積聚了大量的不凝氣體，閥1則無法加以調(diào)節(jié)，致使壓力持續(xù)增大，控制器所輸出的信號值會逐漸下降，當其處于0.06以下時，閥2會由關閉轉(zhuǎn)為開啟，部分不凝氣體會被火炬燒掉，從而有效冷凝蒸氣，促使塔頂壓力回歸定值。即控制器輸出的信號值由0.06上升為0.10時，閥1由完全開啟轉(zhuǎn)向完全關閉，而信號值由0.02上升為0.06時，閥2由完全開啟轉(zhuǎn)向完全關閉�？梢姡殖炭刂葡到y(tǒng)可有效擴大杭州海沃氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍，從而改善系統(tǒng)控制效果。
2.3 新型分程控制系統(tǒng)的應用
基于CS3000的分程控制系統(tǒng)具有多功能的信號分離模塊，而且操作環(huán)境相對開放，既可以妥善解決常規(guī)分程控制系統(tǒng)存在的缺陷，也能夠生成新型、高效的分程控制模式，是當下分程控制系統(tǒng)的發(fā)展潮流代表之一，其主要由工程師站、現(xiàn)場控制站、操作站、通信網(wǎng)絡、門單元、總線轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成，與傳統(tǒng)的分程控制系統(tǒng)相比，其輸出信號被轉(zhuǎn)化為范圍分段的過程是軟件組態(tài)作用下完成的，而且在經(jīng)過信號分離模塊之后會被分為兩路，不僅可被分別送至AO單元然后輸出，且其每路信號范圍均被擴大到0%～100%，而傳統(tǒng)模式的信號范圍分別為0%～50%和50%～100%；同時軟件組態(tài)功能的應用為參數(shù)設定和修改提供了便捷，控制效果也更加可靠、準確，而傳統(tǒng)模式中需要調(diào)試參數(shù)時必須在現(xiàn)場實施，其效果既不準確，也不穩(wěn)定；此外在信號分離模塊方面，其不僅具有強大的計算功能，可方便計算和分配控制器所輸出的信號，還可以信號為工具實現(xiàn)開關自動切換效果，在多種應用場合中都較為實用。
雖然當下分程控制系統(tǒng)取得了長足發(fā)展，技術更為先進，效果也更為顯著，為工業(yè)生產(chǎn)作出了不容忽視的貢獻，但在具體實踐中還存在些許不足，還需要不斷的加以完善，而且隨著科技的不斷創(chuàng)新，分程控制系統(tǒng)必然會突飛猛進的發(fā)展，其應用前景也會更加廣闊。
3 結(jié)語
總而言之，分程控制系統(tǒng)是當下工業(yè)生產(chǎn)過程中的主流控制模式，其不僅可以滿足具有特殊要求的工藝操作，也可擴大控制閥的可調(diào)范圍，對于改善生產(chǎn)控制效果具有重要意義，因此必須強化研究和創(chuàng)新，促進分程控制系統(tǒng)更完善、更高效，從而提高工業(yè)生產(chǎn)水平，推動經(jīng)濟發(fā)展。
