§4 分程控制原理 简单控制系统，一个控制器的输出只控制一个执行器或控制阀，如图9－17所示 如果一个控制器的输出同时送给两个控制阀，可以构成如图9－18所示的分程控制系统这两个阀门并联使用，都是气开阀两个阀门在控制信号的不同区间从全开到全关，走完整个行程 图9－17 采用一个控制阀特性示意图 一、分程控制原理 简单控制系统，一个控制器的输出只控制一个执行器或控制阀，如图9－17所示 如果一个控制器的输出同时送给两个控制阀，可以构成如图9－18所示的分程控制系统这两个阀门并联使用，都是气开阀两个阀门在控制信号的不同区间从全开到全关，走完整个行程 图9－18 分程控制系统示意图（上：方框图；下：工作特性） 由于阀门有气开和气关两种特性，因此两个阀门就有四种组合特性如图9－19所示a）和（b）表示阀门同方向运动，（c）和（d）表示两个阀门作用方向相反虽然分程控制可以是两个以上阀门共同控制，但一般采用的是两个阀门分程 图9－19 两个阀门的分程控制特性 二、分程控制的应用1、提高阀的可调比 设控制阀可控制最小流量为Qmin，可控制最大流量为Qmax，定义可调比或可调范围 R=Qmax/Qmin 多数国产阀门的可调比等于30，在有些场合不能满足要求，希望提高可调比，适应负荷的大范围变化，改善控制品质，这就可以采用分程控制。
以图9－19（a）中的气开阀为例进行分析，设可控制的最大流量为200，R＝30，可控制的最小流量为200/30＝6.67 采用分程控制后，两只阀门工作于不同的控制信号区间对于这两只阀门并联而成的起分程控制作用的整体来说：可控制最小流量可控制最大流量 则有可调比由此可见，可调比增加了一倍如果A阀的Qmax，Qmax,则可调比增加的更多 2、交替使用不同的工作方式 工业生产过程中，有时需要使用不同的控制方式，如图9－20所示的例子 封氮：有些油品储罐的顶部需要填充氮气，以隔绝油品与空气中氧气的作用 储罐顶部充满氮气，保持微正压随着液位变化，顶部压力会变化u液位升高，压力增加u液位下降，压力下降压力增加多或下降多都是不允许的 图9－20 储罐氮封分程控制方案及特性图 阀门A：气关，阀门B：气开反作用控制器 2、交替使用不同的工作方式 工业生产过程中，有时需要使用不同的控制方式，如图9－20所示的例子 封氮：有些油品储罐的顶部需要填充氮气，以隔绝油品与空气中氧气的作用 储罐顶部充满氮气，保持微正压。
随着液位变化，顶部压力会变化u液位升高，压力增加u液位下降，压力下降压力增加多或下降多都是不允许的 图9－20 储罐氮封分程控制方案及特性图 阀门A：气关，阀门B：气开反作用控制器 封氮分程控制过程：u液位上升时，阀门B关闭，阀门A打开，排出氮气维持压力不变u液位下降时，阀门B打开，阀门A关闭，补充氮气维持压力不变u液位在小范围波动时，压力也在小范围波动，控制系统不动作，即不补充也不排出氮气，称为安全区间可以避免阀门频繁动作，保持系统稳定 3、满足生产过程不同阶段需要 对于放热化学反应过程，在反应的初始阶段，需要对物料加热，以启动反应过程；由于是放热反应，反应器中的热量在不断累积，所以需要补偿的热量在逐步减小，当放出的热量超过反应过程需要的热量后，不仅不能再补充热量，反而需要冷却反应器，以移走反应过程产生的多余热量 对这类过程，可以采用如图9－21所示的分程控制 图9－21 间歇反应器温度分程控制系统反作用控制器 图9－22 间歇反应器温度分程控制系统方框图控制器是反作用阀门A：气关；阀门B：气开对象1：反作用；对象2：正作用控制系统在任一阀门工作时都是负反馈。
图9－21 间歇反应器温度分程控制系统反作用控制器 图9－22 间歇反应器温度分程控制系统方框图控制器是反作用阀门A：气关；阀门B：气开对象1：反作用；对象2：正作用控制系统在任一阀门工作时都是负反馈。