控制阀应用中的分段控制方式

对于过程工业中的大多数控制应用，需要有多个控制阀来响应单个控制器的输出。控制阀必须按照特定控制器发出的控制指令进行配置。

控制阀被认为是分开排列或排序，并配置为遵循单个控制器的命令。

分体式控制阀采用多种顺序方式。

控制阀排序的常见方式有哪些?

在过程工业中，这涉及到一些模式的控制阀排序

1.互补的分段控制:

在一个特定控制器输出范围的互补分路测距控制模式中，两个控制阀不能同时处于单一状态。这些控制阀必须相互补充，这意味着如果一个控制阀处于开启状态，另一个必须处于关闭状态，反之亦然。

在备用情况下可以观察到这种分割范围控制，当主阀由于某些问题而停止运行时，另一个称为次级阀的阀门进行相同的操作。

在搅拌槽中，两种不同流体的混合是进行的，在这种情况下观察到一种互补的分裂范围控制。

让我们考虑一个将基料和颜料液体混合在一起形成彩色油漆的例子。

单控制器输出信号分别发送到基阀和色素阀。而色素阀为空开型。底部阀门为气闭式。

下表表示了由单个控制器输出的特定任务下的基色阀和色素阀开度之间的关系。

2.专属分档控制:

在排他性分档控制中，阀门排序的行为是对过程流体有一个“非此即彼”的节流路径。在这里，工艺流体在特定时刻只流经一个阀门，而不会同时流经两个阀门。

在这种分程控制中，当控制器的输出信号为50%时，酸阀和碱阀都保持全关闭状态。

当控制器输出信号为100%时，只有一个阀门开启，另一个阀门完全关闭。反之亦然。

让我们考虑一个中和过程的例子，在这个过程中，通过添加酸或腐蚀性的试剂，使工艺液的pH值接近中性。

独占分割范围控制的工作原理如下。

1. pH分析仪监测混合物的pH值，一个pH控制器命令两个试剂阀在需要时打开。
2. 如果混合物的pH值上升到期望的设定值以上，则控制器输出信号将增加，控制器指示酸阀打开以维持期望的pH值。在混合物中加入酸，会有降低混合物pH值的效果。
3. 如果混合物的pH值下降到期望的设定值以下，则控制器的输出信号将下降，控制器将指示苛性阀打开以维持期望的pH值。在混合物中加入碱(苛性)会有提高混合物pH值的效果。
4. 根据控制器的指示，通过关闭和打开任一阀门来维持罐内混合物的pH值。

酸阀和碱阀的工作范围如下。

1. 被称为空气开启阀的酸阀的工作范围为9到15 PSI，
2. 被称为空气到关闭阀的腐蚀性阀的工作范围为3到9 PSI。

每个控制阀的阀口与控制器输出之间的关系如下表所示。

3.渐进式分段控制:

将某种流体的流量控制的操作范围扩大到单个控制阀所能提供的范围以上。

这种控制技术使用两个阀门，一个是小酸阀，另一个是大酸阀。

当控制器产量为50%时，小酸阀逐渐打开并完全打开，在此期间，大酸阀将保持关闭状态，直到控制器产量上升到50%以上。

当控制器输出上升到50%以上时，大酸阀开始打开，当控制器输出达到100%时，小酸阀和大酸阀都完全打开。

让我们考虑一个控制输入流体pH值的例子。

当输入流体的pH值很高时，必须用适当的酸混合来中和，以将pH值控制到所需的设定点。pH分析仪AT用于测量进水的pH值。

当控制器输出增加时，小酸阀将开始逐渐打开，并在控制器输出的50%时完全打开。在此期间，大酸阀将保持关闭状态，直到控制器输出上升到50%以上。

当控制器输出达到100%时，大酸阀开启，小酸阀全关，以保证进水pH值被中和。

下表显示了控制器输出和阀门状态，用于大小酸控制阀的适当顺序

pH值是多少?

水溶液的pH值定义为其氢离子浓度的负对数。

pH = - log {H⁺｝

什么是酸、中性和碱?

• 酸:pH值在pH 0.0到pH 6.7之间的溶液
• 中性:pH值在pH 6.8 ~ pH 7.4之间的溶液
• 碱:pH值在pH 7.5到pH 14.0之间的溶液