在一些应用中过程的控制在本地执行而不需要大规模分布式控制系统 (DCS) 或可编程逻辑控制器 (PLC)

日期:2021-7-31 11:03:38 / 人气:

在一些应用中,过程的控制在本地执行,而不需要大规模分布式控制系统 (DCS) 或可编程逻辑控制器 (PLC)。本地控制器用于测量过程条件,例如压力、 温度或液位,并直接将气动输出压力驱动到控制电动阀门。 本地控制器的输入通常是压力、差压, 温度或液位。过程测量转换为梁 - 挡板组件运动,并且该运动与输入元件相 关。输入元件可以是波登管、波纹管组件、液位浮子组件或温度灯泡。

安装在安全阀的 SIS 数字式阀门控制器

输入元件通过连接杆连接到过程指针 (设定点调整)和挡板。随着过程输入的增加(在正作用控制器中),挡板向喷嘴移动,这限制了通过喷嘴的流量并增加了喷嘴压力。发生这种情况时,放大器动作会增加电动执行机构的输出压力, 从而调节控制阀。接着输出压力反馈到比例波纹管。比例波纹管的作用抵消了由过程输入变化引起的挡板运动。然后它将挡板移离喷嘴,直到控制器达到平衡点。设定点调整改变了喷嘴和挡板的接近度,过程输入的变化也是如此。

安装在控制阀的气动控制器

然而,当设定点改变时,喷嘴相对于挡板移动。 比例带调节旋钮将喷嘴定位在挡板上。 增加或加宽比例带将喷嘴移向发生更少挡板运动的位置,从而降低控制器的增益。减小或缩窄比例带将喷嘴移向发生更多挡板运动的位置,从而增加增益。 通过转动比例带调节旋钮将控制器动作从正向变为反向,将喷嘴定位到挡板上的一个点,在这点上,挡板运动的方向与输入运动的方向相反。当控制器处于反作用模式时,过程输入的增加导致执行机构的输出压力降低。供应压力通过放大器中的固定孔,并通过喷嘴排出。 喷嘴压力作用在大型放大器膜片上,并调节小型放大器膜片上的负载压力。

气动控制器原理图

具有比例加复位操作的控制器类似于只有比例作用的控制器,两者的区别在于前者的输出压力反馈到复位和比例波纹管。在操作中,比例加复位控制器最小化过程温度和设定点之间的偏移。 具有比例加复位加速率的控制器具有速率阀和可调节限制,后者可短暂维持控制器增益,以加速慢速系统的校正动作 。速率操作将增益减少延迟足够长的时间以使得系统响应变化,但又不会使系统变得不稳定。

气动控制器原理图

然后,由比例动作提供的低增益使系统保持稳定。 最后,复位动作缓慢增加增益并使过程返回到设定点。 防复位饱和可减少由于设定点的大偏差或长时间偏差造成的过程输入的过冲。 可以调整此选项以在增加或减少输出压力的情况下运行。当比例波纹管压力和复位波纹管压力之间的差值达到预定值时,差动安全阀开始工作。