4.4.4 流量控制
流量控制主要通过控制流体比值使流体的浓度稳定在某一数值,如图4-7所示。
图4-7 流量控制示意图
图4-8 开环比值控制示意图
在流量控制系统中,没有反馈的控制系统叫开环比值控制系统,有反馈的控制系统叫闭环比值控制系统。开环比值控制示意图及其系统方框示意图分别如图4-8和图4-9所示。
图4-9 开环比值控制系统方框示意图
开环比值控制系统是最简单的比值控制方案,这种方案的优点是结构简单,只需一台纯比例控制器,其比例度可以根据比值要求来设定。但是这种开环比值控制系统只能保持执行器的阀门开度与主流量Q A之间呈一定比例关系。因此,当副流量Q B因阀门两侧压力差发生变化而波动时,该系统不起到控制作用,此时就无法保证Q A与Q B的比值关系。也就是说,这种比值控制方案对Q B本身无抗干扰能力。因此,开环比值控制系统只能适用于副流量较平稳且对流量比值要求不高的场合。(https://www.daowen.com)
闭环比值控制系统又分为单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统,图4-10为单闭环比值控制系统方框示意图。单闭环比值控制系统的Q A类似于串级控制系统中的主流量,但其并没有构成闭环系统,而Q B的变化并不影响Q A。尽管它也有两个控制器,但只有一个闭合回路。这种控制方式的形式较简单,实施起来较方便,因而得到了广泛的应用,尤其适用于主物料在工艺上不允许进行控制的场合。
图4-10 单闭环比值控制系统方框示意图
图4-11 双闭环比值控制示意图
单闭环比值控制系统虽然能保持两种物料量比值一定,但由于主流量是不受控制的,当主流量变化时,总物料量就会跟着变化。双闭环比值控制系统是为了克服由于单闭环比值控制系统主流量不受控制,生产负荷(与总物料量有关)在较大范围内波动的不足而设计的,它是由在单闭环比值控制的基础上增加主流量控制回路构成的。
如图4-11和图4-12所示,当Q A变化时,一方面通过主流量控制器FIC102对它进行控制,另一方面它通过比值控制器K(可以是乘法器)乘以适当的系数后作为副流量控制器FIC101的给定值,使Q B随Q A的变化而变化。由图4-12可以看出,该系统具有两个闭合回路,分别对主、副流量进行定值控制。同时,由于比值控制器的存在,在主流量由受到干扰作用开始到重新稳定于给定值的这段时间内,副流量能跟随主流量的变化而变化。这样不仅实现了比较精确的流量比值,而且确保了两种物料总量基本不变,这是它的一个主要优点。双闭环比值控制系统的另一个优点是提降生产负荷比较方便,只要缓慢地改变主流量控制器给定值,就可以提降主流量,同时副流量也就自动跟踪提降,并保持两者比值不变。该控制系统结构比较复杂,使用的仪表较多,投资较大,系统调整比较麻烦。双闭环比值控制系统主要适用于主流量干扰频繁、工艺上不允许生产负荷有较大波动或经常需要提降生产负荷的场合。
图4-12 双闭环比值控制系统方框示意图