如何实现分程调节

分程调节阀工作原理A control valve is a kind of device used to regulate the flow of fluid in a system. It is an essential component in many industrial applications, including oil and gas, chemical processing, and power generation. 分程调节阀是一种用于调节系统中流体流动的设备。

它在许多工业应用中是一个必不可少的组件，包括石油和天然气、化工加工和发电等领域。

The working principle of a control valve involves the interaction between the valve and the flow of fluid. When the flow needs to be increased or decreased, the valve will adjust its position, allowing more or less fluid to pass through. 分程调节阀的工作原理涉及阀门与流体流动之间的相互作用。

当需要增加或减少流量时，阀门将调整其位置，允许更多或更少的流体通过。

There are different types of control valves, including globe valves, butterfly valves, ball valves, and diaphragm valves. Each type has its unique design and operating principle, but they all serve the same purpose of regulating the flow of fluid in a system. 分程调节阀分为不同种类，包括截止阀、蝶阀、球阀和隔膜阀。

分程控制系统如何采用阀门定位器实现硬分程？气动调节阀以20kPa-100kPa的气压信号为输入控制信号，阀门定位器作为气动调节阀的主要辅助工具，对调节阀的定位也起着决定性作用，它与气动调节阀配套使用，可满足生产过程中控制系统对阀门提出的各种特殊要求。

分程控制中借助附设在每台调节阀上的阀门定位器，将PID调节器输出分成几段信号区间，不同区段内的电流变化分别通过阀门定位器去带动各个调节阀做全行程动作，称为“硬分程”。

如何采用阀门定位器实现硬分程由于气动调节阀有气开和气关两种特性，因此在分程控制系统中两个阀门就有四种组合特性。

如图1~图4所示。

图1和图2表示阀门同方向运动，图3和图4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1图2图3图4如图3所示分程控制曲线图，一个PID调节器的输出同时控制两个工作范围不同的气动调节阀。

通过阀门定位器或电-气阀门定位器来实现硬分程。

A阀为气开阀，在PID调节器的输出信号为0-50%，即4-12mA时，做全行程动作。

通过对调节阀与阀门定位器的联校，使A阀从全闭到全开动作，当输入电流为12mA时，A阀达时到全开状态。

B阀也为气开阀，在PID调节器的输出信号50%-100%，即12-20mA时，做全行程动作。

改变B阀电-气阀门定位器的正反作用方式，使得B阀作反向阀使用。

通过对调节阀与阀门定位器的联校，使B阀从全开到全闭动作，当输入电流为12mA时达到全开，20mA时阀达到全闭。

硬分程存在的问题1、两个气动调节阀串联在同一回路中，一旦中间线路出故障，或一个气动调节阀进行检修，另个气动调节阀也将不能工作。

因而，不能手动控制单个气动调节阀，操作起来很不方便。

2、分程控制的实现是通过调整阀门定位器的反馈杠杆，来改变阀门定位器的量程范围从而实现分程。

在实际应用中，现场需要根据分程控制曲线，对每段输出信号，进行调节阀调校，工作起来既繁琐又费时，而求维修也较为不便。

2.5 分程控制系统2.5.1 分程控制系统的基本概念1．分程调节系统一般来说，一台调节器的输出仅操纵一只调节阀，若一只调节器去控制两个以上的阀并且是按输出信号的不同区间去操作不同的阀门，这种控制方式习惯上称为分程控制。

图2.5-1表示了分程控制系统的简图。

图中表示一台调节器去操纵两只调节阀，实施（动作过程）是借助调节阀上的阀门定位器对信号的转换功能。

例如图中的A、B两阀，要求A阀在调节器输出信号压力为0.02～0.06MPa变化时，作阀得全行程动作，则要求附在A阀上的阀门定位器，对输入信号0.02～0.06MPa时，相应输出为0.02～0.1MPa，而B阀上的阀门定位器，应调整成在输入信号为0.06～0.1 图2.5-1 分程控制系统示意图MPa时，相应输出为0.02～0.1MPa。

按照这些条件，当调节器（包括电/气转换器）输出信号小于0.06MPa时A阀动作，B阀不动；当输出信号大于0.06MPa时，而B阀动作，A阀已动至极限；由此实现分程控制过程。

分程控制系统中，阀的开闭形式，可分同向和异向两种，见图2.5-2和图2.5-3。

图2.5-2 调节阀分程动作（同向）图2.5-3 调节阀分程动作（异向）一般调节阀分程动作采用同向规律的是为了满足工艺上扩大可调比的要求；反向规律的选择是为了满足工艺的特殊要求。

2．分程控制系统的应用1）为扩大调节阀的可调范围。

调节阀有一个重要指标，即阀的可调范围R 。

它是一项静态指标，表明调节阀执行规定特性（线性特性或等百分比特性）运行的有效范围。

可调范围可用下式表示：min maxC C R = （2.5-1）式中 max C ——阀的最大流通能力，流量单位。

min C ——阀的最小流通能力，流量单位。

国产柱塞型阀固有可调范围R =30，所以max min %30C C =。

须指出阀的最小流通能力不等于阀关闭时的泄漏量。

一般柱塞型阀的泄漏量S C 仅为最大流通能力的0.1～0.01%。

2.5 分程控制系统2.5.1 分程控制系统的基本概念1．分程调节系统一般来说，一台调节器的输出仅操纵一只调节阀，若一只调节器去控制两个以上的阀并且是按输出信号的不同区间去操作不同的阀门，这种控制方式习惯上称为分程控制。

图2.5-1表示了分程控制系统的简图。

图中表示一台调节器去操纵两只调节阀，实施（动作过程）是借助调节阀上的阀门定位器对信号的转换功能。

例如图中的A、B两阀，要求A阀在调节器输出信号压力为0.02～0.06MPa变化时，作阀得全行程动作，则要求附在A阀上的阀门定位器，对输入信号0.02～0.06MPa时，相应输出为0.02～0.1MPa，而B阀上的阀门定位器，应调整成在输入信号为0.06～0.1 图2.5-1 分程控制系统示意图MPa时，相应输出为0.02～0.1MPa。

按照这些条件，当调节器（包括电/气转换器）输出信号小于0.06MPa时A阀动作，B阀不动；当输出信号大于0.06MPa时，而B阀动作，A阀已动至极限；由此实现分程控制过程。

分程控制系统中，阀的开闭形式，可分同向和异向两种，见图2.5-2和图2.5-3。

图2.5-2 调节阀分程动作（同向）图2.5-3 调节阀分程动作（异向）一般调节阀分程动作采用同向规律的是为了满足工艺上扩大可调比的要求；反向规律的选择是为了满足工艺的特殊要求。

2．分程控制系统的应用1）为扩大调节阀的可调范围。

调节阀有一个重要指标，即阀的可调范围R 。

它是一项静态指标，表明调节阀执行规定特性（线性特性或等百分比特性）运行的有效范围。

可调范围可用下式表示：min maxC C R = （2.5-1）式中 max C ——阀的最大流通能力，流量单位。

min C ——阀的最小流通能力，流量单位。

国产柱塞型阀固有可调范围R =30，所以max min %30C C =。

须指出阀的最小流通能力不等于阀关闭时的泄漏量。

一般柱塞型阀的泄漏量S C 仅为最大流通能力的0.1～0.01%。

分程调节系统的类型及其设计作者：王翊 北京石油化工设计院摘要：本文从分程控制系统的定义，类型及其应用方面详细阐述了分程调节系统的类型及其设计。

本文还通过引入广义对象的概念阐述了关于分程调节系统设计当中的正反作用选择问题。

还阐述了关于分程控制系统设计的几个需要注意的问题。

Abstract: Detail description about the type and design of xxx control system in aspect of the system definition, type and application in the article. Also discussed the positive/negative action about xxx regulator via induced the concept about widely object.一、概念所谓分程控制就是一台控制器去操纵两个或两个以上的阀门，并且是按输出信号的不同区间操作不同阀门。

这种控制方式习惯上称为分程控制。

二、分程控制常用的几种方式1．利用软件进行分程操作 (二只阀门按0～50％、50％～100％进行分程)通过计算机软件编程的方式进行分程调节，计算公式如下所示。

比如PID 输出为u （t ）（0～100％）无因次化后对应：第一只阀门()⎩⎨⎧⨯=%1002)(1t u t u %)100~%50(%)50~0(第二只阀门()()[]⎩⎨⎧⨯-=25.002t u t u %)100~%50(%)50~0(2．利用配电器等进行分程操作通过配电器对4~20mA 信号分区间，来调节两个分程调节阀。

原理与第一种类似只不过是通过电子元器件进行分程操作。

通过阀门定位器对接收到的气动信号进行按比例分程，可实现分程控制。

其原理通过气动元件进行分程。

1、同向分程：同时采用气开或者气关阀门，通过不同的信号区间控制不同的阀门实现分程控制。

仪表分程控制讲解仪表分程控制是一种自动控制方法，用于通过自动调整仪表测量范围和精度来确保测量结果的准确性和可靠性。

它的原理是根据被测量对象的变化范围和精度要求，通过自动选择不同的仪表量程和测量方式，使得仪表在相关范围内具有最佳的测量性能。

仪表分程控制一般适用于实时监测和自动控制系统中的仪表、测量仪器等设备。

仪表分程控制的主要目的是实现仪表测量的最佳性能，其具体实现方式通常包括以下几个步骤：1.测量对象参数获取：首先需要获取被测对象的参数，包括变化范围、精度要求等，这些参数将作为后续控制策略的输入。

2.仪表自动选择：根据被测对象的参数，控制系统自动选择适合的仪表量程和测量方式。

通常情况下，仪表具有多个量程可选，通过仪表分程控制，可以根据实际需求选择最佳的量程。

3.自动切换操作：一旦确定了仪表的量程和测量方式，系统将自动进行切换操作。

这通常涉及到切换仪表的量程和调整仪表的内部参数，以满足被测对象的变化。

4.数据处理：分程控制的结果是仪表的测量结果，这些结果需要经过一定的处理才能得到最终的测量结果。

数据处理通常包括对测量结果的滤波、校准和修正等操作。

仪表分程控制的优势主要体现在以下几个方面：1.提高测量精度：通过自动选择合适的仪表量程和测量方式，可以保证仪表在被测量对象的实际变化范围内工作，从而最大程度地提高测量精度。

2.提高系统可靠性：分程控制可以自动适应被测对象的变化，避免了因为量程不合适导致的测量错误或故障。

3.降低测量成本：通过分程控制，可以选择更小的仪表量程，从而节省了系统投资和维护成本。

4.提高测量效率：分程控制可以根据不同的测量范围自动调整仪表参数，提高测量速度和稳定性，从而提高测量效率。

总之，仪表分程控制是一种重要的自动控制策略，它通过自动选择仪表的量程和测量方式，确保仪表在被测对象的变化范围内具有最佳的测量性能。

在实时监测和自动控制系统中，仪表分程控制具有重要的应用价值，可以提高测量精度和系统可靠性，降低测量成本，提高测量效率。

分程控制原理及应用分程控制原理是指计算机系统在执行程序时，将程序分成若干个独立的子任务，在每个子任务的执行过程中，通过切换上下文的方式来实现多任务的并发执行。

分程控制可以实现同一时间处理多个任务，提高计算机系统的处理能力和效率。

分程控制的基本原理是程序的分段和分调度。

首先，将程序分段，将任务划分成若干个较小的子任务，每个子任务都拥有自己的程序段和数据段。

然后，通过分时调度算法，将这些子任务按照一定的时间片轮转方式分配给CPU进行执行。

当一个子任务的时间片用完后，系统会把CPU的控制权切换到下一个子任务上，以保证每个子任务都能有机会被执行。

分程控制应用广泛，主要有以下几个方面：1. 多任务操作系统：分程控制是实现多任务操作系统的基础。

多任务操作系统可以在同一时间内处理多个任务，提高系统的利用率。

通过分程控制，操作系统可以将任务划分成多个子任务，实现任务的并发执行。

2. 用户界面交互：分程控制可以使用户界面交互更加流畅。

例如，在一个图形界面操作系统中，鼠标的移动、键盘的输入、应用程序的响应等都是由不同的子任务来完成的。

分程控制可以使这些任务并发执行，减少用户等待时间，提高用户体验。

3. 服务器负载均衡：在分布式环境下，服务器负载均衡是一种常见的应用场景。

通过将任务划分成多个子任务，并将这些子任务分配给多台服务器进行处理，可以实现服务器间的负载均衡。

这样可以避免某台服务器过载，提高整个系统的性能。

4. 并发编程：在并发编程中，可以通过分程控制来实现多线程或多进程的并发执行。

通过将任务划分成多个子任务，并并发地执行这些子任务，可以利用多核处理器的优势，提高程序的执行效率。

总结起来，分程控制原理通过将程序分段、分时轮转调度等方式，实现了多任务的并发执行。

它广泛应用于多任务操作系统、用户界面交互、服务器负载均衡和并发编程等领域，提高了系统的处理能力和效率，同时也改善了用户体验。

分程控制是计算机系统设计和并发编程的重要概念，对于提高系统性能和开发并发程序具有重要意义。