阀门控制是选择正作用还是反作用？

阀门控制是选择正作用还是反作用？

决定控制器动作的主要因素包括：

流量控制元件的位置：需明确流量控制阀位于工艺的输入侧还是输出侧。

故障安全操作需求：工艺过程是否需要在故障情况下自动采取安全措施。

1.阀门动作类型：

ATC（Air-to-Close，气关型）：无气源时阀门打开，有气源时关闭。

ATO（Air-to-Open，气开型）：无气源时阀门关闭，有气源时打开。

2.直接作用与反向作用的定义

直接作用（正作用）控制阀回路：控制器输出与测量值成正比。即当过程值上升时，控制器输出也增加；反之，过程值下降时，控制器输出减少。

反向作用（负作用）控制阀回路：控制器输出与测量值成反比。即当过程值上升时，控制器输出减少；反之，过程值下降时，控制器输出增加。

3.控制器的最小输出与故障安全动作

控制器的最小输出应当能够实现所需的故障安全动作，以确保系统在出现故障时能自动进入安全状态。

实例说明：

例如，在蒸馏塔中设有两个控制器：

回流控制器为反向作用，其控制阀为ATC-FO（空-空关闭、故障打开），用于确保在失去气源时阀门打开，防止过压。

净顶控制器为直接作用，其控制阀为ATO-FC（空-空关闭、故障关闭），用于确保在失去气源时阀门关闭，避免物料泄漏。

4.控制阀回路的基本构成要素

一个典型的控制阀回路包含以下几个基本组件：

控制参数：如流量、压力等工艺参数。

过程控制器：负责启动控制阀的动作。

阀门定位器：作为最基础且必要的组件，用于精确调整阀门位置。

控制阀：执行实际的流量或压力调节。

5.控制阀回路的运行模式

控制阀回路有两种主要运行模式：

直接作用回路：控制器输出随过程变量增加而增加，适用于需要在PV高于设定点时增大输出的情况。

反向作用回路：控制器输出随过程变量增加而减少，适用于需要在PV高于设定点时减小输出的情况。

6.直接作用式控制阀回路的操作机制

控制器动作：

随着过程变量或参数测量值的增加，控制器输出信号相应增加；反之，过程变量减少时，控制器输出也减少。

阀门定位器动作：

控制器输出信号增加时，阀门定位器的气压或输出负载也随之增加；反之，控制器输出减少时，阀门定位器的气压或输出负载也减少。

控制阀动作：

当阀门执行机构上的负载或气压增加时，对于ATC-FO类型的阀门，阀芯会向关闭位置移动；而对于ATO-FC类型的阀门，则会向开启方向移动。

7.反向作用控制阀回路的操作机制

控制器动作：

当过程变量或参数测量值增加时，控制器输出信号按比例减少；反之，过程变量减少时，控制器输出增加。

阀门定位器动作：

控制器输出信号增加时，阀门定位器的气压或输出负荷随之减小；反之，控制器输出减少时，阀门定位器的气压或输出负荷增加。

控制阀动作：

当阀门执行机构上的负载或气压增加时，对于ATO-FC类型的阀门，阀芯会向关闭位置移动；而对于ATC-FO类型的阀门，则会向开启方向移动。

8.应用实例

考虑一个流量控制阀安装在工艺输入端的情况，使用ATC控制阀来调节流量，油箱液位作为过程变量。如果油箱液位升至设定点以上，为了修正误差，控制器输出必须增加以关闭阀门，因此在这种情况下，控制器应选择直接动作。相反，如果使用的流量控制阀是ATO而非ATC，则控制器应选择反向动作。

直接作用推动阀杆阀门

直接作用推动阀杆阀门：当施加的气动压力增加时，阀杆被向下推，使阀门关闭。

反向作用推动阀杆阀门：当施加的气动压力增加时，阀杆被抬起，使阀门打开。

9.故障安全模式

气动阀或弹簧阀的故障安全模式取决于执行机构和阀体的设计。例如，气动阀可能设计为在失去气源时自动打开或关闭，以确保系统的安全性。

控制器动作的选择及其对整个控制系统的影响。正确配置控制器动作不仅有助于优化工艺流程，还能提高系统的可靠性和安全性。