在流程工业,大部分的被控参数都是流量、液位、压力和温度,这四个参数。这是个事实,对这个事实的解释是观点。我讲讲我的理解。
保证稳定的物料平衡和能量平衡是流程工业的核心诉求,所以使用这四大参数也是必然选择。
流量控制。流量控制不仅可以低成本克服过程的不确定性,还通过重新定义变量,将流程这个物料平衡计算的基础,提供给工程师。从而让装置运行更稳定,而且让工程师可以忽略底层的非线性,直接用自己擅长的思维方式操作装置。
液位控制。液位控制是液位物料平衡的表现形式。如果问题的本质不是物料平衡直接使用液位控制是不合适的控制方案。由于液位的不可压缩性,液位控制这种液位物料平衡常常和流量控制组合在一起使用。当液位控制是液体物料平衡控制时,其设定值往往不关键。
压力控制。压力控制是气体物料平衡的表现形式。由于气体的可压缩性,所以在一个管线上有多个压力控制也能实现气体的物料平衡。所以液体的物料平衡往往要通过增加缓冲罐,用缓冲罐液位来指示。而气体的物料平衡,直接在管线上增加压力测量就能指示。气体压力控制不是气体流量控制而是气体物料平衡控制。尽管压力控制是气体的物料平衡,但是其设定值往往有工艺要求。
温度控制。温度控制是能量平衡的表现形式。因为能量平衡的不可或缺所以温度控制也不能缺少。能量平衡的复杂性是温度控制回路整定比较难的主要原因。有时候使用温度控制代替组分控制也是降低成本的工程方法。使用传感技术测量过程值,使用4-20mA传递信号都是对过程值的转换和处理。对已有测量进行处理获得控制回路性能的提升一直是控制方案设计的一种方法,这一点以前没有被强调。包括变量和、变量差、变量信号输出、变量软测量等等。其实对输出也看可以处理来获得控制回路性能提升。例如,补充、拆分、组合、限幅等。
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