昨天了解了气动调节阀对象的上下行程特性不对称时造成波动的原因,今天来了解一下气动调节阀控制器的增益太大时所造成的波动。
对于一个单回路控制系统,增益太小会造成响应速度慢,余差增大,而增益太大则会造成系统等幅振荡甚至发散振荡。增益太大造成气动调节阀波动比较常见,多数情况能够在离线调校时发现,并进行相应处理。如某装置工艺冷凝液进料阀在调校过程中发现气动调节阀在10%范围内波动,对其重新初始化后仍然波动,检查组态参数发现其动态响应参数设在H,将该参数改为E后,波动消除,余差在0.2%以内。
对传统定位器控制的气动调节阀,由于控制器的增益不可调节,很少会因为增益太大造成气动调节阀的波动。在智能定位器中为了提高控制精度,提高控制的灵活性,几乎所有品牌的定位器增益都是可调的。所以,在智能定位器控制的气动调节阀中,增益太大造成的气动调节阀波动比较常见。
如某装置高压放空阀在离线校验时,动作正常,投运后开始波动,该阀用Siemens Sipart 2定位器,控制原理如图1所示。根据偏差的大小,将控制方式分为快速移动区、短步区、死区。在较大的偏差时,位于快速移动区,定位器中的压电阀打开,使阀位快速接近设定值,进入短步区;在短步区,用脉冲宽度调节的方式控制,脉冲的宽度由最小脉冲和偏差的乘积得到,短步区实际上是比例区;在短步区相当于一个纯比例控制器。
该高压放空阀在管道内没有压力的情况下,能够完成初始化,精度达到要求;由于该气动调节阀为单座阀,前后压差高达12MPa,所以不平衡力很大,而且压力波动较大,即阀投用后对以定位器为控制器的系统来说,干扰较大;向上的不平衡力使对象向上的增益和向下的增益发生改变,如果某一时间向下的扰动使定位器进入下快速移动区,而过大的增益使阀又进入上快速移动区,控制系统的衰减比太小,克服一次扰动的波动时间较长,扰动频繁造成该气动调节阀频繁波动。
解决的办法是通过HART协议的手操器改变定位器的设置,增加短步区的范围,减小最小脉宽,使控制器的增益减小,调整后在压力稳定的情况下阀位的偏差在0.2%以下,在压力波动时阀位的变化不到1%,而且很快恢复稳定。
原文来源:源丰阀业hzyffy/news_db.asp?id=565
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