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补充:单回路控制系统设计相关问题 (一)控制阀的选择： 1、类型：气动、电动 2、结构型式和材质： 根据工艺介质的性质和工艺要求选择。 3、气开、气关型式的选择： 从生产安全的角度考虑，保证设备和操作人员的安全。 4、流量特性的选择： （1）根据对象特性，确定工作流量特性； （2）根据配管情况，确定理想流量特性； 5、口径的计算 补充题：下图为一密闭容器，要求容器内压力不能过高，试选择各控制阀的气开、气关型式。 要求容器内压力不能过高，失气时进口阀1处于“关”位置安全，故进口阀1选气开阀； 要求容器内压力不能过高，失气时出口阀2处于“开”位置安全，故出口阀2选气关阀。 调节阀气开、气关形式的选择主要是考虑工艺过程的安全要求，即当过程控制系统发生故障，如气源中断、控制器或调节阀损坏时，调节阀应处于什么状态才是安全的。 在选择调节阀气开、气关形式时，应考虑以下情况： 考虑事故状态时调节阀所处的状态不致影响人身、工艺设备的安全。 考虑事故状态下减少经济损失，保证产品质量。 考虑介质的性质，防止事故状态下物料结晶、凝固和堵塞给重新开工带来麻烦，甚至损坏设备。 通常，选择调节阀气开、气关形式的原则是不使物料进入或流出设备或装置。 下面是几个常用选择规则： 进入设备或装置的原料或热源应切断，因此，选择进料阀为气开阀。 设备或装置的出料应切断，因此，选择出料阀为气开阀。 特殊场合，不应使高温高压物流切断或放空，因此，选择保位阀。 示例一 锅炉供水调节阀一般采用气关式，一旦事故发生，可保证事故状态下调节阀处于全开位置，使锅炉不致因水中断而烧干，甚至引起爆炸危险。 示例二 进加热炉的燃料气或燃料油的调节阀应采用气开式，一旦事故发生，调节阀处于全关状态，切断进炉燃料，避免炉温继续升高，烧坏炉管，造成设备事故。 示例三 精馏塔的进料调节阀一般选用气开式，这样，在事故状态下调节阀关闭，停止进料，以减少原料损耗； 而回流量调节阀一般选用气关式，在事故状态下使调节阀全开，保证回流量，以防止不合格产品的蒸出。 示例四 易结晶、易凝固物料的加热装置，蒸汽流量调节阀需选用气关式。一旦事故发生，使其处于全开状态，保证有一定的温度，以防止物料结晶、凝固和堵塞。 （二）控制器正反作用的确定： 控制器有正作用和反作用两种方式，其确定原则是使整个控制系统构成负反馈系统。 根据负反馈准则，要求控制系统开环总静态放大系数为正。 简单控制系统由被控过程、检测变送装置、控制阀和控制器组成，要构成负反馈，则要求KoKmKvKc＞0。 各环节正、反作用的确定 组成控制系统的各环节静态放大系数的正负由该环节输入输出之间的关系确定。 当环节的输入增大（或减小）时，其输出也增大（或减小），则该环节为正作用，它的静态放大系数为正。 当环节的输入增大（或减小）时，输出减小（或增大），则该环节为反作用，它的静态放大系数为负。 各环节正、反作用的确定 开环总静态放大系数是各组成环节的放大系数之积。因而，控制器正、反作用的确定与被控过程、检测变送装置、控制阀的作用方式有关。 各环节正、反作用的确定 被控过程的正、反作用 当被控过程的输入增大（或减小）时，其输出亦增大（或减小），此时称此被控过程为正作用。正作用过程的静态放大系数Ko＞0。 当被控过程的输入增大（或减小）时，其输出减小（或增大），此时称此被控过程反作用。反作用过程的静态放大系数Ko＜0。 注意：被控过程的输入是指操纵变量，即通过控制阀的物料或能源的流量，输出是被控变量。 被控过程的正、反作用 各环节正、反作用的确定 控制阀的正、反作用 气开式调节阀的输入信号增大（或减小）时，其开度增大（或减小），调节阀的物料或能源的流量（控制参数）也增大（或减小），因此气开式调节阀为正作用，静态放大系数Kv＞0。 气关式调节阀的输入信号增大（或减小）时，其开度减小（或增大），调节阀的物料或能源的流量（控制参数）也减小（或增大），因此气关式调节阀为反作用，静态放大系数Kv＜0。 各环节正、反作用的确定 检测变送装置的正、反作用 检测变送装置的输入是被控变量，输出是测量值。 大多数检测变送装置的输入增大（或减小）时，其输出亦增大（或减小），故为正作用，静态放大系数Km＞0。 但也有例外的，差压变送器检测变送液位如图所示连接时，若不作零点迁移，则为反作用，静态放大系数Km＜0。 各环节正、反作用的确定 控制器的正、反作用 调节器的正、反作用是这样规定的： 当系统的测量值增加（或减小）时，控制器的输出亦增加（或减小），称为正作用控制器。 当系统的测量值增加（或减小）时，控制器的输出减小（或增大），称为反作用控制器。 各环节正、反作用的确定 调节器实际上包含了比较环节和控制环节。 控制环节的真正输入是偏差（e=r-y），输出是