3个分程控制系统故障检查及维修实例

在本文结合实例介绍分程控制原理及分程控制系统故障检查及处理方法。分程控制系统的测量、控制回路与简单控制系统回路基本相同，对分程控制系统的故障判断及处理，可参照简单控制系统的方法进行。

分程控制系统就是用一台控制两台或两台以上的调节阀，每台调节阀根据工艺的要求，在调节器输出的一段信号范围内动作。分程控制按调节阀的开闭形式，分为同向和异向调节。同向调节，即随着调节阀输入信号的增加，两台调节阀都开大或关小；异向调节，即随着调节阀输入信号的增加，一台调节阀关闭，而另一台调节阀开大，或者相反。分程控制可通过调节阀、电气阀门定位器、DCS的软件来实现。

分程控制系统的测量、控制回路与简单控制系统回路基本相同，其输出也只有一路，因此，对分程控制系统的故障判断及处理，可参照简单控制系统的方法进行。

[实例1]某换热器温度分程控制投自动不稳定，且蒸汽消耗高。

控制系统如图1所示，物料从换热器底部流入，经换热后从顶部流出，物料出口温度通过控制换热器的水量来控制，生产正常时通过调节水量来控制温度，如果温度达不到要求时，可通过蒸汽加热来提升物料温度。

图1   温度分程控制及阀门分程曲线图

[故障检查]先怀疑调节器参数整定不理想，但重调参数效果仍不明显。通过学习他企业的经验，决定试改变分程曲线。
[故障处理]使分程曲线的区间大小不一样，投用后控制比较稳定，跟踪及时。
[维修小结]通过DCS组态来改变分程曲线比较容易实现。本例原来两台调节阀以调节器输出50%为分界。现在以25%为分界，使分程曲线的区间大小不一样，如图1所示，使两台调节阀的动作快慢不同，区间长的B阀动作慢，区间短的A阀动作快，既符合了工艺要求，控制效果还满意。

[实例2]某压缩机防喘振控制系统的改造。

该控制系统原来只用一个调节阀，为了适应大负荷下出现喘振后确保压缩空气紧急放空，调节阀的口径选择得较大，但在小负荷下出现喘振时放空量小，就需要将阀开得较小，形成正常时调节阀只能在小开度工作，而大阀门在小开度下工作，除调节阀的特性会发生变化外，还经常发生噪声和振荡，使控制质量降低。

图2   防喘振分程控制系统组成示意图

为解决以上矛盾，将该系统改为分程控制系统，如图2所示。A、B为两台同向动作的气关式调节阀，图中A阀在调节器输出信号为20-12mA时，由全关到全开，B阀在调节器输出信号为4-12mA时，由全关到全开，在正常情况下，当负荷小时，B阀处于全关，只通过A阀开度的变化来进行控制；当负荷大时，A阀全开仍满足不了压缩空气放空量的时候，B阀也开始打开，以补充A阀全开时放空量的不足。

[实例3]液位分程控制系统波动大。

[故障检查]观察记录曲线像锯齿形波动，调节器输出始终在45%-55%之间变化，即B调节阀始终处于开开、关关的位置，看来B调节阀选择大了。
   
[故障处理]应急处理方法：一是与工艺联系加大工艺介质的循环量，增大B阀的开度。二是用手轮关小A阀，间接增大B阀开度，使B阀脱开小开度工作状态。

[维修小结]本例由于调节阀的膜室较大，B阀接收调节器50%以上的信号后，调节阀膜室有个充气过程，出现一个死区，PI调节器在调节阀充气过程中输出已变大，待充气完之后B阀又开过头了，调节器输出又降低，低于50%以后B阀又关闭，重复以上过程，加之调节阀在低端的非线性，致使系统控制不好，记录曲线呈锯齿形波动。