控制器是選擇正作用還是反作用？

決定控制器動(dòng)作的主要因素包括：

流量控制元件的位置：需明確流量控制閥位于工藝的輸入側(cè)還是輸出側(cè)。

故障安全操作需求：工藝過(guò)程是否需要在故障情況下自動(dòng)采取安全措施。

閥門動(dòng)作類型：

ATC（Air-to-Close，氣關(guān)型）：無(wú)氣源時(shí)閥門打開，有氣源時(shí)關(guān)閉。

ATO（Air-to-Open，氣開型）：無(wú)氣源時(shí)閥門關(guān)閉，有氣源時(shí)打開。

直接作用與反向作用的定義

直接作用（正作用）控制閥回路：控制器輸出與測(cè)量值成正比。即當(dāng)過(guò)程值上升時(shí)，控制器輸出也增加；反之，過(guò)程值下降時(shí)，控制器輸出減少。

反向作用（負(fù)作用）控制閥回路：控制器輸出與測(cè)量值成反比。即當(dāng)過(guò)程值上升時(shí)，控制器輸出減少；反之，過(guò)程值下降時(shí)，控制器輸出增加。

控制器的最小輸出與故障安全動(dòng)作

控制器的最小輸出應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)所需的故障安全動(dòng)作，以確保系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)能自動(dòng)進(jìn)入安全狀態(tài)。

實(shí)例說(shuō)明：

例如，在蒸餾塔中設(shè)有兩個(gè)控制器：

回流控制器為反向作用，其控制閥為ATC - FO（空-空關(guān)閉、故障打開），用于確保在失去氣源時(shí)閥門打開，防止過(guò)壓。

凈頂控制器為直接作用，其控制閥為ATO - FC（空-空關(guān)閉、故障關(guān)閉），用于確保在失去氣源時(shí)閥門關(guān)閉，避免物料泄漏。

控制閥回路的基本構(gòu)成要素

一個(gè)典型的控制閥回路包含以下幾個(gè)基本組件：

控制參數(shù)：如流量、壓力等工藝參數(shù)。

過(guò)程控制器：負(fù)責(zé)啟動(dòng)控制閥的動(dòng)作。

閥門定位器：作為最基礎(chǔ)且必要的組件，用于精確調(diào)整閥門位置。

控制閥：執(zhí)行實(shí)際的流量或壓力調(diào)節(jié)。

控制閥回路的運(yùn)行模式

控制閥回路有兩種主要運(yùn)行模式： 

直接作用回路：控制器輸出隨過(guò)程變量增加而增加，適用于需要在PV高于設(shè)定點(diǎn)時(shí)增大輸出的情況。

反向作用回路：控制器輸出隨過(guò)程變量增加而減少，適用于需要在PV高于設(shè)定點(diǎn)時(shí)減小輸出的情況。

直接作用式控制閥回路的操作機(jī)制

控制器動(dòng)作：

隨著過(guò)程變量或參數(shù)測(cè)量值的增加，控制器輸出信號(hào)相應(yīng)增加；反之，過(guò)程變量減少時(shí)，控制器輸出也減少。

閥門定位器動(dòng)作：

控制器輸出信號(hào)增加時(shí)，閥門定位器的氣壓或輸出負(fù)載也隨之增加；反之，控制器輸出減少時(shí)，閥門定位器的氣壓或輸出負(fù)載也減少。

控制閥動(dòng)作：

當(dāng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的負(fù)載或氣壓增加時(shí)，對(duì)于ATC - FO類型的閥門，閥芯會(huì)向關(guān)閉位置移動(dòng)；而對(duì)于ATO - FC類型的閥門，則會(huì)向開啟方向移動(dòng)。

反向作用控制閥回路的操作機(jī)制

控制器動(dòng)作：

當(dāng)過(guò)程變量或參數(shù)測(cè)量值增加時(shí)，控制器輸出信號(hào)按比例減少；反之，過(guò)程變量減少時(shí)，控制器輸出增加。

閥門定位器動(dòng)作：

控制器輸出信號(hào)增加時(shí)，閥門定位器的氣壓或輸出負(fù)荷隨之減小；反之，控制器輸出減少時(shí)，閥門定位器的氣壓或輸出負(fù)荷增加。

控制閥動(dòng)作：

當(dāng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的負(fù)載或氣壓增加時(shí)，對(duì)于ATO - FC類型的閥門，閥芯會(huì)向關(guān)閉位置移動(dòng)；而對(duì)于ATC - FO類型的閥門，則會(huì)向開啟方向移動(dòng)。

應(yīng)用實(shí)例

考慮一個(gè)流量控制閥安裝在工藝輸入端的情況，使用ATC控制閥來(lái)調(diào)節(jié)流量，油箱液位作為過(guò)程變量。如果油箱液位升至設(shè)定點(diǎn)以上，為了修正誤差，控制器輸出必須增加以關(guān)閉閥門，因此在這種情況下，控制器應(yīng)選擇直接動(dòng)作。相反，如果使用的流量控制閥是ATO而非ATC，則控制器應(yīng)選擇反向動(dòng)作。

直接作用推動(dòng)閥桿閥門：當(dāng)施加的氣動(dòng)壓力增加時(shí)，閥桿被向下推，使閥門關(guān)閉。

反向作用推動(dòng)閥桿閥門：當(dāng)施加的氣動(dòng)壓力增加時(shí)，閥桿被抬起，使閥門打開。

故障安全模式

氣動(dòng)閥或彈簧閥的故障安全模式取決于執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體的設(shè)計(jì)。例如，氣動(dòng)閥可能設(shè)計(jì)為在失去氣源時(shí)自動(dòng)打開或關(guān)閉，以確保系統(tǒng)的安全性。

控制器動(dòng)作的選擇及其對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的影響。正確配置控制器動(dòng)作不僅有助于優(yōu)化工藝流程，還能提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。