用YS-1700可编程调节器实现软分程控制

韩有林,段群智,阮志安,谢波

（云南昆钢动力能源分公司,云南昆明650302）

用YS-1700可编程调节器实现软分程控制

韩有林,段群智,阮志安,谢波

（云南昆钢动力能源分公司,云南昆明650302）

在生产过程中，有时将一个调节器的输出全程分割成若干个信号段控制几个阀门。分程控制建立在工艺参数变化相对不大的基础之上。而生产的过程实际上是一个随机变化的过程，当工艺状况改变时，就必须对分程点进行现场整定。从实用的角度出发，采用2台YS-1700可编程调节器进行软分程控制，分程点由运行人员根据工艺状况自行整定，彻底解决了高炉煤气放散系统压力大幅波动时的控制问题，满足了特殊情况下的控制要求。

软分程;控制;可编程调节器

1 引言

昆钢动力能源分公司高炉煤气放散系统原采用单台调节器单管控制进行放散控制，控制效果在工况变化不大时能够正常运行，但在高炉煤气管网压力波动较大时，特别是轧材系统等煤气用户出现不规则无规律生产时，高炉管网压力往往在短时间内产生6 kPa范围的波动，此时，运行人员只能将控制系统切换为手动控制，根据高炉煤气管网的压力波动情况来进行手动操作，若操作人员操作不当，将产生管网压力剧烈波动带来的安全问题。

2 软分程控制的特点

如图1，软分程控制的实质是采用调节器1的操作输出MV1作为调节器2的PV值，这就决定了调节器2所控制的调节阀2的起始动作位置即分程控制点；而调节器1所控制的调节阀1除了可以全程动作外，也可用软件HLM对其操作输出进行限幅，限幅点可以与分程点重合，也可以不重合，能够适应各种不同生产工艺的特殊要求，避免了因重复调整电——气阀门定位器造成的非线性误差和生产工艺介质参数跃变造成的控制系统振荡，既保留了传统单台调节器分程控制方式调节阀的可调比，又实现了分程点的自由整定。

图1双调节器分程控制原理图

同时，分程后控制阀的可调范围比单个控制阀得到了提高，见图2。

图2控制阀分程动作（同向）

3 双调节器软分程控制系统品质指标要求

调节器1和调节器2均采用PI控制规律，其输入X与输出Y之间遵循以下算式

k——比列系数

Ti——积分时间

对应阶跃扰动作用下的响应曲线如图3。

图3PI控制规律对阶跃A扰动作用的响应曲线

在昆钢高炉煤气放散控制系统改造试验中发现，出现4：1衰减比时的δS值为30%，TS值为1.5 min，根据经验公式求得对应δ值和Ti值分别为

δ=1.2δS=1.2×30%=36%

Ti=0.5TS=0.5×1.5=0.75 min

因此，将调节器比例带δ设置为36%，积分时间T设置为1.5 min，控制系统调节效果即满足要求。

4 分程控制系统应用中注意的问题

在压力分程控制系统中，根据使用不同性能的控制阀，就有不同的控制效果。选择控制阀一般要注意以下几个问题：

(1)控制阀的泄漏量问题。特别是大阀、小阀并联分程控制时，大阀的泄漏量要小，否则小阀将不能充分发挥作用。

(2)控制阀流量特性的选择除考虑对象特性外，更要注意在分程点处控制阀的放大系数可能出现突变，这在大阀、小阀并联分程控制时更需考虑。如果两个控制阀都是使用线性特性，这个问题最严重，见图4。因此，一般分程控制系统中选用对数控制阀效果最好（参见图5），分程信号重叠一小段成为过渡过程，改善了控制效果。

（3）理论上，由于控制阀的控制通道特性不同，极少数情况可能引起广义对象特性的改变，因此，在双控制器的分程控制中，控制参数的整定在以控制器1为主的整定后，还须兼顾控制器2的参数整定。从实验情况看，控制器1参数整定后，控制器2的参数不需随时整定，仅考虑控制器1就可达到控制要求。不同控制阀特性情况的分程控制阀门特性。

图4线性阀分程控制特性

图5对数阀分程控制特性

5 结束语

双控制器分程控制方式是一种全新的控制方式，它兼顾了控制阀的不同性能特性，特别在分程点的整定方面体现出了传统单控制器分程控制方式无可比拟的优越性，在昆钢高炉煤气梯级自动放散系统应用中取得了成功，并以“高炉煤气梯级放散装置”的名义取得国家实用新型技术专利，在实际自动控制中具有普遍意义。

[1]厉玉鸣主编.化工仪表及自动化(第四版)[M].北京∶化学工业出版社.2010年5月.

[2]栾秀春主编.流体控制工程(第一版)[M].北京∶国防工业出版社.2010年1月.

作者简历：韩有林（1960-），男，大学本科学历，仪器仪表高级工程师，现从事自动化仪表及自动控制技术工作。

To Achieve Soft Split-range Control Using YS-1700 Programmable Adjustor

HAN Youlin,DUAN Qunzhi,Ruan Zhian,XIE Bo
(The Power and Energy Co.of Yunnan Kunming Iron and Steel Co.,Ltd.,Kunming,Yunnan 650302,China)

In the process of production,sometimes a full output range is split into a number of signal segments to control several valves.Split-range control is based on relatively little variation of process parameters,while production process actually changes randomly and the split points must be set up on site according to changing process condition.Starting with a practical viewpoint,two YS-1700 programmable controllers were used for soft split-range control with the split points being set up by operators according to process conditions, completely solving the problem of sharp pressure fluctuations in the blast furnace gas release system and meeting the control requirements for special circumstances.

soft split-range;control;programmable controller

TP311.5

B

1006-6764（2014）05-0079-02

2014-01-10