閥門(mén)口徑的計(jì)算
在試圖通過(guò)減小過(guò)程偏差度來(lái)優(yōu)化過(guò)程性能的時(shí)候，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)閥門(mén)口徑選得太大的情況。這是由于使用與管線等徑的閥門(mén)引起的，尤其是使用大流通能力的旋轉(zhuǎn)閥、以及在過(guò)程設(shè)計(jì)的不同階段保守地加入多個(gè)安全系數(shù)。
閥門(mén)口徑選得太大會(huì)從兩個(gè)方面影響過(guò)程偏差度。*，口徑太大的閥門(mén)把太多的增益放在閥門(mén)上，而把較小的靈活性留給控制器的調(diào)整。*性能發(fā)生在大部分的回路增益由控制器提供的時(shí)候。請(qǐng)注意在圖2-5 的增益曲線里面，過(guò)程增益在低于約25%的閥門(mén)行程區(qū)域里變得非常高。如果閥門(mén)口徑太大，會(huì)使得閥門(mén)更有可能在或接近這個(gè)區(qū)域工作。這個(gè)很高的增益可能意味著控制器的增益需要減小以避免回路的不穩(wěn)定問(wèn)題。當(dāng)然，這就意味著增加過(guò)程偏差度的懲罰。
口徑太大的閥門(mén)影響過(guò)程偏差度的第二個(gè)方面是一個(gè)口徑太大的閥門(mén)有可能頻繁地在閥門(mén)的較小開(kāi)度下工作。在閥門(mén)的較小開(kāi)度處，密封摩擦力比較大，尤其是在旋轉(zhuǎn)閥里。由于一個(gè)口徑太大的閥門(mén)對(duì)于一個(gè)給定的閥門(mén)行程增量會(huì)產(chǎn)生一個(gè)不成比例地大的流量改變，這個(gè)現(xiàn)象會(huì)大大地增加由于摩擦力引起的與死區(qū)有關(guān)的過(guò)程偏差度。
不考慮它的實(shí)際固有閥門(mén)特性，一個(gè)超大口徑的閥門(mén)趨向于象快開(kāi)閥門(mén)一樣地動(dòng)作，這會(huì)在較小的開(kāi)度區(qū)域引起很高的安裝過(guò)程增益。另外，閥門(mén)口徑選得太大，閥門(mén)趨向于在相對(duì)低的行程處就達(dá)到系統(tǒng)的流通能力，使得流量曲線在較高的閥門(mén)行程處變得更加平坦。對(duì)于超過(guò)50% 的閥門(mén)行程，這個(gè)閥門(mén)對(duì)于過(guò)程控制而言已經(jīng)變得無(wú)效了，因?yàn)檫^(guò)程增益接近零，并且閥門(mén)行程的很大變化只會(huì)引起流量的微小變化。結(jié)果是在這些區(qū)域根本沒(méi)有希望取得可以接受的過(guò)程偏差度。
閥門(mén)被錯(cuò)誤地用在該應(yīng)用場(chǎng)合，因?yàn)樗羞@樣一個(gè)窄的控制范圍（約25%至45%）。這個(gè)情況是因?yàn)檫x擇了一個(gè)與管線等徑的蝶閥而引起的，主要是由于它的低成本，而且沒(méi)有考慮到調(diào)節(jié)閥（控制閥）的低劣動(dòng)態(tài)性能會(huì)犧性過(guò)程偏差度從而引起利潤(rùn)損失。
不幸的是，這種情況經(jīng)常重復(fù)。過(guò)程控制研究表明，對(duì)于某些工業(yè)，目前在過(guò)程控制回路里的大多數(shù)閥門(mén)相對(duì)于它們的應(yīng)用工況都選得太大。這可能看起來(lái)是違反直覺(jué)的。但是通常具有經(jīng)濟(jì)意義的是針對(duì)目前的工況選擇一個(gè)調(diào)節(jié)閥（控制閥），然后當(dāng)工況改變時(shí)更換這個(gè)閥門(mén)。
選擇一個(gè)閥門(mén)的時(shí)候，重要的是考慮閥門(mén)的類型、固有特性、以及可以為該應(yīng)用場(chǎng)合提供可能的zui寬的控制范圍的閥門(mén)口
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