
调节器的正负作用解析
当过程值(PV)大于设定值(SV)时,如果需要开大调节阀(MV),则为正作用;反之,如果需要关小调节阀,则为反作用。
这些判断是基于对阀门特性的假设,例如气开阀或电开阀默认为正作用。
调节器的正负作用可以通过被控对象和负反馈来判断:
1. 当PV大于SV,且MV需开大时,被控对象表现为负特性,此时调节器为正作用,构成负反馈。
2. 当PV大于SV,而MV需关小时,被控对象表现为正特性,调节器为负作用,同样构成负反馈。
实际上,调节器的正负作用设置原理通常遵循PID控制的闭环回路负反馈原则。
关于现场检测仪表,一般默认其为正作用,不考虑其正负特性。气动调节阀门的正负特性则由阀门和执行机构的特性共同决定。
阀门的正负作用取决于输入信号与输出气压的关系:当输入信号为4mA时,输出气压最小;当输入信号为20mA时,输出气压最大,此时为正作用;反之则为反作用。理论上,智能电气阀门可以校准为正作用或反作用。但在回路分析中,主要根据阀门特性来判断其正负作用。阀门的选择应考虑到实践执行的角度,除非有特别的要求,否则一般默认为正作用。
执行机构的正负作用则需要考虑气源压力变化时阀门的动作方向:气源压力由小变大时,阀门由关到开为正作用;反之则为反作用。气开、电开为正作用;气关、电关为负作用。
被控对象的正负作用则取决于阀门增大时,被控对象的反应:如果被控对象也增加,则为正作用;反之则为反作用。
简化后的判断方法:在DCS单回路中,被控对象调节器调节阀=负反馈;在DCS串级回路中,副控对象调节器调节阀(主回路中被控对象副控对象调节器)=负反馈。
备注:调节阀的特性一般由工艺和安全因素预先确定,如气开(FC)和气关(FO)。被控对象的特性则由工艺决定。例如,在加热工艺中,如果测量值大于设定值需要关小阀门,则被控对象为正作用;而在冷却工艺中,如果测量值大于设定值需要开大阀门,则被控对象为反作用。
