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2 0 1 4 年第5 期 总 第 1 7 1期 冶 金 动 力 ME T A I I ．U R G I C A L P O WE R 7 9 用 Y S 一 1 7 0 0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6 5 0 3 0 2 【 摘要】 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Y S 一 1 7 0 0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。 【 关键词】 软分程； 控制； 可编程调节器 【 中图分类号】T P 3 1 1 ． 5 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 6 6 7 6 4 2 0 1 4 0 5 0 0 7 9 0 2 To Ac h i e v e So f t S pl i t -r a ng e Co nt r o l Us i ng YS-1 7 0 0 Pr o g r a mm a bl e Adi u s t o r H A N Y o u l i n ，D U A N Q u n z h i ，R u a n Z h i a n ， X I E B o ／ h e P o w e r a n d E n e r g y C o ． o f Y u n n a n K u n m i n g I r o n a n d S t e e l C o ． ， L t d ． ， K u n m i n g , Y u n n a n 6 5 0 3 0 2 ， C h i n a 【 a b s t r a c t ] I n t h e p r o c e s s o f p r o d u c t i o n ，s o m e t i m e s a f u l l o u t p u t r a n g e is s p l i t i n to a n u mb e r o f s i g n a l s e g me n t s t o c o n t r o l s e v e r a l V alv e s ．S p l i t r a n g e c o n t r o l i s b a s e d o n r e l a t i v e l y l i t t l e v a r i a t i o n o f p r o c e s s p a r a me t e r s ，w h i l e p r o d u c t i o n p r o c e s s a c t u all y c h a n g e s r a n d o ml y a n d the s p l i t p o i n t s mu s t b e s e t u p o n s i t e a c c o r d i n g t o c h a n g i n g p r o c e s s c o n d i t i o n ．S t a r t i n g w i t h a p r a c t i c a l v i e wp o i n t ，t wo YS- 1 7 0 0 p r o g r a mma b l e c o n t r o l l e r s w e r e u s e d f o r s o f t s p l i t r a n g e c o n t r o l wi t h t h e s p l i t p o i n t s b e i n g s e t u p b y o p e r a t o r s a c c o r d i n g t o p r o c e s s c o n d i t i o n s ， c o mp l e t e l y s o l v i ng t h e p r o b l e m o f s h a r p p r e s s u r e flu c t u a t i o n s i n t he b l a s t f u r n a c e g a s r e l e a s e s y s t e m a n d me e t i n g t h e c o n t r o l r e q u i r e me n t s f o r s p e c i al c i r c u ms t a n c e s ． 【 K e y w o r d s ] s o f t s p l i t - r a n g e ； c o n t r o l ； p r o gr a m m abl e c o n t r o l l e r 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 k P a 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 M V 1 作为调节器 2的 P V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 H L M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 8 0 冶 金 动 力 ME TA LL UR GI C AL P WER 2 0 1 4 年第 5 期 总 第 1 7 1期 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 l 和调节器 2均采用 P I 控制规律 ， 其输 入 x与输出 Y之间遵循以下算式 1 ， y Ij} I d t 】 1 』 i Jj} 比列系数 积分时间 对应阶跃扰动作用下的响应曲线如 图 3 。 Y O 图 3 P l 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 值为 3 0 ％， T s 值为 1 ． 5 m i n ， 根据经验公式求得对应 值和 值分别为 6 1 ． 2 6 s 1 ． 2 x 3 0 ％ 3 6 ％ 0 ． 5 T s 0 ． 5 x 1 ． 5 0 ． 7 5 mi n 因此， 将调节器比例带 设置为 3 6 ％， 积分时间 设置为 1 ． 5 mi n ， 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。 1 0 0 0 4 0 图 4 线性阀分程控制特性 1 0 0 0 1 0 0 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。 【 参 考 文 献】 [ 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． 2 0 1 0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． 2 0 1 0 年 1 月． 收 稿 日期 2 0 1 4 0 1 1 0 作者简历 韩有林 1 9 6 0 一 ， 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
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