曲成鑫纪 纲

    (1. 中国石化集团上海工程有限公司，上海 200120；2. 上海自动化仪表有限公司，上海 200233)

    批量控制中出现的流量问题及解决实例

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    (1. 中国石化集团上海工程有限公司，上海 200120；2. 上海自动化仪表有限公司，上海 200233)

    批量控制在各种生产领域中广泛应用，对批量控制中常出现的流量问题进行分析，并提出解决办法。

    批量控制；定量装车；两段式阀；止回阀

    批量控制广泛应用于石化、化工、制药等领域，许多生产过程需要进行批量控制，比如：定量装车系统和某些化工反应设备的批量装料等。批量控制的过程是对生产装置的产品出料或者反应原料进料的流量，进行精确的计量和一些相对简单的逻辑控制。随着仪表测量技术和计算机技术的不断发展，使得批量控制过程的精度不断提高。本文将批量控制中常出现的一些流量控制问题进行分析及提出相应的解决办法。

    1 批量发料中出现流量超量现象

    1.1 进料产生超量的原因

    流量批量发料控制中出现超量现象是普遍存在的问题。所谓超量就是在控制过程中，当发料总量到达预定值，批量控制器立即发出指令，关断控制阀，但由于滞后和控制阀动作时间的影响，仍有一定数量的物料流到接收方，以致最终发料总量会比预定值稍多。

    引起超量现象的原因主要是执行器的滞后。超量值约为滞后时间τ与瞬时流量qv的乘积τ?qv，其中，滞后时间为从系统发出关阀指令到切断阀关死之间的全部时间，即包括继电器的动作滞后和切断阀的动作滞后，其性质属纯滞后。具体滞后时间主要取决于阀门的型号及通径，小通径电磁阀的滞后时间约为数十毫秒，通径越大，滞后时间越长。

    1.2 进料产生过量解决方法

    1.2.1 设置提前量

    动作滞后引起的误差可从控制器的累积值显示中准确地读出。修正这一误差最简单的方法是在控制器“提前量”窗口设置一个提前量Qf，即在实发流量Q比预定发料量Qs小Qf(即Q = Qs-Qf)时，CPU就发出指令，关闭切断阀[1,2]。

    反复测定数次，得到滞后时间平均值 ，置入仪表，就可长时期使用。

    1.2.2 将单阀控制改为大小阀并联控制

    从上面的分析可知，过量的数值与关阀之前的瞬时流量值成正比，根据这一原理，人们设计出用大小两台阀并联控制的方案。两台阀分别有两个提前量设定窗口，就是当大阀提前量到达时，先将大阀关闭，由小阀继续发料，当小阀提前量到达时，再完全停止发料。

    小阀的流通能力与大阀的流通能力之比K ......