Multi-Variables Control

选择控制 | Selection Control

又叫约束控制、超驰控制 (对极限的控制)

目标: 为实现软保护而设计

核心点: 一个操作变量MV, 两个及以上的被控变量CV. 一个是常规CV, 要精确控制, 剩余的是辅助CV, 要控制在一定范围内以确保安全。

高低选择器

根据超限时，阀门输入值的变化来确定。

防积分饱和

总有一台处于开环状态。

我们选择 限幅法、外反馈法、积分切除法 中的 外反馈法 (RFB)。

应用

(i) 被控变量的测量值的选择

• 固定床反应器的热点温度，有多个测量点，选择高者

• 两台成分分析仪表，选择两者测量者的高者作为反馈

(ii) 变结构控制

分程控制 | Split-range Control

一个控制器输出信号，控制多个阀门，不同的信号区间，对映不同的阀门被控制。不会同时控制多个阀门

核心点: 一个被控变量CV, 两个及以上操作变量MV。

双控制阀的分程组合

• 连续分程

• 间隙分程: 有死区，控制器没有控制任何一个阀门

• 重叠分程: 有重叠区，控制器同时控制两个阀门；100%重叠区，叫做两个阀的并联。

实现

使用比值器+负荷分配器

目的

• 扩大控制阀的可调范围

涉及到一个增益突变问题。需要换算。根据图像的起点、终点，根据分程纵坐标 \(Q_{Amax}\) 求取直线对应点的横坐标。

• 满足操作工艺的特殊要求 (气开、气关组合)

间歇放热反应器: 考虑初态信号、终态信号。两者增益不同，造成非线性，如果冷却部分增益是加热部分的 \(1/3\)，则可以增加冷却部分的斜率。

储氮分程控制。为避免两阀门频繁开闭，在中间设置一个间歇区 (死区)。

阀位控制 | Valve Control

也是多个操纵变量，一个被控变量。

主要是要考虑两个阀门地位的不均等。既考虑经济性、合理性 (一个操纵变量)，又考虑快速性和有效性 (另一个操纵变量)。

• 主回路选择: 选择控制品质好的，动态效果好的阀门作为主回路控制器的输出控制阀。设定值是温度指标。

• 阀位控制器: 选择合理、经济的阀作为阀位控制器的控制阀。让主回路的阀门的开度成为阀位控制器的被控变量 (要作为测量变送输入), 设定值是主回路阀门的设定值，一般比较小，以实现经济性。通过阀位控制器的参数整定，用宽比例度和大的积分时间，实现缓慢的控制。

Review of the above control strategy

控制方式	选择控制	分程控制	阀位控制
被控变量CV (测量变送的变量)	\(\geq 2\)	\(1\)	\(1\)
操纵变量MV (阀门个数)	\(1\)	\(\geq 2\) 地位等价	\(\geq 2\) 地位不等价