上圖是一個(gè)經(jīng)典教材里的控制方案設(shè)計(jì)案例。最近在一個(gè)群里進(jìn)行了熱烈討論。很多討論的焦點(diǎn)都是工藝合理性和方案充分性。應(yīng)該說(shuō)這些討論的視角都是非常準(zhǔn)確的，而且更加根本。在實(shí)際控制方案設(shè)計(jì)中這些討論也是非常必要的。
作為過程控制的教材的案例，往往都是側(cè)重某一部分的練習(xí)題，肯定不是實(shí)際工藝設(shè)計(jì)。為了突出控制方案，必然要做必要的抽象和簡(jiǎn)化。如何才能從控制方案簡(jiǎn)圖中獲得教材希望傳達(dá)的信息呢？工藝流程和控制要求又是什么呢？本文講講如何理解控制簡(jiǎn)圖。
1、找到控制方案：LC分程控制、FC分程控制、V100被LC和FC超馳控制。
2、理解設(shè)計(jì)意圖：LC高于設(shè)定值V110控制液位，V100控制流量，V200全關(guān)。LC低于設(shè)定值V110全關(guān)，V100控制液位，V200控制流量。
3、確定控制要求：FC流量去下游固定，上游來(lái)料不能控制，緩沖罐能力不足需要儲(chǔ)罐緩沖。
4、發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題：分程+超馳會(huì)導(dǎo)致分程控制切換MV時(shí)有失控期。緩沖罐沒有緩沖。
5、改進(jìn)設(shè)計(jì)方案：FC用V100控制，高液位用V110控制，低液位用V200控制。三個(gè)單回路至簡(jiǎn)至優(yōu)。
很多時(shí)候，如果沒有必要的工藝需求和工藝條件的描述是很難僅僅通過簡(jiǎn)圖進(jìn)行判斷的。
我們可以試著用這個(gè)方法對(duì)上面兩個(gè)流程進(jìn)行分析：
1、找到控制方案：左邊方案兩個(gè)單回路，右邊方案一個(gè)流量分程控制。
2、理解設(shè)計(jì)意圖：左邊方案兩個(gè)流量設(shè)定值控制、右邊方案流量閥1全開先用閥2控制，閥2全開后用閥1控制。
3、確定控制要求：左邊方案總量不限獨(dú)立流量控制、右邊方案最小阻力下支路流量控制。
4、發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題：無(wú)。
5、改進(jìn)設(shè)計(jì)方案：無(wú)。
如果沒有任何說(shuō)明，都是單回路的控制簡(jiǎn)圖很難說(shuō)有什么問題，至簡(jiǎn)至優(yōu)改進(jìn)的可能較小。如果增加總量受限工藝條件則左邊方案設(shè)計(jì)不合理，如何增加流量成比例工藝要求則右邊方案設(shè)計(jì)不充分。
至簡(jiǎn)至優(yōu)的控制方案，會(huì)隨著需求、條件、約束等的改變而隨機(jī)應(yīng)變。所以增加這些關(guān)于需求、條件、約束的描述才能設(shè)計(jì)合理的控制方案。如果沒有這些信息就要從原方案里去分析。
如果超馳、分程、閥位出現(xiàn)了任意2個(gè)往往都不是控制方案都不是至簡(jiǎn)至優(yōu)。
簡(jiǎn)單的不一定對(duì)，復(fù)雜的一定不對(duì)。
案例如上所示。這個(gè)方案就是熱旁路控制溫度然后閥位控制優(yōu)化的加強(qiáng)版。這個(gè)方案中使用了交叉分程控制、大小閥、閥位控制、串級(jí)控制等各種眼花繚亂的復(fù)雜控制策略。可惜適用范圍不對(duì)，控制方案基本無(wú)效。
作者：馮少輝博士
