1.分程信号的确定

在分程控制系统中，控制器输出信号的分段是由生产工艺要求决定的。控制器输出信号需要分成几段，哪个区间段控制哪个阀完全取决于生产工艺的要求。

2.对调节阀泄漏量的要求

泄漏量即为阀门完全关闭时的物料流量。在分程控制系统中，应尽量使两个调节阀都无泄漏量。特别在大阀与小阀并联分程使用时，如果大阀的泄漏量过大，小阀将不能正常发挥其控制作用，甚至不起控制作用。

3.利用阀门定位器实现信号分程

仪表厂家生产的调节阀，接受的控制信号范围一般都为0.02～0.1 MPa，自身没有信号分程能力。此时，可利用阀门定位器，通过调整阀门定位器的0点和范围来实现信号分程。对采用数字控制系统的分程控制，如果有多个D/A通道，可以用计算的方法，将控制器输出分为多个工作范围，通过程序判断输入范围，输出到各自的调节阀进行控制。

4.分程信号的衔接

2个阀并联分程时，实际上就是将2个阀当作1个阀来使用，这时存在由一个阀向另一个阀平滑过渡的问题。例如，使用2个线性阀进行并联分程，小阀流通能力C1＝4，大阀流通能力C2＝100，若按控制信号P的范围对称分程，则分程信号范围：小阀为0.02～006 MPa，大阀为0.06～0.1 MPa。2个阀的合成流量特性如图9-26中实线所示。由于小阀和大阀流量特性的增益不同，大阀的增益是小阀增益的24倍，致使两阀在衔接处有突变现象，形成一折点，这对控制品质带来不利影响。要克服这种现象，维持全行程的增益恒定，只有令小阀分程信号的范围为0.02～0.023 2 MPa，动作范围为0%～4%；大阀分程信号的范围为0.023 2～0.1 MPa，动作范围为4%～100%，大小阀衔接处才没有折点，如图9-26中虚线所示。但这样的分程信号范围太悬殊，几乎和不分程一样。因此，将线性阀用于这种两阀增益差别过大的分程控制，对控制品质是不利的，只有当两个调节阀的流通能力很接近时，采用线性阀作为分程控制使用才比较合适。

图9-26　线性阀分程特性

如果使用2个对数流量特性的阀（简称对数阀）进行并联分程，效果要比2个线性阀分程好得多。例如，小阀和大阀的流通能力分别为C1＝4和C2＝100，它们的分程信号范围仍是小阀为0.02～0.06 MPa，大阀为0.06～0.1 MPa，其合成流量特性如图9-27所示。

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图9-27　对数阀分程特性

（a）直角坐标平面；（b）半对数坐标平面

但是，从图9-27可以看出，在2个阀的衔接处仍不平滑，还存在一定的突变现象。此时，可采用部分分程信号重叠的办法加以解决。例如，小阀和大阀的流通能力分别为C1＝4和C2＝100，可调范围分别为R1＝25和R2＝30，则它们的最小流通能力分别为C1min＝0.16和C2min＝3.33。具体步骤如下。

（1）如图9-28所示，在以控制信号为横坐标，流通能力C的对数值为纵坐标的坐标系中，找出0.02 MPa对应小阀的最小流通能力点D和0.1 MPa对应大阀的最大流通能力点A，连接AD即为对数阀的分程流量特性。

图9-28　确定重叠分程信号图

（2）在纵坐标上找出小阀的最大流通能力（C1＝4）　点B′和大阀的最小流通能力（C2min＝3.33）点C′。

（3）过B′、C′点作水平线与直线AD交于点B、C。

（4）　找出点B、C在横轴的对应坐标值0.065 MPa和0.055 MPa。

由此可以得到分程信号范围：小阀为0.02～0.065 MPa，大阀为0.055～0.1 MPa。这样，分程控制时不等到大阀全关，小阀已开始关小；不等到小阀全开，大阀已开始打开，从而使两阀在衔接处平滑过渡。利用这种重叠信号可以弥补2个调节阀在衔接处流量特性的突变现象，使控制品质得以改善。信号重叠部分的多少，取决于2个阀C值的差，其差越大则信号重叠部分越多。由于对数阀合成的流量特性比线性阀效果好，一般都采用2个对数阀并联分程。如果系统要求合成阀的流量特性为线性，则可以通过添加其他非线性补偿环节的方法，将合成的对数特性校正为线性特性。

分程控制系统属于单回路控制系统。因此，其控制器的选型和参数整定方法与一般单回路控制系统相同。但是，与单回路控制系统相比，分程控制系统的主要特点是分程且阀多。所以，在分程控制系统中，当2个调节阀分别控制2个串级变量时，这2个调节阀所对应的控制通道特性可能差异很大。这时必须注意，控制器的参数整定需要选取一组合适的控制器参数来兼顾两种情况。

另外，在分程控制系统中，除不要把控制器的设定值设在2个分程调节阀的交接处，以免引起2个阀门频繁动作降低阀门寿命外，还要注意调节阀的泄漏问题。特别是大阀与小阀并联分程时，大阀的泄漏量要小，否则小阀不能充分发挥作用，流量的可调范围仍然没有很好地被扩大。