死区是一种常见现象,指的是当输入信号改变方向时,不能使得被测过程变量产生变化的控制器输出值的范围或宽度。当一个负载扰动发生时,过程变量会偏离设定点。这个偏差会通过控制器产生一个纠正性动作,并回复到过程中。然而,控制器输出的一个初始变化可能不会产生一个相应的过程变量的纠正性的改变。只有当控制器的输出变化量大得足以克服死区的改变时,一个相应的过程变量的改变才会发生。
如果控制器输出改变方向,控制器的信号必须克服死区,才能产生过程变量的纠正性改变。工艺过程里死区的存在使控制器的输出必须增加到大得足于克服死区,只有这时一个纠正性的动作才会发生。
死区的成因
死区有很多原因,但是控制阀的摩擦力和空程、旋转阀阀轴的扭转以及放大器的死区是几种常见的形式。由于大部分的调节式控制的动作是由小信号改变(1% 或更小)组成的,一个有超大死区的控制阀可能根本不会对这么多的小信号改变作出响应。一个制造精良的阀门应该能够对1% 或更小的信号作出响应以有效地减小过程偏差度。然而,也常见有些阀门出现有5% 或更大的死区。在***近的一次工厂审计里,发现30% 的阀门有超过4% 的死区。超过65% 的被审计的控制回路有大于2% 的死区。
死区造成的影响
这个图代表正常过程条件下三个不同的控制阀的开环回路测试。这些阀门接受一系列一系列从0.5% 到10% 的阶跃输入。流体工况下的阶跃测试很有必要,因为这些工况可以评估整个控制阀组件的性能,而不像大部分的标准测试一样仅仅评估阀门执行机构的性能。
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