什么是位式控制？
控制系統(tǒng)中最簡(jiǎn)單的控制規(guī)律就是位式控制，說到位式控制，可以說幾乎所有的人都使用過，家中開關(guān)電燈就是個(gè)位式控制的過程，其基本思想和生產(chǎn)過程中使用的位式控制是一樣的，位式控制就是決定一個(gè)被控變量的給定值，然后根據(jù)實(shí)際值與給定值的偏差符號(hào)，來決定操作變量?jī)煞N狀態(tài)選取的工作過程。即位式控制的控制動(dòng)作就是“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)的交替。
位式控制是比例控制的特例，當(dāng)比例控制的比例度設(shè)定為0%，便成了一個(gè)位式控制儀表。位式控制系統(tǒng)的應(yīng)用是很廣泛的，如空氣儲(chǔ)罐的壓力控制、恒溫箱、電加熱爐的溫度控制。在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)位式控制是比較簡(jiǎn)單的，凡是有上、下限觸點(diǎn)的儀表，如電接點(diǎn)壓力表、有電接點(diǎn)輸出的雙金屬溫度計(jì)、顯示、記錄儀等，都可以用來進(jìn)行位式控制，再配合中間繼電器、電磁閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等，可以很方便地構(gòu)成位式控制系統(tǒng)。
位式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少，不僅可用于廣大中小型企業(yè)，就是大型企業(yè)也可應(yīng)用。其特別適合用于延時(shí)小、時(shí)間常數(shù)大的加熱對(duì)象。
位式控制該選用哪種儀表？
通俗的說位式控制是通過儀表繼電器通斷實(shí)現(xiàn)的，常用于位式控制系統(tǒng)的儀表有三位控制儀（如YR-GFC803-01-23-HL-P-T）和四限控制儀（如YR-GNC804-010-23-HHLL-P-T）。三位顯示控制儀有兩個(gè)報(bào)警輸出，報(bào)警點(diǎn)通過儀表內(nèi)部參數(shù)組態(tài)為具備“上下限報(bào)警”、“延遲報(bào)警”、“斷線報(bào)警”、“閃爍報(bào)警”等報(bào)警功能；四限報(bào)警控制儀有上上限報(bào)警、上限報(bào)警、下限報(bào)警和下下限報(bào)警四個(gè)報(bào)警輸出。
用于位式控制的三位控制儀
位式控制的基本控制規(guī)律
為分析問題的方便，以電加熱爐為例進(jìn)行說明。下圖是一個(gè)溫度的位式控制過程圖，被控對(duì)象是電加熱爐。工藝生產(chǎn)求加熱爐溫度丁在上限丁、與下限Tx之間，由控制器根據(jù)溫度的變化情況來切斷加熱電源或接通加熱電源。當(dāng)溫度上升到上限Ts時(shí)，顯示控制儀切斷加熱電源停止加熱，當(dāng)溫度下降到下限Tx時(shí)控制器又接通電源進(jìn)行加熱。
溫度位式控制的過渡過程
當(dāng)時(shí)間t在0-t1間，由于T＜Ts，一直通電加熱，T一直上升。當(dāng)時(shí)間t=t1時(shí)，由于T=Ts，電源被切斷停止加熱。但溫度并不會(huì)立即下降，相反還會(huì)繼續(xù)上升一段時(shí)間τ1，直到t=t1+τ1時(shí)，溫度才Tˊs開始逐漸下降。
當(dāng)時(shí)間t=t2時(shí)，由于T=Tx，接通加熱器電源開始加熱。但溫度并不會(huì)立即上升，還會(huì)繼續(xù)下降一段時(shí)間τ2，直到t=t2+τ2時(shí)，溫度才從Tˊx開始逐漸上升。
到t=t3時(shí)，T又等于Ts。顯示控制儀又一次切斷電源停止加熱，系統(tǒng)及對(duì)象又再一次重復(fù)上述的過程，這樣一直循環(huán)下去。由于控制動(dòng)作是“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)的交替，這樣被控加熱爐的溫度會(huì)周期性波動(dòng)。
從上述可看出，被控溫度是不可能在預(yù)定的上限Ts、與下限Ts這一中間區(qū)波動(dòng)的，而是會(huì)超出這一規(guī)定范圍，在一個(gè)比中間區(qū)更大的范圍內(nèi)波動(dòng)，作周期性等幅振蕩，它的波動(dòng)幅度是衡量位式控制系統(tǒng)控制精度的重要指標(biāo)。超出中間區(qū)的原因是由于系統(tǒng)的滯后造成的。影響位式控制系統(tǒng)控制質(zhì)量的因素，主要是系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的滯后，尤其是被控對(duì)象的滯后影響最大。
在使用位式控制系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)工藝生產(chǎn)允許的參數(shù)波動(dòng)范圍來設(shè)定控制器的中間區(qū)，還要按具體的對(duì)象來定，一般是在運(yùn)行中，對(duì)中間區(qū)由小到大的在現(xiàn)場(chǎng)湊試，直到被調(diào)參數(shù)變化幅度正好達(dá)到允許的波動(dòng)范圍為止，這時(shí)的中間區(qū)就是最好的。除中間區(qū)和滯后外，負(fù)荷的大小對(duì)位式控制質(zhì)量也有影響，這也應(yīng)引起重視。
怎樣改進(jìn)位式控制系統(tǒng)控制質(zhì)量
位式控制存在開關(guān)差值，這也就是不靈敏區(qū)。而要使被控的參數(shù)波動(dòng)小，不靈敏區(qū)就要小，而不靈敏區(qū)越小，繼電器或接觸器觸點(diǎn)的動(dòng)作就頻繁，使用壽命就短。如何在兩者之間找到平衡點(diǎn)?只有認(rèn)識(shí)了位式控制的規(guī)律，就能找到解決問題的方法?？刹扇〉母倪M(jìn)措施有：
1、用減小中間區(qū)的辦法來縮小波動(dòng)的振幅。
2、采用旁路控制。對(duì)于流體的控制可采取把要控制的流量分為兩路，一路是恒定不變的流量，另一路由調(diào)節(jié)閥來控制流量。對(duì)于電加熱爐可采用電熱絲分組加熱的方法，把電熱絲分為兩組來加熱，一組固定為長(zhǎng)時(shí)間通電加熱，另一組則由位式控制器來控制加熱。
3、改變調(diào)節(jié)閥開和關(guān)的極限位置
位式控制只有最大(100%)和最小(0%)兩個(gè)數(shù)值，對(duì)于調(diào)節(jié)閥也只有全開、全關(guān)兩個(gè)極限位置，在現(xiàn)場(chǎng)如果把調(diào)節(jié)閥的開度改為不在全開、全關(guān)兩個(gè)位置變化，即開時(shí)不全開，關(guān)時(shí)不全關(guān)，而使調(diào)節(jié)閥的輸出范圍比原來有所縮小，這樣就可以使被調(diào)參數(shù)的變化相對(duì)平穩(wěn)些。具體實(shí)施時(shí)可以對(duì)控制器的輸出進(jìn)行設(shè)定，或者在閥門上安裝限位裝置，但要在保證控制參數(shù)能克服最大負(fù)荷變化的前提下來進(jìn)行限位，因此要認(rèn)真考慮并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來決定。
