双阀分程控制方法和控制装置

摘要

本发明提供一种双阀分程控制方法，包括：对小口径调节阀的开度从零到100％进行PID调节；使小口径调节阀的开度按照第一预设斜率减小，同时对大口径调节阀的开度从零开始进行PID调节，直至大口径调节阀的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀的开度达到第二预设条件；使小口径调节阀持续保持当前开度值，同时继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，直至大口径调节阀的当前控制流量达到小口径调节阀最大控制流量的预设倍数；使小口径调节阀的开度按照第二预设斜率增大，同时继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，直至二者到100％。相应地，提供一种双阀分程控制装置。本发明能够在两种不同流量需求的条件下实现两个不同精度、不同口径调节阀的自动平稳切换。

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种双阀分程控制方法，以及一种双阀分程控制装置。

背景技术

在工艺设计过程中，有时会出现两个不同阶段所需物料流量的大小不同，且两个阶段的控制精度要求不同的情况，遂在设计时为同一个流量计同时配置两个不同口径、不同控制精度的调节阀，以满足生产过程中的两个阶段的控制需求，其中小口径调节阀与大口径调节阀的控制方式曲线图如图1所示。

但是，在实际使用过程中，投用自动控制后因两调节阀口径不相同、控制精度不相同，由于调节阀在小开度时的调节线性较差，再加上整个过程中流量变化缓慢等诸多原因，使得在大小口径调节阀切换的临界点处(如图1所示)，因大口径调节阀在小开度范围内时开时关而导致流量发生突变，PID进行控制时会发生长时间的震荡，造成流量长时间的波动，直至调节阀流量缓慢增长至跳出线性差区域后，才逐渐恢复稳定，使得工艺生产具有一定的波动，对产品质量造成一定的影响，甚至会发生质量事故。

为了应对此种情况，操作人员只能放弃自动控制而使用手动控制，但实际生产要求使得操作员需要隔几分钟就对其进行一次调整，所需要调整的工作量非常大，致使操作人员的工作负荷增大；在长时间高强度的工作情况下，还容易发生遗漏操作，或是推迟操作，使得产品的生产无法做到完全按照计划进行，产品质量存在一定的不可控性，对公司的生产计划完成率和质量达标率造成一定的困扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种双阀分程控制方法，以及一种双阀分程控制装置，能够在两种不同流量需求的条件下实现两个不同精度、不同口径调节阀的自动平稳切换。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种双阀分程控制方法，其包括如下步骤：

对小口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大到100％；

使小口径调节阀的开度按照第一预设斜率减小，同时对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大，直至大口径调节阀的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀的开度达到第二预设条件；

使小口径调节阀持续保持当前开度值，同时继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度继续增大，直至大口径调节阀的当前控制流量达到小口径调节阀最大控制流量的预设倍数；

使小口径调节阀的开度按照第二预设斜率增大，同时继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使大小口径调节阀的开度都逐渐增大至100％。

可选地，所述对小口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大到100％的步骤具体为：

根据第一预设工艺参数计算小口径调节阀从开度为零至开度为100％的过程中各个时间点对应开度值并形成曲线A，然后按照曲线A对小口径调节阀开度进行PID调节，直至小口径调节阀开度从零逐渐增大到100％。

可选地，所述使小口径调节阀的开度按照第一预设斜率减小的步骤具体为：

根据第一预设斜率形成斜向下的直线B，然后按照直线B调节小口径调节阀的开度，以使其开度从100％开始逐渐减小；

所述对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大的步骤具体为：

根据第二预设工艺参数以及第一预设斜率计算大口径调节阀从其开度为零开始的各个时间点对应的开度值并形成曲线E，然后按照曲线E对大口径调节阀开度进行PID调节，以使其开度逐渐增大。

可选地，所述使小口径调节阀持续保持当前开度值的步骤具体为：

根据小口径调节阀当前开度值形成水平的直线C，然后按照直线C调节小口径调节阀的开度，以使小口径调节阀持续保持当前开度值；

所述使小口径调节阀的开度按照第二预设斜率增大的步骤具体为：

根据第二预设斜率和所述当前开度值形成斜向上的直线D，然后按照直线D调节小口径调节阀的开度，以使其开度逐渐增大至100％；

所述继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度继续增大，以及继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度逐渐增大至100％的步骤具体为：

根据第二预设工艺参数以及小口径调节阀的所述当前开度值继续计算大口径调节阀从其当前开度开始的各个时间点对应的开度值并形成曲线F，然后按照曲线F继续对大口径调节阀开度进行PID调节，以使其开度逐渐增大直至100％。

可选地，在大小口径调节阀的开度都增大至100％后，所述方法还包括如下步骤：

在小口径调节阀的开度第二次增大至100％后，对小口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度保持在100％，

在大口径调节阀的开度增大至100％后，对大口径调节阀的开度继续进行PID调节，以使其开度保持在100％，

直至整个控制过程结束，完成工艺生产的一个生长周期。

可选地，所述第一预设斜率的绝对值等于第二预设斜率的绝对值的二倍；和/或，所述预设倍数为2倍；和/或，所述第一预设条件为大口径调节阀的开度已经增大至跳出其控制死区；所述第二预设条件为小口径调节阀的开度已减小至工艺允许的开度最低值。

本发明还提供一种双阀分程控制装置，其包括PID控制模块、分程控制模块、第一斜率控制模块，开度保持模块、第二斜率控制模块、小口径调节阀控制模块和大口径调节阀控制模块，

所述PID控制模块用于在分程控制模块的分配下，通过小口径调节阀控制模块对小口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大到100％；

所述第一斜率控制模块用于输出第一预设斜率信息至小口径调节阀控制模块，通过小口径调节阀控制模块控制小口径调节阀的开度按照第一预设斜率减小，所述PID控制模块还用于在小口径调节阀的开度开始减小的同时在分程控制模块的分配下，通过大口径调节阀控制模块对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大，大小口径调节阀控制模块分别控制大小口径调节阀的开度直至大口径调节阀的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀的开度达到第二预设条件；

所述开度保持模块用于输出小口径调节阀当前开度值信息至小口径调节阀控制模块，通过小口径调节阀控制模块控制小口径调节阀持续保持当前开度值，所述PID控制模块还用于在分程控制模块的分配下，通过大口径调节阀控制模块继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度继续增大，大小口径调节阀控制模块分别控制大小口径调节阀的开度直至大口径调节阀的当前控制流量达到小口径调节阀最大控制流量的预设倍数；

所述第二斜率控制模块用于输出第二预设斜率信息至小口径调节阀控制模块，通过小口径调节阀控制模块控制小口径调节阀的开度按照第二预设斜率增大，直至小口径调节阀的开度增大至100％；所述PID控制模块还用于在小口径调节阀的开度开始增大的同时在分程控制模块的分配下，通过大口径调节阀控制模块继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度继续增大，直至大口径调节阀的开度也增大至100％。

可选地，所述PID控制模块具体用于，根据第一预设工艺参数计算小口径调节阀从开度为零至开度为100％的过程中各个时间点对应开度值并形成曲线A，然后在分程控制模块的分配下，通过小口径调节阀控制模块按照曲线A对小口径调节阀的开度进行PID调节，直至小口径调节阀开度从零逐渐增大到100％。

可选地，所述第一斜率控制模块具体用于，根据第一预设斜率形成斜向下的直线B并输出至小口径调节阀控制模块，再通过小口径调节阀控制模块按照直线B调节小口径调节阀的开度，以使其开度从100％开始逐渐减小；

所述PID控制模块具体还用于，根据第二预设工艺参数以及第一预设斜率计算大口径调节阀从其开度为零开始的各个时间点对应的开度值并形成曲线E，然后在分程控制模块的分配下，通过大口径调节阀控制模块按照曲线E对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大。

可选地，所述开度保持模块具体用于，根据小口径调节阀当前开度值形成水平的直线C并输出至小口径调节阀控制模块，再通过小口径调节阀控制模块按照直线C调节小口径调节阀的开度，以使其持续保持当前开度值；

所述第二斜率控制模块具体用于，根据第二预设斜率和所述当前开度值形成斜向上的直线D并输出至小口径调节阀控制模块，再通过小口径调节阀控制模块按照直线D调节小口径调节阀的开度，以使其开度逐渐增大至100％；

所述PID控制模块具体还用于，根据第二预设工艺参数以及小口径调节阀的所述当前开度值继续计算大口径调节阀从其当前开度开始的各个时间点对应的开度值并形成曲线F，然后在分程控制模块的分配下，通过大口径调节阀控制模块按照曲线F继续对大口径调节阀开度进行PID调节，以使其开度继续增大直至100％。

可选地，所述PID控制模块还用于，在小口径调节阀的开度第二次增大至100％后，在分程控制模块的分配下通过小口径调节阀控制模块对小口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度保持在100％，以及在大口径调节阀的开度增大至100％后，在分程控制模块的分配下通过大口径调节阀控制模块对大口径调节阀的开度继续进行PID调节，以使其开度保持在100％，直至整个控制过程结束，完成工艺生产的一个生长周期。

可选地，所述第一预设斜率的绝对值等于第二预设斜率的绝对值的二倍；和/或，所述预设倍数为2倍；和/或，所述第一预设条件为大口径调节阀的开度已经增大至跳出其控制死区；所述第二预设条件为小口径调节阀的开度已减小至工艺允许的开度最低值。

有益效果：

本发明实现了两个不同口径、不同控制精度的调节阀在两种不同流量需求条件下的自动化控制，使得整个生产周期内流量均平稳增长，不会出现因流量大幅度波动而影响质量的问题，从而实现了整个生产过程中流量的平稳控制，提高了产品的内在质量，提高了工艺生产的生产效率，还降低了操作人员的劳动强度。

附图说明

图1为现有双阀分程控制过程中小口径调节阀与大口径调节阀的控制方式曲线图；

图2为本发明实施例1提供的双阀分程控制方法的流程图；

图3为本发明实施例2提供的双阀分程控制装置的结构示意图；

图4为采用本发明改造后的双阀分程控制过程中小口径调节阀与大口径调节阀的控制方式曲线图。

图中：1－检测信号输入模块；2－PID控制模块；3－分程控制模块；4－小口径调节阀控制模块；5－大口径调节阀控制模块；6－小口径调节阀；7－大口径调节阀；8－模式转换模块；9－信号选择模块；10－条件判断模块；11－第一斜率控制模块；12－第二斜率控制模块；13－开度保持模块。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明通过程序控制在同一管线上并联的两个不同口径的阀门，能够自动调节这两个阀门的开度，在运行到两阀门切换的阶段时，自动将小口径阀门的开度按一定斜率关小，同时使大口径阀门自动进行PID控制，然后在流量较大时，按一定斜率将小口径阀门的开度恢复至100％，之后两个阀门继续自动进行PID控制，从而达到自动控制流体流量的目的。下面通过实施例1和实施例2详细描述本发明的技术方案。

需要说明的是，本发明中提及的双阀指的是两个不同口径、不同控制精度的调节阀，二者并联连接，其中，口径较大的调节阀称为大口径调节阀，口径较小的调节阀称为小口径调节阀，二者并联连接。

实施例1：

本实施例提供一种特殊工况下的双阀分程控制方法，以实现两种不同口径大小、不同控制精度的阀门的分程控制，能够满足工艺不同时间段内的不同流量需求，且能够完全自动平稳的变化和切换。如图2和图4所示，所述控制方法包括如下步骤S101至S104。

S101.对小口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大到100％。

本步骤具体为，根据第一预设工艺参数计算小口径调节阀从开度为零至开度为100％的过程中各个时间点对应开度值并形成曲线A，然后按照曲线A对小口径调节阀开度进行PID调节，直至小口径调节阀开度从零逐渐增大到100％。

其中，所述第一预设工艺参数与小口径调节阀的口径和流量相关，具体可由本领域技术人员进行设定。曲线A的起始时间点对应的小口径调节阀的开度值为零、终止时间点对应的小口径调节阀的开度值为100％。

S102.使小口径调节阀的开度从100％开始按照第一预设斜率减小，同时对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大，直至大口径调节阀的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀的开度达到第二预设条件。

本步骤中，小口径调节阀的开度减小与大口径调节阀的开度增大同时发生，且小口径调节阀的开度需减小至大口径调节阀的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀的开度达到第二预设条件时的开度值为止，而大口径调节阀的开度经过PID调节从零逐渐增大。

其中，所述使小口径调节阀的开度从100％开始按照第一预设斜率减小具体为：

根据第一预设斜率形成斜向下的直线B，然后按照直线B调节小口径调节阀的开度，以使其开度从100％开始逐渐减小。

所述对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大具体为：

根据第二预设工艺参数以及第一预设斜率计算大口径调节阀从其开度为零开始的各个时间点对应的开度值并形成曲线E，然后按照曲线E对大口径调节阀开度进行PID调节，以使其开度逐渐增大。

较优地，所述第一预设条件为大口径调节阀的开度已经增大至跳出其控制死区；所述第二预设条件为小口径调节阀的开度已减小至工艺允许的开度最低值。

其中，所述第二预设工艺参数与大口径调节阀的口径和流量相关，具体可由本领域技术人员进行设定。曲线E的起始时间点对应的大口径调节阀的开度值为零、终止时间点对应的大口径调节阀的开度值为大口径调节阀的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀的开度达到第二预设条件时对应的开度值。直线B的起始时间点对应的小口径调节阀的开度值为100％、终止时间点对应的小口径调节阀的开度值为小口径调节阀按照第一预设斜率减小开度直至大口径调节阀的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀的开度达到第二预设条件时对应的开度值，即下文中的“当前开度值”。

S103.使小口径调节阀持续保持当前开度值，同时继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度继续增大，直至大口径调节阀的当前控制流量达到小口径调节阀最大控制流量的预设倍数。

本实施例中，所述当前开度值指的是，小口径调节阀按照第一预设斜率减小开度直至大口径调节阀的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀的开度达到第二预设条件时对应的开度值。小口径调节阀保持开度与大口径调节阀的开度增大同时发生，且小口径调节阀的开度需保持到大口径调节阀的当前控制流量达到小口径调节阀最大控制流量的预设倍数时为止。

其中，使小口径调节阀持续保持当前开度值具体为：

根据小口径调节阀当前开度值形成水平的直线C，然后按照直线C调节小口径调节阀的开度，以使小口径调节阀持续保持当前开度值；而且，直线C的所有时间点对应的小口径调节阀的开度值均为所述“当前开度值”。

较优地，所述预设倍数为2倍。

S104.使小口径调节阀的开度按照第二预设斜率增大，同时继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使大小口径调节阀的开度都逐渐增大至100％。

本步骤中，小口径调节阀的开度增大时，大口径调节阀的开度按原有调节方式继续增大，直至二者的开度都增大至100％，其中小口径调节阀的开度第二次增大到100％。当然，大小口径调节阀的开度增大至100％的时刻并不重合，本实施例中，小口径调节阀的开度先增大到100％，大口径调节阀的开度后增大到100％。

其中，所述使小口径调节阀的开度按照第二预设斜率增大具体为：

根据第二预设斜率和所述当前开度值形成斜向上的直线D，然后按照直线D调节小口径调节阀的开度，以使其开度逐渐增大至100％。

在步骤S103和步骤S104中，所述继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度继续增大，以及继续对大口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度逐渐增大至100％具体为：

根据第二预设工艺参数以及小口径调节阀的所述当前开度值继续计算大口径调节阀从其当前开度开始的各个时间点对应的开度值并形成曲线F，然后按照曲线F继续对大口径调节阀开度进行PID调节，以使其开度逐渐增大直至100％。

较优地，所述第一预设斜率的绝对值等于第二预设斜率的绝对值的二倍。

其中，直线D的起始时间点对应的小口径调节阀的开度值为所述“当前开度值”、终止时间点对应的小口径调节阀的开度值为100％。曲线F的起始时间点对应的大口径调节阀的开度值等于曲线E的终止时间点对应的大口径调节阀的开度值，曲线F的终止时间点对应的大口径调节阀的开度值为100％。

此外，所述双阀控制方法还可包括如下步骤S105。

S105.在小口径调节阀的开度第二次增大至100％后，对小口径调节阀的开度进行PID调节，以使其开度保持在100％，在大口径调节阀的开度增大至100％后，对大口径调节阀的开度继续进行PID调节，以使其开度保持在100％，二者的开度均保持在100％直至整个控制过程结束，从而完成工艺生产的一个生长周期。

所述双阀控制方法在步骤S101之前还可包括如下步骤S100。

S100.检测并联的大小口径调节阀前端的总管路中是否有流体流过，一旦检测到有流体流过，就开始执行步骤S101，否则继续检测。

本实施例所述双阀分程控制方法能够在两种不同流量需求的条件下实现两个不同精度、不同口径调节阀的自动平稳切换，从而达到整个生产过程中被控流量稳定平稳增长的目的；而且，整个控制过程均采用程序自动控制，不需要人工干预，降低了操作人员的劳动强度。

实施例2：

本实施例提供一种特殊工况下的双阀分程控制装置，以实现两种不同口径大小、不同控制精度的阀门的分程控制，能够满足工艺不同时间段内的不同流量需求，且能够完全自动平稳的变化和切换。如图3和图4所示，所述控制装置包括PID控制模块2、分程控制模块3、第一斜率控制模块11，开度保持模块13、第二斜率控制模块12、小口径调节阀控制模块4和大口径调节阀控制模块5。所述双阀为小口径调节阀6和大口径调节阀7。

所述PID控制模块2输出的信号引入到分程控制模块3的信号输入端，分程控制模块3的两个信号输出端分别引入小口径调节阀控制模块4的信号输入端和大口径调节阀控制模块5的信号输入端，然后小口径调节阀控制模块4连接现场的小口径调节阀6，大口径调节阀控制模块5连接现场的大口径调节阀7。PID控制模块2用于在分程控制模块3的分配下，通过小口径调节阀控制模块4对小口径调节阀6的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大到100％。其中，PID控制模块2还具有工艺参数控制值输入端，用于输入第一预设工艺参数和第二预设工艺参数，具体可由工艺人员根据大小口径调节阀的口径、流量，以及设备运行时间和运行状况来进行设定。

具体地，所述PID控制模块2根据第一预设工艺参数计算小口径调节阀6从开度为零至开度为100％的过程中各个时间点对应开度值并形成曲线A，然后在分程控制模块3的分配下，通过小口径调节阀控制模块4按照曲线A对小口径调节阀6的开度进行PID调节，直至小口径调节阀6开度从零逐渐增大到100％。

其中，所述第一预设工艺参数与小口径调节阀6的口径和流量相关，具体可由本领域技术人员进行设定。曲线A的起始时间点对应的小口径调节阀6的开度值为零、终止时间点对应的小口径调节阀6的开度值为100％。

所述第一斜率控制模块11用于输出第一预设斜率信息至小口径调节阀控制模块4，通过小口径调节阀控制模块4控制小口径调节阀6的开度按照第一预设斜率减小，所述PID控制模块2还用于在小口径调节阀6的开度开始减小的同时在分程控制模块3的分配下，通过大口径调节阀控制模块5对大口径调节阀7的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大，大小口径调节阀控制模块4和5分别控制大小口径调节阀6和7的开度直至大口径调节阀7的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀6的开度达到第二预设条件。

其中，小口径调节阀6的开度减小与大口径调节阀7的开度增大同时发生，且小口径调节阀6的开度需减小至大口径调节阀7的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀6的开度达到第二预设条件时的开度值为止，而大口径调节阀7的开度经过PID调节从零逐渐增大。

具体地，所述第一斜率控制模块11根据第一预设斜率形成斜向下的直线B并输出至小口径调节阀控制模块4，再通过小口径调节阀控制模块4按照直线B调节小口径调节阀6的开度，以使其开度从100％开始逐渐减小，从而实现了小口径调节阀的开度按照第一斜率控制模块11内设定的直线B进行动作。所述PID控制模块2还根据第二预设工艺参数以及第一预设斜率计算大口径调节阀7从其开度为零开始的各个时间点对应的开度值并形成曲线E，然后在分程控制模块3的分配下，通过大口径调节阀控制模块5按照曲线E对大口径调节阀7的开度进行PID调节，以使其开度从零逐渐增大。

其中，所述第二预设工艺参数与大口径调节阀7的口径和流量相关，具体可由本领域技术人员进行设定。曲线E的起始时间点对应的大口径调节阀7的开度值为零、终止时间点对应的大口径调节阀7的开度值为大口径调节阀7的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀6的开度达到第二预设条件时对应的开度值。直线B的起始时间点对应的小口径调节阀6的开度值为100％、终止时间点对应的小口径调节阀6的开度值为小口径调节阀6按照第一预设斜率减小开度直至大口径调节阀7的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀6的开度达到第二预设条件时对应的开度值，即下文中的“当前开度值”。

较优地，所述第一预设条件为大口径调节阀7的开度已经增大至跳出其控制死区；所述第二预设条件为小口径调节阀6的开度已减小至工艺允许的开度最低值。

所述开度保持模块13用于输出小口径调节阀当前开度值信息至小口径调节阀控制模块4，通过小口径调节阀控制模块4控制小口径调节阀6持续保持当前开度值，所述PID控制模块3还用于在分程控制模块3的分配下，通过大口径调节阀控制模块5继续对大口径调节阀7的开度进行PID调节，以使其开度继续增大，大小口径调节阀控制模块4和5分别控制大小口径调节阀6和7的开度直至大口径调节阀7的当前控制流量达到小口径调节阀6最大控制流量的预设倍数。当然，也可不设置开度保持模块13而通过人工控制来实现小口径调节阀的开度保持。

其中，所述当前开度值指的是，小口径调节阀6按照第一预设斜率减小开度直至大口径调节阀7的开度达到第一预设条件或者小口径调节阀6的开度达到第二预设条件时对应的开度值。小口径调节阀6保持开度与大口径调节阀7的开度增大同时发生，且小口径调节阀6的开度需保持到大口径调节阀7的当前控制流量达到小口径调节阀6最大控制流量的预设倍数时为止。

具体地，所述开度保持模块13根据小口径调节阀当前开度值形成水平的直线C并输出至小口径调节阀控制模块4，再通过小口径调节阀控制模块4按照直线C调节小口径调节阀6的开度，以使其持续保持当前开度值，从而实现了小口径调节阀的开度按照开度保持模块13内设定的直线C进行动作；而且，直线C的所有时间点对应的小口径调节阀的开度值均为所述“当前开度值”。

较优地，所述预设倍数为2倍。

所述第二斜率控制模块12用于输出第二预设斜率信息至小口径调节阀控制模块4，通过小口径调节阀控制模块4控制小口径调节阀6的开度按照第二预设斜率增大，直至小口径调节阀6的开度增大至100％；所述PID控制模块2还用于在小口径调节阀6的开度开始增大的同时在分程控制模块3的分配下，通过大口径调节阀控制模块5继续对大口径调节阀7的开度进行PID调节，以使其开度继续增大，直至大口径调节阀7的开度也增大至100％。

其中，小口径调节阀6的开度增大时，大口径调节阀7的开度按原有调节方式继续增大，直至二者的开度都增大至100％，而且小口径调节阀6的开度第二次增大到100％。当然，大小口径调节阀6和7的开度增大至100％的时刻并不重合，本实施例中，小口径调节阀6的开度先增大到100％，大口径调节阀7的开度后增大到100％。

具体地，所述第二斜率控制模块12根据第二预设斜率和所述当前开度值形成斜向上的直线D并输出至小口径调节阀控制模块4，再通过小口径调节阀控制模块4按照直线D调节小口径调节阀6的开度，以使其开度逐渐增大至100％，从而实现了小口径调节阀的开度按照第二斜率控制模块12内设定的直线D进行动作。所述PID控制模块2还根据第二预设工艺参数以及小口径调节阀6的所述当前开度值继续计算大口径调节阀7从其当前开度开始的各个时间点对应的开度值并形成曲线F，然后在分程控制模块3的分配下，通过大口径调节阀控制模块5自小口径调节阀保持当前开度值开始按照曲线F继续对大口径调节阀7开度进行PID调节，以使其开度继续增大直至100％。

较优地，所述第一预设斜率的绝对值等于第二预设斜率的绝对值的二倍。

其中，直线D的起始时间点对应的小口径调节阀6的开度值为所述“当前开度值”、终止时间点对应的小口径调节阀6的开度值为100％。曲线F的起始时间点对应的大口径调节阀7的开度值等于曲线E的终止时间点对应的大口径调节阀7的开度值，曲线F的终止时间点对应的大口径调节阀7的开度值为100％。

此外，所述PID控制模块2还用于，在小口径调节阀6的开度第二次增大至100％后，在分程控制模块3的分配下通过小口径调节阀控制模块4对小口径调节阀6的开度进行PID调节，以使其开度保持在100％，以及在大口径调节阀7的开度增大至100％后，在分程控制模块3的分配下通过大口径调节阀控制模块5对大口径调节阀7的开度继续进行PID调节，以使其开度保持在100％，直至整个控制过程结束，从而完成工艺生产的一个生长周期。

如图3所示，所述双阀控制装置还可包括检测信号输入模块1，其输出的信号引入PID控制模块2的信号输入端，用于检测并联的大小口径调节阀6和7前端的总管路中是否有流体流过，一旦检测到有流体流过，就输出信号至PID控制模块2，以使其开始工作，否则继续检测。

相应地，PID控制模块2的主要功能是，在检测信号输入模块1输出信号时，根据PID控制模块2内设置的参数(即第一预设工艺参数和第二预设工艺参数)结合当前流量控制所处阶段计算出待控阀门在所处阶段各个对应时间点的开度值。分程控制模块3的主要功能是，将PID控制模块2计算出的待控阀门的开度值按照对应关系进行分配，并传输给待控阀门的输入端，以实现阀门开度的控制。

所述双阀控制装置还可包括模式转换模块8、信号选择模块9和条件判断模块10。

小口径调节阀控制模块4的程序输入端连接信号选择模块9的程序输出端，信号选择模块9的三个信号输入端分别连接第一斜率控制模块11的信号输出端、第二斜率控制模块12的信号输出端和开度保持模块13的信号输出端。而且，第一斜率控制模块11、第二斜率控制模块12和开度保持模块13均具有起始值输入端，用于输入小口径调节阀6对应各阶段(直线B、直线C和直线D)的起始开度值。

模式转换模块8的信号选择端和信号选择模块9的信号选择端均连接条件判断模块10的输出端。模式转换模块8的输出端分别连接小口径调节阀控制模块4的模式选择端、第一斜率控制模块11的模式选择端、第二斜率控制模块12的模式选择端和开度保持模块13的模式选择端。

所述条件判断模块10用于判断当前流量控制具体处于哪个阶段，并输出相应的阶段信号至模式转换模块8和信号选择模块9，从而使相应的阶段信号作为判断条件令模式转换模块8和信号选择模块9做出相应选择。

所述模式转换模块8用于在接收到条件判断模块10输出的阶段信号后，根据当前流量控制所处阶段将对应阀门的开度输入值的来源切换为第一斜率控制模块11、第二斜率控制模块12、开度保持模块13或PID控制模块2，从而实现小口径调节阀控制模块4或大口径调节阀控制模块5的属性切换。例如，若当前流量控制所处阶段对应曲线A，则将小口径调节阀开度输入值的来源切换为PID控制模块2，由PID控制模块2提供小口径调节阀开度与曲线A对应的输入值；若当前流量控制所处阶段对应直线B，则将小口径调节阀开度输入值的来源切换为第一斜率控制模块11，由第一斜率控制模块11提供小口径调节阀开度与直线B对应的输入值；若当前流量控制所处阶段对应直线C，则将小口径调节阀开度输入值的来源切换为开度保持模块13，由开度保持模块13提供小口径调节阀开度与直线C对应的输入值；若当前流量控制所处阶段对应直线D，则将小口径调节阀开度输入值的来源切换为第二斜率控制模块12，由第二斜率控制模块12提供小口径调节阀开度与直线D对应的输入值；若当前流量控制所处阶段对应曲线E或F，则将大口径调节阀开度输入值的来源切换为PID控制模块2，由PID控制模块2提供大口径调节阀开度与曲线E或曲线F对应的输入值。

所述信号选择模块9用于在接收到条件判断模块10输出的阶段信号后，根据当前流量控制所处阶段将第一斜率控制模块11、第二斜率控制模块12或开度保持模块13的输出信号传递给小口径调节阀控制模块4，从而通过小口径调节阀控制模块4按照所述输出信号调节小口径调节阀6的开度。例如，若当前流量控制所处阶段对应直线B，则将第一斜率控制模块11的输出信号(即直线B)输出至小口径调节阀控制模块4，从而使小口径调节阀控制模块4按照直线B对小口径调节阀6的开度进行调节(减小)；若当前流量控制所处阶段对应直线C，则将开度保持模块13的输出信号(即直线C)输出至小口径调节阀控制模块4，从而使小口径调节阀控制模块4按照直线C对小口径调节阀6的开度进行调节(保持当前值)；若当前流量控制所处阶段对应直线D，则将第二斜率控制模块12的输出信号(即直线D)输出至小口径调节阀控制模块4，从而使小口径调节阀控制模块4按照直线D对小口径调节阀6的开度进行调节(增大)。

本实施例所述装置与实施例1所述方法中的相关特征可以相互参考。

本实施例所述双阀分程控制装置的工作原理为：其基本控制方式利用了现有分程控制的模式，然后在两阀门切换的交汇处增加了第一斜率控制模块，同时使大口径调节阀快速打开，并跳出其阀门的控制死区，进而实现流量的平稳控制，其控制效果图如图4所示。

本实施例所述双阀分程控制装置的控制过程为：自动控制投用后，一开始大小口径两个调节阀6和7都处于PID控制模块2的控制当中。在运行初始阶段，工艺需求流量较小，且其控制精度要求较高，流量变化不能超过设定值，所以使小口径调节作用在流量控制的初始阶段，而在这个阶段内，大口径调节阀需保持关闭状态，不参与控制。

当小口径调节阀6的开度首次达到最大值(即100％)时，大口径调节阀7开始根据PID控制模块2的输出进行相应调节，于此同时激活第一斜率控制模块11，小口径调节阀6开度的控制方式由PID自动控制转换成斜率控制，模式由AUTO转换为PROGRAM-MAN，此时PID的输出不再作用于小口径调节阀6，只作用于大口径调节阀7。因小口径调节阀6的开度按照第一斜率控制模块11的输出值相应的减小，PID控制模块2则会检测到目前实际流量比设定流量小，则会自动调节大口径调节阀7的开度，以满足流量的平稳输送，小口径调节阀关小的同时，大口径调节阀快速开大，平稳度过大口径调节阀的小开度控制死区。

当然，小口径调节阀的开度不是无限制的减小，当大口径调节阀的开度已跳出其控制死区的范围后，或小口径调节阀的开度已关至工艺允许开度的最低值时，小口径调节阀的控制方式应保持在当前开度不变(也可通过手动控制实现)，而大口径调节阀则再次由PID控制模块继续进行自动控制。

当大口径调节阀当前控制流量达到小口径调节阀最大控制流量的2倍时，小口径调节的控制方式再次发生变化，即再次转换成斜率控制，由第二斜率控制模块12进行控制，其开度起始值为小口径调节阀的当前开度值，斜率为第一预设斜率的0.5倍，目标值为100％，而大口径调节阀则继续由PID按原有调节方式自动控制。当小口径调节阀开度再次达到全开后，控制方式又发生变化，由斜率控制转换成PID自动控制。

之后的整个流量控制过程则全部由PID控制模块2进行PID自动控制，直至整个控制过程结束，完成工艺生产的一个生长周期。

本实施例所述双阀分程控制装置能够在两种不同流量需求的条件下实现两个不同精度、不同口径调节阀的自动平稳切换，从而达到整个生产过程中被控流量稳定平稳增长的目的；而且，整个控制过程均采用程序自动控制，不需要人工干预，降低了操作人员的劳动强度。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。