过程控制思路和原理设计

图一：分段递减自动降温控制模型

       如图一（分段递减自动降温控制模型）所示，表格中为分段递减降温控制模块，该模块与调节控制回路TV27041-0，组成一个具有串级调节控制回路，分段递减降温控制模块为主控制回路，其输出为调节控制回路TV27041-0的给定。回路TV27041-0同时与循环水调节控制回TV27041-  2和冷冻水调节控制回路TV27041-3，组成了一个分程调节控制回路。其做为主回路，循环水调节控制回路TV27041-2和冷冻水调节控制回路TV27041-3做两个分程调节控制回路。分别控制着循环水调节阀和冷冻水调节阀。

       回路TV27041-0在“手动”调节状态下，不具备实施串级调节控制的功能，同时也不具备操作输出控制功能和实施分程调节控制功能。循环水调节控制回路TV27041-2和冷冻水调节控制回路TV27041-3，仍具有各自独立的过程调节控制功能，可以各自实施“手/自动”调节控制功能，来直接调控主被控对象——结晶温度。回路TV27041-0切入“自动”调节状态后，分段递减自动降温控制模型开始启动运行，同时开始实施串级控制功能，其操作输出功能开始实施分程调节控制制功能，此时此刻循环水调节控制回路TV27041-2和冷冻水调节控制回路TV27041-3，立即切入“手动”调节模式，其操控调节输出根据主回路输出信号和分程情况自动进行信号分配，实施开关调节控制功能。

       回路TV27041-0操作控制输出采取分程控制模式，先后操控着循环水调节控制回路TV27041-2和冷冻水调节控制回路TV27041-3。主回路操作控制输出范围为0～100%，默认分程点50%（可调范围20～80%），即：主回路输出0～50%，控制着循环水调节控制回路0～100%开关调节，主回路输出50～100%，控制着冷冻水调节控制回路0～100%开关调节。其他分程点计算方法依次类推。

       鉴于结晶降温过程使用的冷却源具体特性，即循环水为常温，冷冻水为低温。若分程主回路TV27041-0控制输出值高于分程点，循环水和冷冻水势必将共同使用，冷却水将进一步冷却循环水造成的不必要的冷量损失。因此，控制程序做如下设计，分程主回路TV27041-0控制输出值高于分程点时，循环水调节阀执行由全开到全关，单独只开关冷冻水调节阀，进行冷却降温调节控制。

       当冷却降温到所需要的温度时，回路TV27041-0自动切入“手动”调节状态，分段递减自动降温控制模型停止运行，串级调节控制的功能和分程调节控制功能停止实施，循环水调节阀门和冷冻水调节阀门自动关断。

       回路TV27041-0在“手动”调节状态下，其操作输出值MV是由循环水调节控制回路控制输出值和冷冻水调节控制回路控制输出值，依据分程情况自动折算而来。以便再次切入“自动”调节状态后，达到平稳过渡，实现无扰动切换。以默认分程点50%为例，循环水调节控制回路0～100%控制输出折合主回路控制输出的0～50%。冷冻水调节控制回路0～100%控制输出折合主回路控制输出的50～100%。冷冻水调节控制回路控制输出大于0时，默认循环水调节控制回路的控制输出为100%。

       因此，回路TV27041-0在“手动”调节状态下，是一个反向受控状态，无法实现任何人工手动操作。“自动”调节状态下，是一个“串级”受控状态，同样无法人工干预。

操作模块

图二：自动降温控制流程图