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Este artículo se divide en tres partes: superior, media e inferior. Los sistemas de control complejos incluyen: sistemas de control en serie, sistemas de control uniforme, sistemas de control por relación, sistemas de control por rangos, sistemas de control selectivo automático, sistemas de control feedforward y sistemas de control de tres impulsos, entre otros. En el artículo anterior presentamos los sistemas de control en cascada y los sistemas de control uniforme. En este artículo, nos centraremos principalmente en los sistemas de control por relación, los sistemas de control por rangos y los sistemas de control selectivo automático. 3) Sistema de control por relación: En el proceso de producción, a menudo son necesarios dos o más materiales que deben mezclarse en proporciones precisas (relaciones específicas) para poder llevar a cabo la fabricación. Es necesario controlar con exactitud las proporciones de cada material; por eso, en la práctica se utiliza un sistema de control por relación. A continuación, tomemos como ejemplo un sistema de control por relación proporcional con un solo bucle cerrado: la variable activa F1 no cuenta con control de retroalimentación, por lo que es variable. F2 es la variable pasiva; su valor varía en función del valor de F1. En estado estable, se mantiene que F2 = K·F1 (donde K es el coeficiente de proporcionalidad). Como se puede ver en el diagrama, F2 forma un circuito de control de bucle cerrado; por eso lo denominamos sistema de control por relación proporcional con un solo bucle cerrado. Imagen: Sistema de control por relación de proporción. El sistema de control por relación de proporción se utiliza generalmente en situaciones en las que los parámetros F1 no varían mucho, como en el caso del caudal de salida de una bomba dosificadora. Si los cambios en F1 afectan al siguiente proceso, entonces es necesario utilizar un sistema de control por relación de dos variables cerradas, o bien, según los requisitos específicos del proceso, un sistema de control por relación en serie. 4) Sistema de control por rangos: El objetivo principal de establecer un sistema de control por rangos es ampliar el rango de ajuste R, a fin de poder satisfacer las necesidades de sistemas de regulación especiales ； Mejorar la calidad de la regulación, ahorrar energía y mejorar las condiciones de funcionamiento de las válvulas de regulación ； Cumple con los requisitos de un caudal bajo durante el arranque y parada, y de un caudal alto durante la producción normal, lo que permite una buena regulación de la calidad ； Garantizar la estabilidad y seguridad en condiciones normales de producción y en situaciones de emergencia. Tomando como ejemplo el diagrama de bloques que se muestra a continuación, el material se calienta mediante la válvula de agua caliente A y la válvula de vapor B; se requiere que la temperatura del material en la salida del intercambiador de calor se mantenga constante. Para ahorrar vapor, solo se añade vapor cuando la válvula de agua caliente A está completamente abierta y la temperatura aún no ha alcanzado el valor establecido que deseamos; en ese caso, se abre la válvula de vapor B. Imagen: Sistema de control por etapas. Como se puede ver en la imagen, una vez que la válvula de agua caliente A está completamente abierta, la temperatura sigue siendo más baja que el valor establecido. En ese caso, el termostato genera una presión de hasta 60 kPa o más. Entonces, se abre la válvula de vapor para suministrar vapor adicional y así lograr que la temperatura alcance el valor deseado. En este ejemplo, la salida del regulador se divide en dos secciones, lo que permite controlar dos válvulas de regulación de tipo neumático. También es posible diseñar una válvula de regulación de tipo neumático, una válvula de cierre neumático o dos válvulas de cierre neumático, según las necesidades del proceso. Para satisfacer los requisitos especiales de la producción industrial, el control por etapas también permite dividir la señal de salida del controlador en varios segmentos. Cada segmento controla una válvula de control, y cada válvula funciona únicamente dentro de un determinado rango de la señal de salida del controlador. 5) Sistema de control selectivo automático: En situaciones de emergencia, como cuando los compresores, bombas, soplantes y otros equipos se sobrecargan, o cuando la reacción en el reactor llega a su límite, o aún en casos de parada o arranque de grandes instalaciones de producción, los sistemas de control automáticos convencionales ya no son suficientes para manejar estas situaciones. Si se deja que los operadores resuelvan estos problemas, es inevitable que estén constantemente ocupados y puedan cometer errores. Por eso, se utiliza un sistema de control selectivo automático, también conocido como sistema de control de sobrecarga, para garantizar la seguridad en la producción y permitir el parada y arranque automático de las instalaciones. Este método de control consiste en añadir las relaciones lógicas que surgen de las condiciones limitantes del proceso de producción al sistema de regulación habitual. Cuando el proceso de producción se acerca a esas condiciones limitantes, y antes de que se produzcan situaciones inseguras, se activa un regulador especial para controlar dichas situaciones. Este regulador sustituye al sistema de regulación normal hasta que el proceso de producción vuelve a estar dentro de los límites seguros. Entonces, el sistema de regulación normal vuelve a funcionar automáticamente. A este tipo de control automático a veces también se le denomina sistema de control de protección automática. A modo de ejemplo, en la figura siguiente: el caudal de amoníaco y de aire envía señales a través de los transmisores de caudal; estas señales son luego procesadas por un divisor para calcular una relación. La señal resultante se utiliza como valor de medición para el regulador de relación KC y para el regulador de sobrecorriente KY. Las señales de salida de estos reguladores se envían al selector LS, el cual a su vez controla las válvulas. Figura: Durante la producción normal del sistema de control selectivo automático, la salida del regulador de sobrecorriente KY es de 100 kPa; el selector de baja presión LS solo envía señales al válvula de control a través del regulador de relación KC. Si se producen fluctuaciones en el proceso de producción y la relación entre el flujo de amoníaco y el de aire supera el límite de seguridad permitido, el regulador de sobrecorriente KY entra en funcionamiento: su salida disminuye y la válvula de control se cierra parcialmente, hasta que la relación entre los flujos vuelve a estar dentro de los rangos normales. Entonces, el regulador de relación KC vuelve a funcionar automáticamente. (Para las válvulas de control en las tuberías de amoníaco, generalmente se eligen válvulas de tipo abierto con aire). No se incluye la imagen aquí; si es necesario, se puede consultar el texto original en: https://www.sohu.com/a/308376089_120129629?sec=wd