第5章4选择性控制系统-12年

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1、5.4 5.4 选择性控制系统选择性控制系统5.4.1 5.4.1 概述概述5.4.2 5.4.2 选择性控制系统的类型及应用选择性控制系统的类型及应用5.4.3 5.4.3 选择性控制系统的设计选择性控制系统的设计5.4.5 5.4.5 积分饱和及其防止措施积分饱和及其防止措施5.4.1 概 述l 控制系统可分为三类控制系统可分为三类： 物料平衡（或能量平衡）控制，质量控制和极限控制物料平衡（或能量平衡）控制，质量控制和极限控制。l 选择性控制属于极限控制一类选择性控制属于极限控制一类。它的。它的特点特点是：是： 在正常工况下，参数不会超限，所以也不考虑对它进行直在正常工况下，参数不会超限，

2、所以也不考虑对它进行直接控制；而在非常工况下，该参数会达到极限值，这时又要求接控制；而在非常工况下，该参数会达到极限值，这时又要求采取强有力的控制手段，避免超限。采取强有力的控制手段，避免超限。选择性控制系统又叫选择性控制系统又叫取代控制，也称超驰控制取代控制，也称超驰控制。l 生产保护性措施的分类：生产保护性措施的分类： 硬保护和软保护硬保护和软保护2.软保护软保护n参数达到第一极限时报警第一极限时报警 设法排除故障 若没有及时排除故障，参数值会达到更严重的第二极限第二极限，经连锁装置动作连锁装置动作，自动停车。达到保护生产的目的。1.硬保护硬保护n参数达到第一极限时报警 设法排除故障 在这

3、同时，改变操作方式改变操作方式，按使该参数脱离极限值为主要控制目标进行控制，以防该参数进一步超限。这种操作方式一般会使原有的控制质量降低，但能维持生产的继续运转，避免了停车。选择性控制系统：选择性控制系统： 把生产过程中的限制条件所构成的逻辑关系，叠加到正把生产过程中的限制条件所构成的逻辑关系，叠加到正常控制系统上去的一种控制方法。常控制系统上去的一种控制方法。 生产过程趋近于危险极限区，但未达到危险区时，一个生产过程趋近于危险极限区，但未达到危险区时，一个用于控制不安全的控制方案取代正常情况下的控制方案，即用于控制不安全的控制方案取代正常情况下的控制方案，即用用一个取代控制器的装置自动顶替正

4、常情况下工作的控制器一个取代控制器的装置自动顶替正常情况下工作的控制器。当生产脱离危险时，再切换到正常工作下的控制器。当生产脱离危险时，再切换到正常工作下的控制器。 要构成选择性控制，生产操作必须有一定选择性逻辑关系。要构成选择性控制，生产操作必须有一定选择性逻辑关系。而选择性控制的实现则需要具有选择功能的而选择性控制的实现则需要具有选择功能的自动选择器自动选择器(高值高值选择器和低值选择器选择器和低值选择器)或有关或有关切换装置切换装置来完成。来完成。5.4.2 选择性控制系统的类型及应用选择性控制系统的类型及应用选择性控制系统的特点：采用了选择性控制系统的特点：采用了选择器选择器。选择器在

5、控制系统中的位置分类：选择器在控制系统中的位置分类： 1）选择器在）选择器在测量变送器测量变送器输出端；输出端； 2）选择器在）选择器在控制器控制器的输出端，并在控制阀前的输出端，并在控制阀前 A、对被控参数的选择、对被控参数的选择 B、对操纵变量的选择、对操纵变量的选择根据控制阀的结构分类：根据控制阀的结构分类： 1) 开关型选择性控制系统开关型选择性控制系统 2) 连续型选择性控制系统连续型选择性控制系统 3) 混合型选择性控制系统混合型选择性控制系统1）选择器位于调节器之前，对变送器输出信号选择）选择器位于调节器之前，对变送器输出信号选择选择的目的有两个：选择的目的有两个：第一个：第一个

6、： 选出最高或最低测量值。选出最高或最低测量值。 图8-62a为反应器热点温度的选择性控制原理图。氢气和氮气在触媒的作用下合成为氨。合成塔内的反应温度是反映氨合成率的间接指标。热点温度过高会烧坏触媒，在触媒层的不同位置上插入热电偶，将测量的温度信号送至高选器，通过选择最高温度进行控制，保证不烧坏触媒。特点：特点：几个变送器合用一个调节器几个变送器合用一个调节器第二个：第二个： 选出可靠测量值。选出可靠测量值。 为防止仪器故障对装置可能造成的危害，对于关键性的检测点可同时安装三个变送器，通过选择器，选出可靠的测量信号进行自动控制，以提高系统运行的可靠程度。 图8-63为反应器成分信号中值选择性控

7、制。2）选择器位于调节器输出端，对调节器输出信号选择）选择器位于调节器输出端，对调节器输出信号选择特点：特点：几个调节器合用一个调节阀几个调节器合用一个调节阀 正常调节器在生产正常情况下工作；取代调节器处于备用状态。在正正常调节器在生产正常情况下工作；取代调节器处于备用状态。在正常情况下，两个调节器同时输出信号到选择器，选出适应生产安全状况的常情况下，两个调节器同时输出信号到选择器，选出适应生产安全状况的控制信号给调节阀，进行自动控制。控制信号给调节阀，进行自动控制。 在生产状况不正常时，通过选择器在生产状况不正常时，通过选择器(低值或高值低值或高值)选出能适应安全状况选出能适应安全状况的控制

8、信号，由取代调节器代替正常调节器工作，直到生产情况恢复正常，的控制信号，由取代调节器代替正常调节器工作，直到生产情况恢复正常，然后再通过选择器的自动切换，仍由原正常调节器来控制生产的正常进行。然后再通过选择器的自动切换，仍由原正常调节器来控制生产的正常进行。A、对被控量的选择性控制系统、对被控量的选择性控制系统工程示例：冷却器出口温度与液氨液位选择性控制系统工程示例：冷却器出口温度与液氨液位选择性控制系统TC物料气氨液氨LC选择器n为了防止液氨带液进入氨压缩机危及氨压缩机安全，控制阀应选气开式。为了防止液氨带液进入氨压缩机危及氨压缩机安全，控制阀应选气开式。n物料出口温度是工艺的操作指标，温度

9、控制器是正常情况下工作的控制物料出口温度是工艺的操作指标，温度控制器是正常情况下工作的控制器，由于温度对象的容量滞后比较大，因此，温度控制器应选择器，由于温度对象的容量滞后比较大，因此，温度控制器应选择PID控控制规律。系统中液位控制器为非正常情况下工作的控制器，因此，液位制规律。系统中液位控制器为非正常情况下工作的控制器，因此，液位控制器应选用窄比例式。控制器应选用窄比例式。n由于液位控制系统是在非正常情况下工作，液位大于给定值时，反作用由于液位控制系统是在非正常情况下工作，液位大于给定值时，反作用控制器控制器LC下降，所以选择器应低选器下降，所以选择器应低选器LS，以防事故的发生。，以防事

10、故的发生。GCT(S)GmL(S)GmT(S)GOL(S)GOT(S)GV(S)GCL(S)LSFTB、对操纵变量的选择性控制系统、对操纵变量的选择性控制系统 与被控量选择性控制系统的差别在于被控量有一个，而操纵变量有两个。它比普通单回路控制系统又增加了一个影响被控量的控制通道。工程示例：加热炉的燃料供热方案工程示例：加热炉的燃料供热方案 采用低值燃料采用低值燃料A和高值燃料和高值燃料B供热。为了节约能源，要求只有在负荷增加后，供热。为了节约能源，要求只有在负荷增加后，在最大限度地使用低值燃料在最大限度地使用低值燃料A仍然感到不足时，才把高值燃料仍然感到不足时，才把高值燃料B作为补充形式投入作

11、为补充形式投入燃烧。燃烧。 串级控制系统：温度控制器的输出信号作为选择计算装置的输入值，经计算串级控制系统：温度控制器的输出信号作为选择计算装置的输入值，经计算后，按照信号，作为低值燃料后，按照信号，作为低值燃料A和高值燃料和高值燃料B流量控制器的设定值。流量控制器的设定值。1) 开关型选择性控制系统开关型选择性控制系统定义：定义： 一般设有一般设有A、B两个可供选择的变量。两个可供选择的变量。 A变量：变量：工艺操作的主要指标；工艺操作的主要指标； B变量变量: 工艺上对它只有一个限值要求。工艺上对它只有一个限值要求。 在限值以内时，生产过程按变量在限值以内时，生产过程按变量A进行连续控制，