第6、7章-选择控制系统和分程阀位控制系统.ppt

* 过程控制工程 第6章 选择性控制系统 第 8 课 Process Control Engineering 北京化工大学 信息科学与技术学院自动化系 宿翀 第7章 分程及阀位控制系统 选择性控制系统 6.1 概述 6.2 选择性控制系统的类型及应用 6.3 选择性控制系统的设计 6.4 积分饱和及其预防措施 第6章 教学进程 6.1 概述 选择性控制 / 取代控制 / 超驰控制 一般过程控制系统的要求： ● 正常时：克服干扰，维持生产平稳运行 ● 达到安全极限时：具有应变能力，采取相应 的措施，使生产离开安全极限，返回正常情况 教学进程 6.1 概述 硬保护措施：声、光报警，连锁保护 → 停车， 损失大 软保护措施：设计选择性系统，在不正常情况下， 起到保护控制，直到生产正常 两类保护措施： 在正常情况下，仍实施正常控制的保护性系统： —— 选择性控制（自动保护性控制） 教学进程 6.1 概述 选择性系统依据： 工艺操作的选择性逻辑关系 实现设备： 自动选择器（HS、LS）、切换开关 教学进程 6.2 选择性控制系统的类型及应用 开关型选择性系统 6.2.1 A变量：工艺操作指标 B变量：安全界限，操作在B内是安全的， 超出，生产就有危险 正常情况，B处于界限内，对A进行连续控制 一旦B达到界限，为防止事故，切断A控制器输出，使控制阀迅速打开或关闭，直到B回到安全界限内，然后恢复A的连续控制 变量 控制 教学进程 开关型选择性系统 6.2.1 裂解气（88℃） 15℃ 气丙烯 液丙烯 TC 图6-1 乙烯分离裂解气用液丙烯冷却 控制方案A：裂解气温度控制，通过液丙烯换热面积控制 教学进程 开关型选择性系统 6.2.1 裂解气（88℃） 气丙烯 液丙烯 TC 问题：当换热器列管全部被淹没时，通过开大控制阀就已经没有作用了， 并且有可能没有丙烯的蒸发空间了，汽带液，压缩机受损害 控制方案B：裂解汽温度与丙烯冷却器液位选择性系统 教学进程 开关型选择性系统 6.2.1 控制阀 图6—2 开关型选择性控制系统方块图 液位对象 液位 温度对象 开 关 温度控制器 温度 分析： 带上限接点的液位控制器（上限设在75%左右）、气动控制管路上的电磁三通阀 正常情况下（液位低于75%）：接点断开（常开），电磁阀通（电关阀），温度控制。 液位高于75%：接点闭合，切断温度控制器的输出，控制阀气动管线与大气通，阀关闭，切断液丙烯进料。 教学进程 开关型选择性系统 6.2.1 裂解气（88℃） 气丙烯 液丙烯 信号器 切换器 PY PX PZ 信号器 当液位达到75％时 pz＝0．1MPa 当液位低于75％时 pz＝0 切换器 当pz＝0时，pY＝px pz＝0．1MPa时， pY＝0 TC 教学进程 开关型选择性系统 6.2.1 丙二烯 蒸发器 回流罐 A.O LC1 L1 LC2 L2 当L2低于75％时： LC1自动控制 当L2高于75％时 LC2关闭控制阀 图6—4 回流罐液位与蒸发器液位开关型选择控制系统 教学进程 连续型选择性控制系统 6.2.2 当取代作用发生后，不是使控制阀全开或全关，而是继续实施连续控制 方式： 两个连续控制器， 一个正常情况下工作 一个非正常情况下工作 →一个选择器（HS、LS）→ 控制阀 教学进程 连续型选择性控制系统 6.2.2 蒸汽 PC1 PC2 LS PY PB PA 供水 图6—5 蒸汽压力与燃料气压力选择性控制系统 正常 PA PB PY= PA 异常 PA PB PY= PB 例子1： 教学进程 蒸汽压力变送器 燃料压力变送器 控制器PC1 控制器PC2 LS pA pB pY GV（s） 燃料压力对象 蒸汽压力对象 图6—6 蒸汽压力与燃料压力选择性控制系统方块图 连续型选择性控制系统 6.2.2 教学进程 图6-7 液位和流量系统 连续型选择性控制系统 6.2.2 FC LC LS A.O 绿油塔 脱丙烷塔 进料F Ls（30%） 例子2： 正常 FC LC FC被选中 异常 FC LC LC被选中 教学进程 混合型选择性控制系统 6.2.3 既包含有开关型选择，又有连续型选择 PC2 PC1 PC3 LS 蒸汽 燃料气 供水 A.O 图6—9 混合型选择性控制系统 教学进程 6.3 选择性控制系统的设计 控制阀开闭形式——安全要求 与单回路相同 控制器规律和控制器正反作用——对象特性和控制要求 控制规律： 正常工作调节器，要有积