4.3.2选择性控制系统解析.pptVIP

4.3.2 选择性控制系统 主要内容 基本原理 系统结构 性能分析 设计与应用 4.3.2.1 基本原理 在生产过程中，一般都有一定的安全保护措施。例如，声光报警或自动安全联锁。即当生产工艺参数达到安全极限时，报警开关接通，通过报警灯或警铃发出报警信号，改为人工手动操作或通过自动安全联锁装置，强行切断电源或气源，使整个工艺装置或某些设备停车，待操作人员排除故障后再重新启动。 随着生产的现代化，一些生产过程速度很快，操作人员往往还没有反应过来，事故可能已经发生了。现在的生产多数都是大规模的连续生产，安全联锁装置在故障时强行使一些设备停车，引起大面积停工停产，将会造成很大的经济损失。 因此，一种既能自动起保护作用而又不停车的“软保护”措施就应运而生了。这就是选择性控制系统，也称为取代控制系统或超驰控制系统。 在选择性控制系统中，把生产过程中的限制条件所构成的逻辑关系叠加到正常的控制系统中去，即当工艺过程参数趋近于危险极限，但还未到达危险极限时，一个用于控制不安全情况的控制方案将取代正常情况下工作的控制方案，用取代控制器自动顶替正常工况下的控制器的工作。 正常控制器与取代控制器的自动切换可由选择器进行判别。 定义： 把控制回路中有选择器的控制系统称为选择性控制系统。（Selective Control） 选择器实现逻辑运算，分为高选器和低选器两类。高选器输出是其输入信号中的高信号，低选器输出是其输入信号中的低信号。 4.3.2.2 系统结构 根据选择性控制系统中被选择的变量性质，可分为三种类型： 对被控变量进行选择的选择性控制系统 对操纵变量进行选择的选择性控制系统 对测量信号进行选择的选择性控制系统 （1）对被控变量的选择性控制系统 被控变量有两个，而操纵变量（执行器）只有一个，选择器对被控变量进行选择。 例：液态氨冷却器控制系统 液氨蒸发冷却器是工业生产中常用的一种换热设备，它利用液氨的蒸发吸取大量的汽化热，来冷却流经管内的被冷却物料。工艺上要求被冷却物料的出口温度稳定为某一定值，所以将被冷却物料的出口温度作为被控变量，以液态氨的流量作为操纵变量，构成正常工况下的单回路定值控制系统。 液态氨冷却器单回路定值控制系统 控制阀：气开式 温度控制器：正作用 在正常工况下，操纵液氨流量使被冷却物料的出口温度得到控制，而液位在允许的一定范围内变化。如果突然出现非正常情况，假设有杂质油漏入被冷却物料管线，使导热系数下降，原来的传热面积不能带走同样多的热量，只有使液位升高，加大传热面积。如果当液位升高到全部淹没换热器的所有列管时，传热面积已达到极限，出口温度仍没降下来，温度控制器会不断地开大控制阀门，使液位继续升高，将导致气氨中夹带液氨进入压缩机，损坏压缩机叶片。为了保护压缩机的安全，要求氨蒸发器有足够的气化空间，限制氨液面的上限高度，因此，需要在温度控制系统的基础上，增加一个液面超限的取代单回路控制系统。 液态氨冷却器选择性控制系统 液位控制器：反作用 选择器：低选器 系统框图 工作原理 在正常工况下，液位处于安全范围，低于界限值，由于液位控制器的反作用使其输出高于温度控制器的输出，从而低值选择器选中了温度控制器，液位控制器处于开环待命的状态。 当氨的液位达到高限值时，由于液位的升高使液位控制器的输出减小，同时，冷却物出口温度较高，正作用的温度控制器输出较大，因而低值选择器立即选中液位控制器，而温度控制器则成为开环状态。 （2）对操纵变量的选择性控制系统 被控变量只有一个，而操纵变量却有两个，选择器对操纵变量进行选择。 例：对燃料的选择性控制系统 加热炉采用多种燃料燃烧，当低值燃料A的流量没有超过上限值AH时，尽量用A燃料。在AAH时则用高热值燃料B来补充。 多燃料燃烧的选择性控制系统 系统框图 （3）对测量信号的选择 将选择器接在变送器的输出端，一般用来对测量信号进行选择。 例：对反应器各处温度测量值的选择性控制系统。 反应器内装有固定触媒层，由于热点温度的位置可能会随着催化剂的老化、变质和流动等原因而有所移动，为防止反应温度过高烧坏触媒，因此，反应器内各处温度都应参加比较，选择其中的最高温度用于控制。 对温度测量值的选择性控制系统 4.3.2.3 设计与应用 1、抗积分饱和 在选择性控制系统中，无论在正常工况下，还是在异常工况下，总是有控制