过程控制工程 第六章.pdfVIP

第6章选择性控制系统

6．l概述

选择性控制又叫取代控制(overridecontrol)，也称超驰控制。

通常自动控制系统只能在生产工艺处于正常情况下进行工作。一旦生产出现

事故状态，控制器就要改为手动，待事故排除后，控制系统再重新投入工作。对

于现代化大型生产过程来说，生产控制仅仅做到这一步远远不能满足生产要求。

在大型生产工艺过程中，除了要求控制系统在生产处于正常运行情况下能够克服

外界干扰，维持生产的平稳运行，当生产操作达到安全极限时，控制系统应有一

种应变能力，能采取一些相应的保护措施，促使生产操作离开安全极限，返回到

正常情况；或是使生产暂时停止下来，以防事故的发生或进一步扩大。像大型压

缩机的防喘振措施、精馏塔的防液泛措施等都属于非正常生产过程的保护性措施。

属于生产保护性措施的有两类：一类是硬保护措施；一类是软保护措施。

所谓硬保护措施就是当生产操作达到安全极限时，有声、光警报产生。此时，

或是由操作工将控制器切到手动，进行手动操作，进行处理；或是通过专门设置

的联锁保护线路实现自动停车；达到保护生产的目的。就人工保护来说，由于大

型工厂生产过程中的强化、限制性条件多而严格，生产安全保护的逻辑关系往往

比较复杂，即使编写出详尽的操作规程，人工操作也难免会出现错误。此外，由

于生产过程进行的速度往往很快，操作人员的生理反映往往难以跟上，因此，一

旦出现事故状态，情况十分紧急，容易出现手忙脚乱的情况，某个环节处理不当，

就会使事故扩大。所以，在遇到这类问题时，常常采用联锁保护的办法进行

处理。即当生产达到安全极限时，通过专门设置的联锁保护线路，能自动地使设

备停车，达到保护的目的。

通过事先专门设置的联锁保护线路，虽然能在生产操作达到安全极限时起到

安全保护的作用，但是，这种硬性保护方法动辄就使设备停车，必然会影响到生

产和造成经济损失。对于大型连续生产过程来说，即使短暂的设备停车也会造成

巨大的经济损失。因此这种硬保护措施已逐渐不为人们所欢迎，相应地出现了软

保护措施。

所谓生产的软保护措施，就是通过一个特定设计的选择性控制系统，在生产

短期内处于不正常情况时，既不使设备停车而又起到对生产进行自动保护的目的。

在这种选择性控制系统中已经考虑到了生产工艺过程限制条件的逻辑关系。当生

产操作趋向极限条件时，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，直到生产操作重新回到安全范围时，正常情况下工作的控制方案又

恢复对生产过程的正常控制。因此，这种选择性控制有时又被称之为自动保护性

控制。某些选择性控制系统甚至连开：停车都能够由系统控制自动地进行而无需

人的参与。

要构成选择性控制，生产操作必须具有一定选择性逻辑关系。而选择性控制

的实现则需要靠具有选择功能的自动选择器(高值选择器和低值选择器)或有关的

142

切换装置(切换器、带接点的控制器或测量装置)来完成。

6．2选择性控制系统的类型及应用

6．2．1开关型选择性控制系统

在这一类选择性控制系统中，一般有A、B两个可供选择的变量。其中一个

变量(例如A)是工艺操作的主要技术指标，它直接关系到产品的质量；另一变量B，

工艺上对它只有一个限值要求，生产操作在B限值以内，生产是安全的，一旦超

出限值，生产过程就有发生事故的危险。因此，在正常情况下，变量B处于限值

以内，生产过程按照变量A进行连续控制，一旦变量B达到限值，为了防止事故

的发生，所设计的选择性控制系统将通过专门的装置(电接点、信号器、切换器)

切断变量A控制器的输出，而使控制阀迅速关闭或打开，直到变量B回到限值以

内，系统才重新恢复到按变量A进行连续控制。

开关型选择性控制系统一般都用作系统的限值保护。图6．1(b)所示的丙烯冷

却器裂解气出口温度与丙烯液位选择性控制系统就是开关型选择性控制应用的一

个实例。

裂解气（88）气丙烯裂解气（88）气丙烯

℃℃

液丙烯液丙烯