7选择性控制系统(2).ppt

过程控制ProcessControl 上篇过程控制系统第7章选择性控制系统 本章要点 选择性控制的概念 选择性控制系统的类型 选择性控制系统的设计本章学习目标 掌握选择性控制的基本概念 了解选择性控制系统的类型 掌握各类选择性控制系统的工作原理 设计方法与适用场合 理解积分饱和现象产生的原因 第7章选择性控制系统 7 1选择性控制系统概述7 2选择性控制系统的类型7 3选择性控制系统的设计7 4积分饱和及其防止实施 7 1选择性控制系统概述 选择性控制又叫取代控制 也称超驰控制 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 或是使生产暂时停下来 以防事故的发生或进一步扩大 硬保护措施就是当生产操作达到安全极限时 有声 光警报 此时 或是由操作工将控制器切到手动状态 进行手动操作和处理 或是通过专门设置的连锁保护电路实现自动停车 达到保护生产的目的 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 即不使设备停车而又起到对生产进行自动保护的目的 生产操作必须具有一定的选择性逻辑关系 由自动选择器 高值选择器HS或低值选择器LS 或有关的切换装置 切换器 带控制接点的控制器或测量仪表 来完成 7 2选择性控制系统的类型 7 2 1开关型选择性控制系统 在正常情况下 变量B处于限值内 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调节器的输出 而使调节阀迅速关闭或打开 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 带上限接点的液位变送器 电磁三通阀 丙烯冷却器温度控制系统 开关型选择性控制系统方框图 电磁三通阀 用信号器 切换器组成的开关型选择性控制系统 当液位低于75 时 调节阀接受温度调节器的控制信号当液位高达75 时 调节阀接受的信号为0 阀全关 脱丙烷塔回流罐液位与丙二烯转化器进料蒸发器液位开关型选择性控制系统 开关型选择性控制系统实例 7 2 2连续型选择性控制系统 连续型选择性控制系统与开关型选择性控制系统的不同之处在于 当取代作用发生后 调节阀不是立即全开或全关 而是在其原有的开度基础上继续进行连续调节 因此 对调节阀而言 控制作用是连续的 而并非只有开或闭两种状态 在选择调节器输出信号的连续型选择性控制系统中 一般具有两台连续型调节器 它们的输出通过一台选择器 高选器或低选器 后 送往调节阀 这两台调节器一台在正常情况下工作 一台在非正常情况下工作 例1 锅炉燃烧系统蒸汽压力与燃料气压力选择性控制系统 正常情况 燃料气压力低于脱火压力 P1C工作 蒸汽压力控制系统非正常情况 燃料气压力高于脱火压力 P2C工作 燃料气压力控制系统 防止脱火 窄比例 例1 锅炉燃烧系统蒸汽压力与燃料气压力选择性控制系统 蒸汽压力与燃料气压力选择性控制系统方块图 例2 绿油塔液位与脱丙烷塔进料连续型选择性控制系统 正常情况 绿油塔液位L高于给定值LS FC工作 进料流量控制系统非正常情况 绿油塔液位L低于下限值LS LC工作 绿油塔液位控制系统 例2 绿油塔液位与脱丙烷塔进料选择性控制系统 绿油塔液位与脱丙烷塔进料选择性控制系统方块图 例3 具有逻辑提量功能的锅炉燃烧控制系统 两套连续型选择性控制系统 共同完成提负荷时先提空气量后提燃料量 而降负荷时则先降燃料量后降空气量 从而实现具有逻辑提量功能的比值控制系统 工作过程分析参见第5章5 2 6 对于选择变送器输出信号的连续型选择性控制系统 至少需采用两个或两个以上的变送器 且变送器的输出信号均送入选择器 选择器选择符合要求的信号送至调节器 实现控制功能 化学反应器热点温度选择性控制系统 7 2 3混合型选择性控制系统 锅炉燃烧系统选择性控制系统 防脱火 防回火 混合型选择性控制系统中 既包含有开关型选择的内容 又包含有连续型选择的内容 连续型防脱火 开关型防回火 带下限接点当燃气压力低于下限值时 关闭控制阀 防止 回火 7 3选择性控制系统的设计 调节阀开 闭形式选择根据生产安全要求选择调节阀的开 闭形式调节器规律及正 反作用选择根据对象的特性和控制的要求 选择调节器的控制规律及正 反作用选择器类型的选择根据调节器的正 反作用和选择性控制系统设置的目的 确定选择器的类型 控制规律选择 选择器类型的选择 正常情况下工作的控制器 应选PI或PID非正常情况工作的控制器 应选窄比例式 KC很大 根据生产处于不正常情况下 非正常情况调节器的输出信号高 低来确定 如果在这种情况下它的输出为高信号 则应选高选器 如果在这种情况下它的输出为低信号 则应选低选器 举例 氨冷却器出口温度与液氨液位选择性控制系统 为了防止气氨带液进入氨压缩机后危及氨压缩机的安全 调节阀应选择气开式 这样一旦调节阀失去能源 即断气 调节阀处于关闭状态 不致使液位不断上升 温度对象 为 调节阀 气开为 TC 正作用 液位对象 L 为 调节阀 气开为 LC 反作用 物料出口温度是工艺的操作指标 温度调节器TC是正常情况下工作的调节器 应该选择PID控制规律 液位调节器为非正常情况下工作的调节器 为了在液位上升到安全限度时 液位调节器能迅速地投入工作 液位调节器应选为窄比例式的 当液位大于上限值时 LC输出为低信号 选择器应为 低选器 7 4积分饱和及其防止措施 在选择性控制系统中 某一时刻选择器只能选中两个调节器中的一个 并将该调节器的输出信号送往执行器 而未被选中的调节器则