分程控制系统PPT课件VIP

第六章其他控制系统，第一节选择性控制系统，控制系统在异常工况下有两种安全保护措施：一种是硬保护措施，另一种是软保护措施，硬保护措施是联锁保护系统。当生产工况超过一定范围时，联锁保护系统采取一系列相应措施，如声光报警、自动手动操作、联锁等。以使生产过程处于相对安全的状态。缺点：这种硬保护措施经常会停止生产，造成更大的经济损失。用一个控制方案来控制不安全的情况，自动替换正常的生产控制方案，用一个替换控制器替换正常的控制器，直到生产过程恢复正常，然后使原来的控制方案恢复工作，用一个正常的控制器替换控制器。软保护措施：通过专门设计的自动选择性控制系统，当生产在短时间内处于异常工作状态时，它不会停止设备但也达到了自动保护生产的目的。这个系统应该有两个方面：首先，在生产和操作中有一定的选择性。第二，控制系统的每个环节必须包括一个具有选择功能的选择单元。一般情况下，系统配备两个控制器(或两个以上的变送器)，通过选择器选择能适应安全生产情况的控制信号，实现生产过程的自动控制。用于连续选择性控制系统的两种选择器位于两个控制器和一个致动器之间，这是选择性控制系统中常见的类型。选择性控制系统的类型，以锅炉为例，然而，燃气的压力也随着燃气量的增加而增加，当燃气压力过高而超过一定的安全极限时，就会出现失火现象。一旦发生失火，由于燃烧室中积聚了大量的燃气和空气混合物，有爆炸的危险。一般情况下，通过控制燃料量来保证蒸汽压力的稳定。当蒸汽量增加时，蒸汽压力会下降，为了保证蒸汽压力不变，必须在增加供水量的同时，相应增加燃气量。锅炉控制系统中常采用蒸汽压力和燃气压力的选择性控制系统来防止失火的发生。当燃料气体压力恢复正常时，蒸汽压力控制器P1C的输出B再次变为低信号。自动切换后，蒸汽压力控制系统恢复运行。从安全角度来看，燃气控制阀应该打开。正常情况下，燃气压力低于给定值。由于P2C是一个反应，其输出A将是一个高信号，而蒸汽压力控制器P1C的输出B将是一个低信号。此时，低选择器选择B信号来控制阀门，以使蒸汽压力满足工艺要求。并且当燃料气体压力上升到超过失火压力时，因为P2C是一个反应，所以它的输出A将是一个低信号，并且将由低选择器选择A，从而替换蒸汽压力控制器以防止失火的发生。因此，控制阀的开度将减小，阀后的压力将下降，从而起到自动保护的作用。特点：多个变送器共用一个控制器，选择器位于控制器前面，用于选择变送器的输出信号。它的主要目的是在控制器前面有两个：和2)选择器。二是采用多个仪表测量同一个检测点，以防止仪表故障造成的事故，并选择可靠的测量值，即冗余系统。一种是选择几个最高或最低的信号进行控制，即竞争控制系统、竞争控制系统和冗余系统。一个变量是工艺操作的主要技术指标，另一个变量仅对工艺有极限值要求。只要不超过极限值，就能保证正常生产。因此，通常根据影响生产的主要变量进行连续控制。一旦另一个变量达到极限要求，为了防止事故的发生，选择性控制系统将通过特殊装置(电子控制器)切断主变量控制器的输出，2。开关式选择控制系统。该控制系统通常有两个可选变量。5)选择高选择器时，应考虑事故时的保护措施。3.选择性控制系统的设计。1.选择器的选择。选择选择器时，应根据生产异常时替换控制器的输出信号是高还是低来确定选择器的类型。步骤：1)从安全角度确定控制阀的空气开关类型；4)根据替换控制器的输出信号类型确定选择器是高选择器还是低选择器；(2)确定正常工作条件和替换工作条件下的物体特性，即正负放大系数；(3)确定正常控制器和替换控制器的正负效应；4.积分饱和及其预防。控制器的输入，即偏差信号，总是存在的。产生积分饱和：1有三个条件。控制器具有积分功能；2。控制器处于开环工作状态，即其输出不送至控制阀；在选择性控制系统中，总是有一个控制器处于开环状态。如果这个控制器有积分功能，积分饱和就会发生。外部信号用作控制器的积分反馈信号。为了防止积分饱和，1)在限幅方法中使用高低限幅器，使控制器的输出信号限制在工作范围内。(2)外部反馈法，当控制器处于开环运行状态时，由于积分反馈信号不是输出信号本身，因此不会对偏差形成积分效应，从而防止积分饱和的发生。如图所示，选择控制系统的两个比例积分控制器的输出分别是P1和P2。其中一个由选择器选择并发送到控制阀，发送到控制阀的信号同时被引回到两个控制器的集成链路。分程控制系统将一个控制器的输出分成若干段，每个信号段控制相应的控制阀，从而实现一个控制器对多个控制阀的控制。在上述控制系统中，通常一个控制器的输出仅用于控制一个控制阀。如果控制器的输出信号在阀门a的0.02 0.06兆帕范围内，控制器的输出信号在阀门b的0.06 0.1兆帕范围内，控制器的输出信号分为两段，两个控制阀分别由不同的输出信号段控制。 因此控制阀的空气开启和空气关闭形式可分为两种：一种是控制阀的同向动作，即随着控制器输出信号的变化，控制阀同时开启或关闭，两个阀同时开启或关闭。 另一种是控制阀的无方向动作，即随着控制器输出信号的变化，一个控制阀打开，另一个关闭，两个控制阀打开和关闭。在分流控制中，同向或异向控制阀的选择应根据过程的实际需要而定。为了实现分离控制，所用的阀门必须配备阀门定位器。通过阀门定位器，阀门接收调节器输出的不同信号段，并在相应信号段内通过整个行程。如果一个调节器同时控制两个调节阀，当通过调节阀门定位器的零点和量程产生4 1220mA信号时，阀门定位器将输出0.02 0.06兆帕信号，控制阀门通过全行程，当产生1220mA信号时，阀门定位器将输出0.06 0.1兆帕信号，控制阀门通过全行程。2.分程控制的应用1。扩大阀门可调范围，提高控制质量。控制阀的一个重要指标是阀门的可调比率R、阀门能够控制的最小流量以及阀门能够控制的最大流量。在图中，如果两个阀门的可调比相等，当大阀门的泄漏可以忽略时，最小流量为，最大流量为，可调比将扩大到2。控制两种不同的介质以满足工艺要求。在一些间歇生产化学反应过程中，需要两个控制阀A和B来分别控制冷水和蒸汽这两种传热介质。需要设计一个分离控制系统。调节器输出的不同信号段用于控制两个阀门，以满足过程中的冷却和加热要求。1)确定阀门的类型。从安全角度来看，冷水阀A选择气闭型，蒸汽阀B选择气开型？2)确定本系统的范围，温度调节器应是反应性的。为了节约能源，在供暖期间，冷水阀应关闭，蒸汽阀应打开。当温度太高而无法冷却时，在打开冷水之前关掉蒸汽。调节器反应，即温度上升，当其输出信号下降(从20 4 ma)时，先关闭蒸汽阀，然后打开大冷水阀，因此蒸汽阀应工作在高信号区(20 12 ma，0.06 0.1 MPa)，而冷水阀应工作在低信号区(12 4 ma，0.02 0.06 MPa)，一般在同一方向上分程动作是为了满足膨胀过程上可调比的要求；反向分割动作是为了满足工艺的特殊要求。在反应前的预热阶段，由于温度测量值小于给定值，调节器输出相对较大(大于0.06兆帕)，阀门A关闭，阀门B打开。此时，蒸汽被引入以加热循环水，然后反应物温度通过夹套缓慢升高。当反应物的温度达到反应温度时，化学反应开始，热量释放，反应物的温度升高。调节器是反应性的。随着温度升高，调节器输出继续下降，阀门B逐渐关闭。调节器输出小于0.06兆帕后，关闭阀门B，逐渐打开阀门A。冷水流过夹套以除去反应产生的热量，从而保持反应温度不变。据分析，氮气密封技术的技术要求是保持储罐内的氮气压力处于略正的压力。3.用于确保生产过程的安全性和稳定性。相反，当储罐中的材料量减少时(即当液位