过程控制工程(孙洪程版)第六章 选择性控制系统课件

过程控制系统及工程信息学院自动化系：孙洪程

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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6.1概述

选择性控制，取代控制，超驰控制控制系统要求：●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——自动保护性控制

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6.2.1A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开关型选择性系统6.2.1图6—2开关型选择性控制系统方块图控制阀液位对象液位温度对象开关温度控制器温度

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。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PYPXPZ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＝pxpz＝0．1MPa时，

pY＝0TC开关型选择性系统6.2.1丙二烯蒸发器回流罐A.OLC1L1LC2L2当L2低于75％时电磁阀失电当L2高于75％时电磁阀加电图6—4回流罐液位与蒸发器液位开关型选择控制系统

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）→控制阀连续型选择性控制系统6.2.2图6—5蒸汽压力与燃料气压力选择性控制系统正常PAPBPY=PA异常PAPBPY=PB例子1：PC1PC2LSPYPBPA供水蒸汽A.O蒸汽压力变送器燃料压力变送器控制器PC1控制器PC2LSpApBpYGV（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图6-7液位和流量系统连续型选择性控制系统6.2.2例子2：FCLCLSA.O绿油塔脱丙烷塔进料FLs（30%）正常FC

LC

FC被选中异常FCLCLC被选中绿油塔液位:>30%恒定进料;<30%控制液位混合型选择性控制系统6.2.3既包含有开关型选择，又有连续型选择供水图6—9混合型选择性控制系统

PC2PC1PC3LS蒸汽燃料气A.O6.3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，要有积分作用，PI、PID非正常工作调节器，窄比例（P大）

正反作用：与单回路相同

6.3选择性控制系统的设计选择器类型——选择目的及控制器正反作用形式

例子:氨冷却器出口温度与液氨液位选择性系统

分析：（1）控制阀选为气开式（防止液氨带进压缩机）

LCTCA.OLS（2）出口温度是工艺控制主要指标，TC是正常工作的控制器，TC选择PID规律，LC为非正常工作控制器，为在液位上升到安全限时迅速投入工作，选窄比例规律（3）温度控制系统：对象“-”，控制阀“+”，TC“+”液位控制系统：对象“+”，控制阀“+”，LC“-”（4）LC反作用，正常工作时，低于上限，输出高信号，不被选中，LS6.3选择性控制系统的设计6.4积分饱和及其预防措施有积分作用的控制器，如果处于开环状态，由于偏差一直存在，那么，输出就一直增加/减小，直到达到仪表输出极限

产生积分饱和的3个条件：（1）I作用（2）开环（3）偏差长期存在不但选择性系统中，其它系统，只要具备以上三个条件，就会有积分饱和（如串级）

积分饱和积分饱和的产生及其危害性6.4.1控制器开环（未被选中）输出一直变化，达到极限气动控制器0.02~0.1Mpa---0~0.14Mpa电动控制器4~20mA---4~20mA当被选中时，由于信号已经超出了有效区间，阀门不动