第五節(jié)選擇性控制系統

1、上節(jié)課內容回顧上節(jié)課內容回顧原料出口溫度原料出口溫度1(t)原料原料T1CT1T燃料燃料管式加熱爐管式加熱爐T2CT2T主控制器調節(jié)閥x1爐膛原料油f2、f3 f1管壁溫度變送器1溫度變送器2副控制器x2(t)2(t)1(t) 簡單均勻控制串級均勻控制單閉環(huán)比值控制雙閉環(huán)比值控制M蒸汽蒸汽換熱器換熱器冷物料冷物料入口入口熱物料熱物料出口出口冷凝水冷凝水FTFC合成氨工業(yè)中的氨冷器合成氨工業(yè)中的氨冷器TC反應產物氣態(tài)氨液氨25 -2 第五節(jié)第五節(jié) 選擇性控制系統選擇性控制系統 5.1 概述概述 5.2 選擇性控制系統的類型及應用選擇性控制系統的類型及應用 5.3 選擇性控制系統的設計選擇性控制系

2、統的設計5.1 概述概述生產保護性措施生產保護性措施 硬保護措施硬保護措施軟保護措施。軟保護措施。 在大型生產工藝過程中，除了要求控制系統在生產在大型生產工藝過程中，除了要求控制系統在生產處于正常運行情況下能夠克服外界干擾，維持生產的平處于正常運行情況下能夠克服外界干擾，維持生產的平穩(wěn)運行，當生產操作達到安全極限時，控制系統應有一穩(wěn)運行，當生產操作達到安全極限時，控制系統應有一種應變能力，能采取一些相應的保護措施，促使生產操種應變能力，能采取一些相應的保護措施，促使生產操作離開安全極限，返回到正常情況；或是使生產暫時停作離開安全極限，返回到正常情況；或是使生產暫時停下來，以防事故的發(fā)生或進一步

3、擴大。下來，以防事故的發(fā)生或進一步擴大。 硬保護措施硬保護措施 特點：就是當生產操作達到安全極限時：有聲、光警報產生；或是將控制器切到手動，進行手動操作和處理；或是通過專門設置的連鎖保護線路實現自動停車，達到保護生產的目的。 缺點：操作不及時，容易出事故，停車造成巨大經濟損失等軟保護措施軟保護措施 就是通過一個特定設計的選擇性控制系統，當生產短期內處于不正常情況時，在設備不停車的情況下，通過一定的選擇器選擇用于非正常情況下的控制方案取代正常情況下工作的控制方案，直到生產操作重新回到安全范圍時，正常情況下工作的控制方案又恢復對生產過程的正?？刂?。5.2 選擇性控制系統的類型及應用選擇性控制系統的

4、類型及應用1. 開關型選擇性控制系統開關型選擇性控制系統 一般有一般有A、B兩個可供選擇的變量。兩個可供選擇的變量。 變量變量A，工藝操作的主要技術指標，直接關系到產品的質量，工藝操作的主要技術指標，直接關系到產品的質量 變量變量B，工藝上要求在，工藝上要求在B限值以內，生產是安全的限值以內，生產是安全的選擇性控制又叫選擇性控制又叫取代控制取代控制，也稱，也稱超馳控制超馳控制。 開關型選擇性控制系統一般都用作系統的開關型選擇性控制系統一般都用作系統的限值保護限值保護。 正常工況下正常工況下（液位低于（液位低于75%）：裂解氣出口溫度控制系統）：裂解氣出口溫度控制系統非正常工況非正常工況（液位高

5、達（液位高達75%）：關閉控制閥，液位慢慢下降）：關閉控制閥，液位慢慢下降 當液位低于當液位低于75%時時帶上限接帶上限接點的液位點的液位變送器變送器電磁三通閥電磁三通閥開關型選擇開關型選擇性控制系統性控制系統方框圖？方框圖？用信號器、切換器組成的開關型選擇性控制系統用信號器、切換器組成的開關型選擇性控制系統當當L75%時時, Pz0當當L75%時時, Pz0.1MPa 當當Pz0時時, PyPx 當當Pz0.1MPa時時, Py0當液位低于當液位低于75%時，控制閥接受溫度控制器的控制信號時，控制閥接受溫度控制器的控制信號當液位高達當液位高達75%時，控制閥接受的信號為時，控制閥接受的信號為

6、0，控制閥全關，控制閥全關脫丙烷塔回流罐液位與丙二烯轉化器進料脫丙烷塔回流罐液位與丙二烯轉化器進料蒸發(fā)器液位開關型選擇性控制系統蒸發(fā)器液位開關型選擇性控制系統 正常工況正常工況（液位（液位L2低于低于75%） 回流罐液位回流罐液位(L1)控制系統控制系統非正常工況非正常工況（液位（液位L2高達高達75%） 切斷控制閥，液位切斷控制閥，液位L2下降下降 當蒸發(fā)器液位低于當蒸發(fā)器液位低于75%時時, LC2接點斷開接點斷開2. 連續(xù)型選擇性控制系統連續(xù)型選擇性控制系統 在連續(xù)型選擇性控制系統中，一般具有兩臺連續(xù)在連續(xù)型選擇性控制系統中，一般具有兩臺連續(xù)型控制器，它們的輸出通過一臺選擇器（高選器或低

7、型控制器，它們的輸出通過一臺選擇器（高選器或低選器）后，送往控制閥。這兩臺控制器一臺在正常情選器）后，送往控制閥。這兩臺控制器一臺在正常情況下工作，一臺在非正常情況下工作。況下工作，一臺在非正常情況下工作。 與開關型區(qū)別：與開關型區(qū)別：連續(xù)控制連續(xù)控制實例：實例：蒸汽鍋爐壓力控制系統蒸汽鍋爐壓力控制系統防止脫火防止脫火A.O反作用反作用正常情況正常情況:燃料氣壓力燃料氣壓力低于脫火壓力低于脫火壓力,PC1工作工作-蒸汽壓力控制系統蒸汽壓力控制系統非正常情況非正常情況:燃料氣壓力燃料氣壓力高于脫火壓力高于脫火壓力, PC2工作工作-燃料氣壓力控制系統燃料氣壓力控制系統蒸汽壓力與燃料氣壓力選擇性控

8、制系統方框圖蒸汽壓力與燃料氣壓力選擇性控制系統方框圖實例：綠油塔液位與脫丙烷塔進料選擇性控制系統實例：綠油塔液位與脫丙烷塔進料選擇性控制系統正常情況正常情況:綠油塔液位綠油塔液位L高于給定值高于給定值LS,FC工作工作-進料流量控制系統進料流量控制系統非正常情況非正常情況:綠油塔液位綠油塔液位L低于下限值低于下限值LS,LC工作工作-綠油塔液位控制系統綠油塔液位控制系統3. 混合型選擇性控制系統混合型選擇性控制系統 鍋爐燃燒復合型選擇性控制系統鍋爐燃燒復合型選擇性控制系統(防脫火、防回火防脫火、防回火) 混合型選擇性控制系統中混合型選擇性控制系統中,既包含有開關型選擇的內容，既包含有開關型選擇

9、的內容，又包含有連續(xù)型選擇的內容。又包含有連續(xù)型選擇的內容。 連續(xù)型連續(xù)型防脫火防脫火開關型開關型防回火防回火帶下限接點帶下限接點當燃氣壓力當燃氣壓力低于下限值低于下限值時，關閉控時，關閉控制閥，防止制閥，防止“回火回火”3. 混合型選擇性控制系統混合型選擇性控制系統 混合型選擇性控制系統方塊圖混合型選擇性控制系統方塊圖5.3 選擇性控制系統的設計選擇性控制系統的設計l 執(zhí)行器氣開、氣關形式選擇執(zhí)行器氣開、氣關形式選擇l控制器規(guī)律及正、反作用選擇控制器規(guī)律及正、反作用選擇 正常應選正常應選PI或或PID 非正常應選窄比例式（非正常應選窄比例式（Kp很大）很大）l 選擇器類型的選擇選擇器類型的選

10、擇 高選器高選器低選器低選器實例：實例：氨冷卻器出口溫度與液氨液位選擇性控制系統氨冷卻器出口溫度與液氨液位選擇性控制系統 為了防止氣氨帶液進入氨壓縮機后危及氨壓縮機的安全，為了防止氣氨帶液進入氨壓縮機后危及氨壓縮機的安全， 執(zhí)行器執(zhí)行器應選擇應選擇氣開式氣開式。這樣一旦控制閥失去能源。這樣一旦控制閥失去能源(即斷氣即斷氣), 控制閥處于關閉狀態(tài)，不致使液位不斷上升?？刂崎y處于關閉狀態(tài)，不致使液位不斷上升。物料出口溫度是工藝的操作指標。溫度控制器物料出口溫度是工藝的操作指標。溫度控制器TC是正常是正常 情況下工作的控制器，應該選擇情況下工作的控制器，應該選擇PID控制規(guī)律?？刂埔?guī)律。 液位控制器

11、液位控制器為非正常情況下工作的控制器，為了在液位上為非正常情況下工作的控制器，為了在液位上 升到安全限度時，液位控制器能迅速地投入工作，液位控升到安全限度時，液位控制器能迅速地投入工作，液位控 制器應選為制器應選為窄比例窄比例式的。式的。溫度對象溫度對象:為為“-” ；執(zhí)行器：氣開為；執(zhí)行器：氣開為“+”；TC“正作用正作用” 液位對象液位對象:L為為“+” ；執(zhí)行器：氣開為；執(zhí)行器：氣開為“+”；LC“反作用反作用”當液位大于上限值時當液位大于上限值時,LC輸出為低信號輸出為低信號,選擇器應為選擇器應為“低選器低選器”。圖1 流量液位選擇性控制系統原理圖例題分析例題分析2.一高位槽的出口流量

12、需要進行平穩(wěn)控制,但為防止高位槽液位過高而造成溢出事故,又需對槽的液位采取保護性措施。根據上述情況要求設計一選擇性控制系統,畫出該系統的結構圖、方塊圖、選擇控制閥的開關型式,控制器的正、反作用及選擇器的高低類型,并簡要說明該系統的工作過程。根據要求,設計了一個高位槽液位與流出量的選擇性系統,圖1是它的結構原理圖。圖中的開方器是為了使流量測量信號線性化而采用的。62液位控制器流量控制器選擇器執(zhí)行器流量對象液位對象開方器流量測量、變送液位測量、變送流量液位-圖2 流量液位選擇性控制系統方塊圖63例題分析例題分析 根據工藝要求，應選擇氣關型控制閥，以使在氣源中斷時，閥門自動打開，防止發(fā)生溢液事故。 流量控制器和液位控制器的正、反作用可以分別按簡單控制系統中控制器作用方向的選擇原則來確定。由于控制閥為“-”，流量對象為“+”，故流量控制器應選擇正作用。而液位對象為“-”，故液位控制器應選擇反作用。64 由于該選擇性控制系統是為了防止液位過高而設置的,故選擇器的類型應按液位控