第6章實現(xiàn)特殊要求過程控制系統(tǒng)課件

1、第六章實現(xiàn)特殊要求的過程控制系統(tǒng) 6.1 比值控制系統(tǒng)6.1.1 概述方法的產(chǎn)生 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，要求兩種或多種物料流量成一定比例關系；一旦比例失調(diào)，會影響生產(chǎn)的正常進行，影響產(chǎn)品質(zhì)量，浪費動力，造成環(huán)境污染，甚至產(chǎn)生生產(chǎn)事故。如： 燃燒過程中，往往要求燃料量與空氣量需按一定比例混合后送入爐膛。 制藥生產(chǎn)中要求藥物和注入劑按比例混合。 造紙過程中為保證紙漿濃度，要求自動控制紙漿量和水量比例。 水泥配料系統(tǒng)凡是兩個或多個變量自動維持一定比值關系的過程控制系統(tǒng)，統(tǒng)稱為比值控制系統(tǒng)。6.1.1 概述比值控制的含義 6.1.1 概述變量及關系主動量-起主導作用而又不可控的物料流量Q1；從動量-跟

2、隨主動量而變化的物料流量Q2；比例系數(shù)：在生產(chǎn)過程中，根據(jù)工藝過程容許的負荷波動幅度、干擾因素的性質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量的要求不同，實現(xiàn)對兩種物料流量比值的控制方案也不同。6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型FTFYQ1Q2工藝流程圖比值器控制閥Q2檢測變送Q1系統(tǒng)框圖設定值6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型開環(huán)比值控制系統(tǒng)6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型開環(huán)比值控制系統(tǒng)特點： 簡單、成本低； 只有當Q1變化時才起控制作用； Q2變化時Q1不會響應，比例關系被破壞。適用場合： 副流量沒有干擾的情況。FTFTQ1Q2FYFC特點： 能克服開環(huán)比值方案的不足6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)從動量Q2是一

3、個閉環(huán)隨動控制系統(tǒng)主動量Q1開環(huán)6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)Q1(s)工作過程 穩(wěn)定狀態(tài)下：兩種物料保持Q2kQ1 的比值關系； 主流量變化時：比值器經(jīng)過比值運輸后其輸出也相應發(fā)生變化，此時，從動量回路是一個隨動控制系統(tǒng)，它將使從動量隨主動量的變化而成比例變化，使變化后的Q1和Q2仍維持原來的比值關系不變。 主動量不變，從動量由于干擾而變化時：比值器的輸出保持不變，此時從動量回路是一個定值控制系統(tǒng)，如果Q2發(fā)生變化，經(jīng)過從動回路的控制作用，把變化了的Q2再調(diào)回穩(wěn)定值，維持Q1和Q2的比值關系不變。 當主動量和從動量同時受到干擾變化時，從動量回路的控制過程時上述兩種情況的疊加

4、，不過從動量回路首先應滿足比值關系不變。6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)優(yōu)點： 不但能實現(xiàn)流量的副量跟主量變化，而且能克服流量干擾等。缺點： 主流量不受控。 當主動量受到大的干擾或負荷大幅度波動時，從動量的控制過程中相對于其控制器的設定值回出現(xiàn)較大的偏差，在這段時間內(nèi)，主、從動量的比值會較大地偏離工藝要求的比值。而且，由于主動量可變，從動量必然也是可變的，則總物料量是不固定的，這在有的生產(chǎn)過程中是不允許的。應用場合： 在負荷變化不太大的場合得到廣泛應用。6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)特點：能克服單閉環(huán)主流量不受控的不足。FTFTQ1Q2FYFCFC6.1.2

5、比值控制系統(tǒng)的類型雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)優(yōu)點： 首先由于對主動量實行了定值控制，因而大大克服了干擾對主動量的影響，使主動量變得比較平穩(wěn)，從動量也將比較平穩(wěn)。這樣，系統(tǒng)總的物料流量是穩(wěn)定的，從而克服了單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)存在的上述缺點； 升降負荷比較方便。需要升降負荷時，只需緩慢改變主動量回路控制器的設定值，就可以使主動量同步升降，并保持兩種物料的比值不變。應用場合： 常用在主流量干擾頻繁或工藝上不允許負荷有較大的波動，或工藝上經(jīng)常需要升降負荷的場合。6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)使用中注意事項防止從動量回路產(chǎn)生“共振

6、”。因為比值控制系統(tǒng)的對象一般都是流量對象，滯后時間都比較小，而且在管路中存在許多不規(guī)則的干擾噪聲，因此，主、從控制器都不宜采用微分作用。工藝往往要求主動量恒定在設定值上，比值控制的結(jié)果是從動量也應是恒定的，所以，主、從控制器都應選擇PI控制作用。6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)在某些生產(chǎn)過程中，要求兩種物料流量的比值，隨第三個參數(shù)的需要而變化。變比值控制系統(tǒng)是一個以第三參數(shù)或稱主參數(shù)（質(zhì)量指標）、以兩個流量比為副參數(shù)的串級控制系統(tǒng)。 在變比值控制系統(tǒng)中，流量比值只是一種控制手段，不是最終目的，而第三參數(shù)往往是產(chǎn)品質(zhì)量指標。 按工藝指標自行修正比值系數(shù)的比值控制系統(tǒng)。6.1.2

7、 比值控制系統(tǒng)的類型變比值控制系統(tǒng)6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型變比值控制系統(tǒng)硝酸生產(chǎn)中的一個氧化反應：原料氨氣與空氣首先在混合器 中混合，經(jīng)過過濾器后加入到氧化爐中，在催化劑的作用下進行氧化反應，生成一氧化氮氣體，同時放出大量的熱量。氧化爐溫度是表征氧化生產(chǎn)的質(zhì)量指標。影響氧化爐反應溫度的主要因素是氨氣和空氣的比值。當混合器中氨氣含量減小1%時，氧化爐的溫度將會下降64.9C，因此可以設計一個比值控制系統(tǒng)，使進入氧化爐的氨氣和空氣的比值恒定，從而達到穩(wěn)定氧化爐溫度的目的。其他因素對氧化爐溫度也會構(gòu)成影響：進入氧化爐的氨氣、空氣的初始溫度、負荷的變化、進入混合器前氨氣和空氣的壓力變化、催化劑的

8、活性變化以及大氣環(huán)境溫度的變化等，都會對氧化爐溫度造成影響。6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型變比值控制系統(tǒng)6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型變比值控制系統(tǒng)單靠比值控制系統(tǒng)使氨氣和空氣的流量比值恒定，還不能最終保證氧化爐溫度的恒定。必須根據(jù)氧化爐溫度的變化，適當改變氨氣和空氣的流量比，以維持氧化爐溫度不變。氧化爐溫度與氨氣/空氣變比值控制系統(tǒng)6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型變比值控制系統(tǒng)6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型變比值控制系統(tǒng)工作過程系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下，主動量和從動量經(jīng)檢測、變送、開方后送入除法器相除，除法器的輸出即為它的比值，同時又作為比值控制器的測量值。此時，主被控變量是穩(wěn)定的，主控制器的輸出也穩(wěn)

9、定不變，并且和比值信號相等，從動量閥門穩(wěn)定于某一開度；當主動量Q1受到干擾發(fā)生波動時，除法器輸出發(fā)生變化，比值控制器經(jīng)過調(diào)節(jié)作用，改變閥門開度，使從動量Q2也發(fā)生變化，以保證Q1與Q2的比值不變；當主對象受到干擾引起被控量發(fā)生變化時，主控制器的測量值發(fā)生變化，主控制器的輸出將發(fā)生變化，改變比值控制器的設定值，從而對比值加以修正，以此來穩(wěn)定主對象的被控變量。6.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型變比值控制系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中，如果一個流量是可控的，另一個流量是不可控的，可以組成單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，不可控的流量作為主動量，可控流量作為從動量。6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計主、從動量的選擇如果兩個流量都是可控的

10、，可以組成雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。1）分析兩種物料的供應情況，將有可能供應不足的物料流量作為主動量，供應充足的物料流量作為從動量。2）把對生產(chǎn)負荷起關鍵作用的物料流量作為主動量。3）從安全角度出發(fā)，分析兩種物料流量分別在失控情況下，看哪一種情況必須保持比值一定，就將這種情況下的那種物料流量作為主動量比較合適。6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計主、從動量的選擇6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計控制方案的確定單閉環(huán)比值控制：適用于主動量不可控，或者主動量可控但變化不大的情況；從動回路控制器要求具有穩(wěn)定從動量的作用，因此選用PI控制。雙閉環(huán)比值控制：適用于主動量可測可控但變化較大的情況，其中的主、從動回路控制器

11、要起到穩(wěn)定各自物料流量的作用，因此均選用PI控制。變比值控制：適用于比值需要由另一個控制器來調(diào)節(jié)的情況，其控制器設計按照串級控制系統(tǒng)中的選取原則。6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計比值控制系統(tǒng)的實施比值運算器FY為乘法器，將主動量檢測值與給定比值的乘積作為從動量控制器的給定值。相乘式：相除式：6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計比值控制系統(tǒng)的實施比值運算器為除法器，將主動量檢測值與從動量檢測值實際比值作為從動量控制器實測反饋值，從動量控制器根據(jù)給定比值來控制調(diào)節(jié)閥。6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計參數(shù)整定雙閉環(huán)比值控制的主動量回路按單回路控制系統(tǒng)整定；變比值控制的主控制器按串級控制系統(tǒng)的整定方法；從動量回

12、路的整定從動量回路本質(zhì)上是隨動控制系統(tǒng)，要求從動量快速、準確地跟隨主動量變化，而且不宜有超調(diào)，所以需要將參數(shù)整定在振蕩與不振蕩的臨界狀態(tài)。 6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計參數(shù)整定具體步驟： 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，計算比值控制器的比值系數(shù)，并將系統(tǒng)投入運行。 將積分時間置于最大，并由大到小逐漸調(diào)節(jié)比例度，使系統(tǒng)處于振蕩與不振蕩的臨界狀態(tài)。 投入積分作用時，先適當增大比例度，再投入積分作用，并逐步減小積分時間，直到系統(tǒng)出現(xiàn)臨界狀態(tài)。k=Q2/Q1是兩種物料的實際流量比值，要實現(xiàn)流量比值控制，首先就必須將工藝上的流量比值K換算為儀表上的信號比值k。目前采用的流量變送器為方便使用，大多數(shù)輸出信號與流量成線

13、性關系，當流量由零變至最大值Qmax時，儀表對應的輸出信號為420mA，則流量的任一中間值Q對應的輸出電流為：6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計比值系數(shù)的換算Q1max、 Q2max分別為主、從流量變送器的最大量程。當流量與測量信號成非線性關系，流量檢測信號未經(jīng)開方處理時，流量與壓差的關系為：6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計比值系數(shù)的換算當壓差信號由零變到最大值時，變送器的輸出電流為420mA。6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計比值系數(shù)的換算6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計比值系數(shù)的換算例：在某比值控制系統(tǒng)中，采用有孔板和差壓變送器組成的差壓式流量計來檢測主、從物料流量。主物料流量變送器的最大量程為q1m

14、ax=12.5m3/h，從物料流量變送器的最大量程為q2max=20m3/h。生產(chǎn)工藝要求k=q2/q1=1.4。不加開方器時DDZ-III型比值控制器的比值系數(shù)k：6.1.3 比值控制系統(tǒng)的設計比值系數(shù)的換算加開方器時 DDZ-III型比值控制器的比值系數(shù)k：6.2 均勻控制系統(tǒng)在連續(xù)生產(chǎn)過程中，一個裝置或設備往往與前后的裝置或設備緊密地聯(lián)系著，前一裝置或設備的出料量是后一裝置或設備的進料量，而后一裝置或設備的出料量又輸送給其他的裝置或設備。前后有物料聯(lián)系的精餾塔，前塔的液位與后塔的進料量的穩(wěn)定要求會發(fā)生矛盾。6.2.1 均勻控制的用途及特點問題的提出LTALCBFTFC6.2.1 均勻控制

15、的用途及特點問題的提出為了保證精餾塔的生產(chǎn)過程穩(wěn)定進行，以塔底出料量為控制變量；同時為了保證精餾塔的運行正常，每個塔要求其進料量保持平穩(wěn)，對此設置了流量定值控制系統(tǒng)。單獨對每一個塔來說，這種設置時可以的，但對于相鄰的、前后有物料聯(lián)系的兩個塔，整體來看，兩個控制系統(tǒng)將會發(fā)生矛盾。A塔的液位和B塔的進料量不可能同時都穩(wěn)定不變，這就是存在于兩個控制系統(tǒng)之間的矛盾。6.2.1 均勻控制的用途及特點問題的提出早先曾利用緩沖罐來解決這個矛盾，即在A、B塔之間增設一個有一定容量的緩沖罐。但這需要增加一套容器設備，加大了投資成本；另外，對于某些中間產(chǎn)品，在緩沖罐中停留時間一長，會產(chǎn)生分解或自聚現(xiàn)象，從而限制了

16、這種方法的使用。解決這個矛盾的有效方法就是采用均勻控制系統(tǒng)。6.2.1 均勻控制的用途及特點解決辦法指兩個工藝參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)能緩慢地 、均勻地變化，使前后設備在物料供求上相互兼顧、均勻協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。上例中，采用均勻控制的條件是：工藝上應該允許A塔的液位和B塔的進料量在一定的范圍內(nèi)可以緩慢變化?？刂葡到y(tǒng)著眼于物料平衡，使A、B兩塔物料供應矛盾的過程限制在一定條件下的慢變化，從而滿足A、B兩塔的控制要求。6.2.1 均勻控制的用途及特點均勻控制的含義1）表征前后供求矛盾的兩個參數(shù)都是變化的，變化是緩慢的，是在允許范圍內(nèi)波動的。前塔的液位變化不能超過規(guī)定的上、下限。后塔的進料量也不能超過最大和最小處

17、理量。 6.2.1 均勻控制的用途及特點均勻控制的特點L,FL,FL,FLLLFFFA圖表示把液位控制成比較穩(wěn)定的直線，下一設備的進料量必然波動很大；B圖表示把后面設備的進料量控制成比較平穩(wěn)的直線，則前一設備的液位波動必然很大。所以這兩種過程都不應是均勻控制。只有圖C所示的液位和流量的控制過程曲線才符合均勻控制的含義，兩者都有波動，但波動比較緩慢。6.2.1 均勻控制的用途及特點均勻控制的特點2）兩個被控變量的調(diào)節(jié)過程應該是緩慢的，這與定值控制希望控制過程要短的要求是不同的。3）兩個被控變量的變化應該在工藝允許的操作范圍內(nèi)。6.2.1 均勻控制的用途及特點均勻控制的特點LTALCB（1）方案示

18、例6.2.2 均勻控制的結(jié)構(gòu)形式簡單均勻控制系統(tǒng)比例作用是基本的；不能引入微分；積分是否引入視情況而定。為達到均勻控制的目的，在控制器參數(shù)整定時，比例作用和積分作用均不能整定得太強，因此，比例度要寬，積分時間要長。一般比例度=100%200%，積分時間為幾分鐘到十幾分鐘。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和所使用的儀表是完全一樣的，但控制目的不同。(3)對控制參數(shù)應做適當選擇(2)與液位定值控制相比6.2.2 均勻控制的結(jié)構(gòu)形式簡單均勻控制系統(tǒng)當A塔的液位對象本身具有自平衡作用時，或者B塔內(nèi)的壓力發(fā)生波動時，盡管調(diào)節(jié)閥開度沒變，其流出量仍會發(fā)生相應變化。僅適用于擾動較小、對流量的均勻程度要求較低的場合。（4）特點簡單

19、均勻控制系統(tǒng)的最大優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低；但控制效果差。（5）適用場合6.2.2 均勻控制的結(jié)構(gòu)形式簡單均勻控制系統(tǒng)LTALCBFTFC正反（1）方案示例6.2.2 均勻控制的結(jié)構(gòu)形式串級均勻控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案相同，目的不同；均勻串級控制的目的是使液位與流量均勻協(xié)調(diào)。(2)與典型串級的異同(3)控制過程假如干擾使A塔的液位上升，正作用的液位控制器輸出信號隨之增加，通過反作用的流量控制器使控制閥門緩慢開大；反映在工藝參數(shù)上，液位不是立即快速下降，而是繼續(xù)緩慢地上升。同時B塔的進料量也在緩慢增加，當液位上升到某一數(shù)值時，A塔的出料量等于干擾造成進料量的增加量，液位就不再上升而暫時達到最高液

20、位。這樣，液位和流量均處于緩慢變化中，完成了均勻協(xié)調(diào)的控制目的。6.2.2 均勻控制的結(jié)構(gòu)形式串級均勻控制系統(tǒng)如果B塔內(nèi)壓力受到干擾而發(fā)生變化時，B塔的進料量將發(fā)生變化，這時，首先通過流量控制器進行控制，當這一控制作用使A塔的液位受到影響時，液位控制器改變流量控制器的設定值，使流量控制器做進一步的控制，緩慢改變調(diào)節(jié)閥的開度。兩個控制器互相配合，使液位和流量都在規(guī)定的范圍內(nèi)緩慢均勻變化。6.2.2 均勻控制的結(jié)構(gòu)形式串級均勻控制系統(tǒng)(4)控制作用選擇不能加微分作用；液位宜采用PI規(guī)律；流量一般用P規(guī)律。但如果B塔的壓力波動較大，或?qū)α髁康姆€(wěn)定要求也比較高時，流量控制器也可采用PI控制作用。主控制

21、器的參數(shù)整定與簡單均勻控制協(xié)調(diào)相同，副控制器的參數(shù)整定范圍一般為=100%200% ，積分時間在0.11min之間。(5)特點串級均勻控制系統(tǒng)能克服控制閥前后壓力較大的擾動，使主、副變量變化均勻緩慢平穩(wěn)，控制質(zhì)量較高。6.2.2 均勻控制的結(jié)構(gòu)形式串級均勻控制系統(tǒng)6.3 選擇性控制系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中，控制系統(tǒng)一般都在正常情況下工作，但是還應該考慮到事故狀態(tài)下有一定的安全保護措施。比如，聲光報警或自動安全連鎖，即當生產(chǎn)工藝參數(shù)達到安全極限時，報警開關接通，通過報警燈或警鈴發(fā)出報警信號，改為人工手動操作或通過自動安全連鎖裝置，強行切斷電源或氣源，使整個工藝裝置或某些設備停車，待操作人員排除故障后再重

22、新啟動系統(tǒng)。6.3.1 選擇性控制系統(tǒng)問題提出隨著生產(chǎn)的現(xiàn)代化，一些生產(chǎn)過程速度很快，操作人員往往還沒有反應過來，事故可能已經(jīng)發(fā)生了?，F(xiàn)在的生產(chǎn)過程多數(shù)都是大規(guī)模的連續(xù)生產(chǎn)，安全連鎖裝置在故障時強行使一些設備停車，引起大面積停工停產(chǎn)，將會造成很大的經(jīng)濟損失。因此，一種既能自動起保護作用，而又不停車的“軟保護”措施就應運而生了。這就是選擇性控制系統(tǒng)，也稱為取代控制系統(tǒng)。6.3.1 選擇性控制系統(tǒng)問題提出在選擇性控制系統(tǒng)中，把生產(chǎn)過程中的限制條件所構(gòu)成的邏輯關系疊加到正常的控制系統(tǒng)中去，即當工藝過程參數(shù)趨于危險極限，但還未達到危險極限（也稱為安全軟限）時，一個用于控制不安全情況的控制方案將取代正常

23、情況下工作的控制方案，用取代控制器自動代替正常工況下的控制器工作。即使正?？刂破魈幱陂_環(huán)狀態(tài)，通過取代控制器的工作，使生產(chǎn)參數(shù)脫離“安全軟限”而回到安全范圍。然后，取代控制器又自動退出，處于開環(huán)狀態(tài)，正常情況下的控制器接通，又恢復到原來的控制方案。6.3.1 選擇性控制系統(tǒng)工作過程正常情況和不正常情況可由高值選擇器或低值選擇器進行判別，以實現(xiàn)正?？刂破髋c取代控制器的自動切換。因此，選擇性控制系統(tǒng)也常定義為：凡是在控制回路中引入了選擇器的控制系統(tǒng)都稱為選擇性控制系統(tǒng)。6.3.1 選擇性控制系統(tǒng)定義選擇器在控制回路中的位置可分為兩類：一是選擇器接在控制器與執(zhí)行器之間，對被控變量進行選擇；另一類是選

24、擇器接在變送器的輸出端，對檢測信號進行選擇，以適應不同生產(chǎn)過程的需要。6.3.2 選擇性控制系統(tǒng)的類型液態(tài)氨蒸發(fā)冷卻器利用液氨的蒸發(fā)吸取大量的氣化熱，來冷卻流經(jīng)管內(nèi)的被冷卻物料。工藝上要求被冷卻物料的出口溫度穩(wěn)定在某一定值，所以將被冷卻物料的出口溫度作為被控變量，以液態(tài)氨的流量為操縱變量，構(gòu)成正常工況下的單回路定值控制系統(tǒng)。6.3.2 選擇性控制系統(tǒng)的類型對被控變量的選擇熱物料TTTC冷物料液氨氣氨正作用氣開液態(tài)氨冷卻器控制系統(tǒng)一般性控制系統(tǒng)6.3.2 選擇性控制系統(tǒng)的類型對被控變量的選擇在正常工況下，操縱液氨流量使被冷卻物料的出口溫度得到控制，而液位在允許的一定范圍內(nèi)變化。如果突然出現(xiàn)非正常

25、工況，假設由雜質(zhì)油漏入被冷卻物料管線，使導熱率下降，原來的傳熱面積不能帶走同樣多的熱量，只有使液位升高，加大傳熱面積。如果當液位升高到全部淹沒換熱器的所有列管時，傳熱面積已達極限，出口溫度仍沒有降下來，溫度控制器會不斷開大控制閥門，使液位繼續(xù)升高，這時就可能帶來生產(chǎn)事故。工藝操作所提出的條件限制了氨液面的上限高度（安全軟限）。6.3.2 選擇性控制系統(tǒng)的類型對被控變量的選擇液態(tài)氨冷卻器控制系統(tǒng)選擇性控制系統(tǒng)熱物料TTTC冷物料液氨氣氨氣開LSLCLT正作用反作用6.3.2 選擇性控制系統(tǒng)的類型對被控變量的選擇為此，在溫度控制系統(tǒng)的基礎上，增加一個液面超限的取代單回路控制系統(tǒng)。從工藝上看，操縱變

26、量只有液氨一個，而被控變量卻有溫度和液位兩個，從而形成對被控變量的選擇性控制系統(tǒng)。其中液位控制器選擇反作用方式，選擇器為低值選擇器LS。6.3.2 選擇性控制系統(tǒng)的類型對被控變量的選擇工作過程正常工況下，液位處于安全范圍，低于界限值，由于液位控制器的反作用使其輸出高于溫度控制器的輸出，從而低值選擇器選中了溫度控制器，液位控制器處于開環(huán)待命狀態(tài)；當氨的液位達到高限值時，要保護壓縮機不致?lián)p壞已成為主要矛盾，冷物料出口溫度暫時降為次要矛盾。此時，由于液位升高而使液位控制器的輸出減小，同時，冷物料出口溫度較高，正作用的溫度控制器輸出較大，因而低值選擇器立即選中液位控制器，而溫度控制器則成為開環(huán)狀態(tài)，即

27、取代控制器（液位控制器）頂替了正?？刂破鳎囟瓤刂破鳎┑墓ぷ?。在液位控制器的作用下，液位恢復到正常高度時，溫度對象的故障排除后，溫度控制器又會自動恢復工作，液位控制器再次處于待命狀態(tài)。6.3.2 選擇性控制系統(tǒng)的類型對被控變量的選擇GcH(s)GcT(s)LSGV(s)GoH(s)GcT(s)GmH(s)GmT(s)T(s)HrmaxTr6.3.2 選擇性控制系統(tǒng)的類型對被控變量的選擇將選擇器接在變送器的輸出端，一般用來對測量信號進行選擇。圖中的反應器內(nèi)裝有固定觸媒層，由于熱點溫度的位置可能隨著催化劑的老化、變質(zhì)和流動等原因而有所移動，為防止反應溫度過高燒壞觸媒，反應器內(nèi)各處溫度都應參加比較，

28、選中其中的最高溫度用于控制。6.4.2 選擇性控制系統(tǒng)的類型對測量值的選擇6.3.2 選擇性控制系統(tǒng)的類型對測量值的選擇由于對正?？刂破鞯目刂凭纫筝^高，控制規(guī)律的選擇和單回路定值控制系統(tǒng)一樣，一般情況下采用PI作用，若容量滯后較大，可引入一定的微分D。而取代控制器在多數(shù)情況下屬于開環(huán)待命狀態(tài)，只有在出現(xiàn)故障時，用它作為暫時性的措施，因此，一般選P就可以了。但當對極限值要求嚴格時，也可采用PI作用。對于控制器的參數(shù)整定時，兩個控制器都可以按單回路控制系統(tǒng)的整定方法進行。由于取代控制器是為了安全、避免事故發(fā)生，所以對取代控制器的要求是，一旦投入工作，控制作用要強，速度要快。因此，比例度應整定得

29、較小，積分時間也應較短，以便產(chǎn)生及時的保護作用。6.3.3 選擇性控制系統(tǒng)的設計參數(shù)整定6.3.3 選擇性控制系統(tǒng)的設計選擇器的類型高值選擇器：選擇高值信號通過。 低值選擇器：選擇低值信號通過。 1)根據(jù)調(diào)節(jié)閥的選用原則，確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關形式；2)確定控制器的正、反作用方式；3)根據(jù)生產(chǎn)處于不正常情況時，取代控制器的輸出信號為高值或低值來確定選擇器的類型。如果取代控制器的輸出信號為高值，則選用高值選擇器；如果取代控制器的輸出信號為低值，則選用低值選擇器。 6.4 分程控制系統(tǒng) 多閥：一只控制器的輸出信號去帶動兩個或兩個以上的控制閥工作。 分程：每一個控制閥僅在控制器輸出信號整個范圍的某段

30、內(nèi)工作。6.4.1 分程控制的概念特點如有A、B兩個控制閥；控制器輸出信號壓力為0.020.1MPa。利用A閥上的閥門定位器將0.020.06MPa的控制信號壓力轉(zhuǎn)換成0.020.1MPa的控制信號；利用B閥上的閥門定位器將0.060.1MPa的控制信號壓力轉(zhuǎn)換成0.020.1MPa的控制信號；當控制信號0.06MPa時，A閥動至極限，B閥才動6.4.1 分程控制的概念實現(xiàn)兩閥同向AABB0.020.10.060100閥開度(%)P/MPaAABB0.020.10.060100閥開度(%)P/MPa6.4.1 分程控制的概念分類兩閥異向AABB0.020.10.060100閥開度(%)P/MP

31、aAABB0.020.10.060100閥開度(%)P/MPa一個閥是氣開的，另一個閥就是氣關的6.4.1 分程控制的概念分類6.4.2 分程控制的應用用于節(jié)能控制熱交換過程中，冷物料通過熱交換器用熱水進行加熱。當用熱水加熱不能滿足出口溫度的工藝要求時，就需要同時采用蒸汽對其進行加熱。用于熱水通常采用工業(yè)廢水，所以采用該方式可以大大減少能源消耗，提供經(jīng)濟效益。6.4.2 分程控制的應用用于節(jié)能控制6.4.2 分程控制的應用用于節(jié)能控制蒸汽閥和熱水閥均采用氣開式，控制器為反作用。正常情況下，控制器輸出信號使熱水閥工作，蒸汽閥關閉，以節(jié)省蒸汽；當干擾使出口溫度下降過大時，若熱水閥全開仍不能滿足出口

32、溫度要求，則調(diào)節(jié)閥輸出信號使蒸汽閥也打開，以滿足出口溫度的工藝要求。在過程控制中，有些場合需要調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍很寬。如果僅用一個大口徑的調(diào)節(jié)閥，當調(diào)節(jié)閥工作在小開度時，閥門前后的壓差很大，流體對閥芯、閥座的沖蝕嚴重，并會使閥門劇烈振蕩，影響閥門壽命，破壞閥門的流量特性，從而影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。若將調(diào)節(jié)閥換小，其可調(diào)范圍又滿足不了生產(chǎn)需要，致使系統(tǒng)不能正常工作。6.4.2 分程控制的應用用于擴大控制閥的可調(diào)比為了使控制系統(tǒng)在小流量和大流量時都能夠精確控制，應擴大控制閥的可調(diào)范圍R。在這種情況下，可將大小兩個閥并聯(lián)分程后當作一個閥使用，從而擴大了可調(diào)比，改善了閥的工作特性，使得在小流量時有更精確的控制。6.4.2 分程控制的應用用于擴大控制閥的可調(diào)比假設并聯(lián)的兩個閥，小閥A的最大流量系數(shù)為CAmax=4；大閥B的最大流量系數(shù)為CBmax=100。兩閥的可調(diào)比相同，即RA=RB=30。CAm