《选择性控制系统》PPT课件

第五节2 选择性控制系统,系统必须要保证在非正常工况安全生产，一般采取的处理方法有： 联锁保护紧急性停车 自动切换至手动 都会造成生产停止， 要很长时间才能恢复生产 选择性控制系统 当生产操作趋向限制条件时，一个用于控制不安全工况的控制方案将取代正常情况下的控制方案，直到生产操作重新回到安全范围以内，恢复原控制方案为止。,选择性控制：把工业生产过程中的限制条件所构成的逻辑关系，叠加到正常的自动控制系统上去的一种组合控制方法。 即在一个过程控制系统中，设有两个调节器(或两个以上的变送器)，通过高、低值选择器选出能适应生产安全状况的控制信号实现对生产过程的自动控制。,四 选择性控制系统,1 概述 2 选择性控制系统类型 3 选择性控制系统的设计 4 积分饱和及其防止措施 5 典型应用,1 概 述,控制系统按其实现功能分类，可分为三类： 物料平衡(或能量平衡)控制，质量控制和极限控制。 自动选择性控制系统属于极限控制，又叫自动保护控制、软保护控制、取代控制或超驰控制。,选择性控制的特点是：在正常工况下，输出参数不会超限，所以按正常控制回路进行控制； 而在非正常工况下，该参数会达到极限值，这时又要求采取强有力的控制手段，避免超限。,要构成选择性控制，生产操作必须有一定选择性逻辑关系。即何种情况下采用何种控制方式。 选择性控制的实现：需要具有选择功能的自动选择器(高值选择器或低值选择器)或有自动关切换装置来完成。,2 选择性控制系统的类型,按照选择器在系统结构中的位置不同，选择性控制系统可分为两类：,选择器放在调节器之后，对调节器输出信号进行选择控制； 特点：几个调节器共用一个调节阀,选择器放在调节器之前，对测量信号做选择性控制。 特点：几个变送器合用一个调节器。, 调节器输出信号选择性控制,正常生产时，取代调节器处于待命备用状态。 非正常工况出现时，由选择器选出能适应工况的控制信号，用取代调节器工作。, 测量信号的选择性控制,几个变送器合用一个调节器，通过选择器选择变送器输出信号。 一般有两个目的： 1、选出最高或最低值 例：在反应器中，由于 流体流动和触媒老化，反 应程度在各个位置不同。 为防止烧坏触媒，要找出 最高温度点。,2、选出可靠的测量值 例：在某些反应器中，采用成分作为被控量。如果成分传感器性能不够，控制失败可能导致爆炸危险。 采取冗余技术，同时安装三个传感器，尽可能取到最可靠的值。,3 选择性控制系统的设计,包括调节阀气开、气关形式选择；调节器正反作用选择；选择器选择和调节参数整定。 气开、气关形式按照单回路同样方法确定。 正常调节器一般用PI或PID；取代调节器一般保证迅速采取措施，防止事故发生，故采用P控制规律。,选择器的选型 包括高值选择器、低值选择器 如何选择要看在何种条件下选择取代调节器，如果是输出高时，就采用高值选择器。否则相反。 调节器参数选择可以按照单回路进行。,设计举例：汽包燃气压力控制,在锅炉的运行中，蒸汽负荷 随用户需要而经常波动，在正 常情况下，用控制燃料量的方 法来维持蒸汽压力的稳定。 当蒸汽用量增加，蒸汽总管压力 降低，此时正常调节器输出信号去开大调节阀，以增加天然气量。 同时，天然气压力也随燃料量的增加而加大。当天然气压力超过某一安全极限时会产生脱火现象，可能造成生产事故。 设计选择性控制系统选择正常工况与非正常工况控制。,(1)选择调节阀。从生产安全 应选气开式调节阀。 (2)调节器正反作用选择 正常调节器：蒸汽压力 升高，调节器输出信号应减小， 故应选其为反作用方式。 取代调节器：当天然气压力升高应使其输出压力减小，故应选为反作用方式。 (3)选择器选型。当生产处于不正常时即燃气压力过大时，取代调节器的输出信号工作，故选用低值选择器。以防止大的开度。 (4)调节器参数整定。蒸汽压力调节器用PI，天然气压力调节器采用P控制规律。,选择性控制中积分饱和及其防止措施,1) 积分饱和的产生及其危害 2) 抗积分饱和措施,1) 积分饱和的产生及其危害,积分饱和： 一个具有积分作用的控制器，当处于开环工作状态时，如果偏差一直存在，那么，由于积分作用控制器的输出将不断增加或不断减少，一直达到极限为止，达到积分饱合。 积分饱和产生的条件： （1）控制器具有积分作用。 （2）偏差信号长期存在。 危害： 积分饱合造成了控制阀的工作死区，使控制阀不能即时地发挥作用，因而导致控制品质的恶化，甚至还会导致事故。,选择性控制系统的积分饱和现象： 对于调节器输出选择性控制系统，总有一个处于开环状态，当取代调节器工作时，正常调节器处于开环状态，当存在积分调节时使其可能产生积分饱和现象。,2) 抗积分饱和措施,抗积分饱和措施： （1）限幅法 通过采取一些专门的技术措施对积分反馈信号加以限制，从而使控制阀工作在信号范围内。 （2）积分切除法 当控制器处于开环状态时，将控制器的积分作用切除掉的方法。 （3）外反馈法,5 工业典型应用,1、实现软保护 避免天然气脱火现象发生。 LS起到自动保护作用。 属于调节器输出信号选择,2、实现多点平均温度选择 轧钢厂在对钢件轧制前，要加热到一定程度。 由于加热炉体积很大，内部状态不可能完全一样。 采用分三个区，每个用两个温度计测量，用高值选择器，然后对三个区值取平均值的方法。 属于测量输出信号选择：,其他应用：比如实现产量自动调整；实现反应器节水等等,