選擇分程控制系統(tǒng)課件

第六節(jié)選擇性控制系統(tǒng)第六節(jié)選擇性控制系統(tǒng)1不正常工況或特大擾動(dòng)時(shí)的一般處理方式（硬保護(hù)措施）：1.人工保護(hù)：

極限情況→聲光報(bào)警→人工控制→停車(chē)；問(wèn)題：操作人員的生理反應(yīng)難于跟上；人工操作難免出錯(cuò)；2.聯(lián)鎖保護(hù)：當(dāng)生產(chǎn)達(dá)到安全極限時(shí)，通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)置聯(lián)鎖保護(hù)線路，使設(shè)備停車(chē)，達(dá)到保護(hù)目的。問(wèn)題：動(dòng)輒就使設(shè)備停車(chē)，必然會(huì)影響到生產(chǎn)。6.1選擇性控制系統(tǒng)原理不正常工況或特大擾動(dòng)時(shí)的一般處理方式（硬保護(hù)措施）：6.12生產(chǎn)操作條件趨向極限條件時(shí)，用于控制不安全情況的控制方案將自動(dòng)取代正常情況下工作的控制方案。生產(chǎn)操作回到安全范圍時(shí)，正常情況下工作的控制方案又自動(dòng)恢復(fù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的正?？刂?。選擇性控制系統(tǒng)、取代控制系統(tǒng)、自動(dòng)保護(hù)控制系統(tǒng)、超弛控制

。生產(chǎn)操作條件趨向極限條件時(shí)，用于控制不安全情況的控制方案將自3兩個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)器多個(gè)變送器選擇器例如：兩個(gè)調(diào)節(jié)器選擇性控制系統(tǒng)：它們的輸出信號(hào)通過(guò)一個(gè)選擇器后送往調(diào)節(jié)閥。“正?！闭{(diào)節(jié)器、“取代”調(diào)節(jié)器或“超弛”調(diào)節(jié)器。6.2選擇性控制系統(tǒng)組成兩個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)器6.2選擇性控制系統(tǒng)組成4常用的選擇器：高值選擇器

低值選擇器常用的選擇器：56.3選擇性控制系統(tǒng)分類(lèi)開(kāi)關(guān)型選擇性控制系統(tǒng)：

由限位信號(hào)切斷控制器輸出；連續(xù)型選擇性控制系統(tǒng)：

由限位信號(hào)切換為另一個(gè)控制器輸出給執(zhí)行器；混合型選擇性控制系統(tǒng)：

采用兩個(gè)限制信號(hào)，同時(shí)進(jìn)行上述兩種控制。6.3選擇性控制系統(tǒng)分類(lèi)開(kāi)關(guān)型選擇性控制系統(tǒng)：6工藝要求：A、B兩個(gè)可供選擇的變量，A：操作的主要技術(shù)指標(biāo)；B：限值要求。正常狀態(tài)：生產(chǎn)過(guò)程按照變量A來(lái)進(jìn)行連續(xù)控制。變量B達(dá)到極限值：切斷變量A控制器的輸出關(guān)閉或打開(kāi)控制閥變量B回到限值以內(nèi)：系統(tǒng)自動(dòng)重新恢復(fù)到按變量A進(jìn)行連續(xù)控制。開(kāi)關(guān)型選擇性控制系統(tǒng)一般都用作系統(tǒng)的限值保護(hù)1)開(kāi)關(guān)型選擇性控制系統(tǒng)工藝要求：A、B兩個(gè)可供選擇的變量，A：操作的主要技術(shù)指標(biāo)7開(kāi)關(guān)型選擇性控制系統(tǒng)的應(yīng)用丙烯冷卻器溫度控制。乙烯分離過(guò)程中，裂解氣經(jīng)五段壓縮后其溫度已達(dá)88℃。為了進(jìn)行低溫分離，必須將溫度降下來(lái)，工藝要求降到15℃左右。采用液態(tài)丙烯低溫下蒸發(fā)吸熱的原理，達(dá)到降低裂解氣溫度的目的。舉例1開(kāi)關(guān)型選擇性控制系統(tǒng)的應(yīng)用丙烯冷卻器溫度控制。乙烯分離過(guò)程中8控制系統(tǒng)：被控變量：冷卻后的裂解氣溫度；操縱變量：液態(tài)丙烯的流入量?？刂七^(guò)程：

當(dāng)裂解氣出口溫度偏高時(shí)；

當(dāng)裂解氣出口溫度偏低時(shí)；選擇分程控制系統(tǒng)ppt課件9問(wèn)題：裂解氣溫度過(guò)高或負(fù)荷量過(guò)大→控制閥大幅度地被打開(kāi)。當(dāng)冷卻器中的列管全部為液態(tài)丙烯所淹沒(méi)。而裂解氣出口溫度仍然降不到希望溫度時(shí)。就不能再一昧地使控制閥開(kāi)度繼續(xù)增加了。為什么？1.換熱效果不會(huì)提高；2.液位的繼續(xù)上升，會(huì)使氣相丙烯會(huì)出現(xiàn)帶液現(xiàn)象。解決方法：需要考慮到當(dāng)丙烯液位上升到極限情況時(shí)的防護(hù)性措施。問(wèn)題：裂解氣溫度過(guò)高或負(fù)荷量過(guò)大→控制閥大幅度地被打開(kāi)。當(dāng)冷10改進(jìn)方案：增加了一個(gè)帶上限節(jié)點(diǎn)的液位變送器、一個(gè)電磁三通閥。上限節(jié)點(diǎn)一般設(shè)定在液位總高度的75%左右。特點(diǎn)：取代作用發(fā)生后，控制閥在閥門(mén)原來(lái)開(kāi)度基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行連續(xù)控制。改進(jìn)方案：增加了一個(gè)帶上限節(jié)點(diǎn)的液位變送器、一個(gè)電磁三通閥。11蒸汽鍋爐：燃料為天然氣或其他燃料氣。蒸汽壓力控制系統(tǒng)。正常情況：根據(jù)產(chǎn)汽壓力來(lái)控制所加燃料量。問(wèn)題：脫火現(xiàn)象1）大量燃料氣就會(huì)因未燃燒而導(dǎo)致煙囪冒黑煙2）污染環(huán)境3）爆炸的危險(xiǎn)。舉例22)連續(xù)型選擇性控制系統(tǒng)蒸汽鍋爐：燃料為天然氣或其他燃料氣。蒸汽壓力控制系統(tǒng)。舉例212解決方法：燃燒系統(tǒng)中采用了蒸汽壓力與燃料氣壓力的自動(dòng)選擇性控制系統(tǒng)。低選器(LS)：P2C反作用控制器，并且其比例度一般都設(shè)置得比較小。解決方法：燃燒系統(tǒng)中采用了蒸汽壓力與燃料氣壓力的自動(dòng)選擇性控13選擇分程控制系統(tǒng)ppt課件143)混合型選擇性控制系統(tǒng)鍋爐燃燒系統(tǒng)回火：燃料氣壓力不足時(shí)，出現(xiàn)危險(xiǎn)的回火現(xiàn)象,危及燃料氣罐使之發(fā)生燃燒和爆炸。解決方法：蒸汽壓力與燃料氣壓力連續(xù)型選擇性控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入防止燃料氣壓力過(guò)低的開(kāi)關(guān)型選擇的內(nèi)容。舉例33)混合型選擇性控制系統(tǒng)鍋爐燃燒系統(tǒng)回火：舉例315選擇分程控制系統(tǒng)ppt課件166.4積分飽和一個(gè)具有積分作用的控制器,當(dāng)其處于開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)時(shí),如果偏差輸入信號(hào)一直存在,由于積分作用的結(jié)果,將使控制器的輸出不斷增加或不斷減小,一直達(dá)到輸出的極限為止。6.4積分飽和一個(gè)具有積分作用的控制器,當(dāng)其處于開(kāi)環(huán)工作171)積分飽和產(chǎn)生條件積分作用控制器處于開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)控制器的輸入偏差信號(hào)長(zhǎng)期存在。例如：間歇生產(chǎn)過(guò)程中的控制器；系統(tǒng)出現(xiàn)故障、閥芯卡住、信號(hào)傳送管線泄漏等。選擇性控制系統(tǒng)：產(chǎn)生積分飽和的條件。1)積分飽和產(chǎn)生條件積分作用18控制器處于積分飽和狀態(tài)時(shí)，輸出將達(dá)到最大或最小的極限值，超出執(zhí)行器的有效輸入信號(hào)范圍?？刂崎y將停留在某一極限位置(全開(kāi)或全關(guān))不再變化?？刂破鬏敵鲈谕嘶仫柡蛥^(qū)時(shí)，控制閥不會(huì)動(dòng)作，因此，積分飽和引起控制系統(tǒng)滯后，控制作用不及時(shí)。選擇性控制系統(tǒng)：在某時(shí)刻有一個(gè)控制器沒(méi)有被選擇，假如其積分飽和產(chǎn)生，如果在某個(gè)時(shí)刻重新被選擇器選中，并不能立即發(fā)揮作用。為什么？退出飽和區(qū)，輸出慢慢返回到執(zhí)行器的有效范圍以后，才能使執(zhí)行器開(kāi)始動(dòng)作，因而控制是不及時(shí)的。2)積分飽和的危害控制器處于積分飽和狀態(tài)時(shí)，輸出將達(dá)到最大或最小的極限值，超出193)抗積分飽和措施l)限幅法：對(duì)積分反饋信號(hào)加以限制，使控制器輸出信號(hào)被限制在工作信號(hào)范圍之內(nèi)。氣動(dòng)和電動(dòng)Ⅱ型儀表中有專(zhuān)門(mén)的限幅器；電動(dòng)Ⅲ型儀表中則有專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的限幅型控制器。2)積分切除法：控制器處于開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)時(shí)，將控制器的積分作用去掉。3)抗積分飽和措施l)限幅法：對(duì)積分反饋信號(hào)加以限制，使206.5選擇性控制器的實(shí)施方案1.選擇器位于兩個(gè)調(diào)節(jié)器與執(zhí)行器之間2.選擇器在變送器與調(diào)節(jié)器之間特點(diǎn)：多個(gè)變送器共用一個(gè)調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)被控變量的選點(diǎn)。目的：最高或最低測(cè)量值選出可靠或中間測(cè)量值6.5選擇性控制器的實(shí)施方案1.選擇器位于兩個(gè)調(diào)節(jié)器與執(zhí)行21選擇器性質(zhì)的確定確定選擇器性質(zhì)的步驟：1.從工藝安全出發(fā)確定調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)形式2.對(duì)象特性3.確定調(diào)節(jié)器的正反作用方式4.確定選擇器的類(lèi)型。選擇器性質(zhì)的確定確定選擇器性質(zhì)的步驟：22鍋爐燃料壓力與蒸汽壓力選擇控制系統(tǒng)1）氣開(kāi)閥：正作用2）蒸汽壓力對(duì)象和燃料閥后壓力對(duì)象：正作用3）蒸汽壓力調(diào)節(jié)器和燃料閥后壓力調(diào)節(jié)器都選擇反作用。4）選擇器的性質(zhì)取決于超弛調(diào)節(jié)器：低值選擇器。舉例鍋爐燃料壓力與蒸汽壓力選擇控制系統(tǒng)舉例23分程控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)24分程控制系統(tǒng)一個(gè)控制器同時(shí)控制兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)并使之次第執(zhí)行的控制系統(tǒng)。一臺(tái)控制器的輸出信號(hào)可以同時(shí)控制兩臺(tái)甚至兩臺(tái)以上控制閥的自動(dòng)控制系統(tǒng)。分程控制系統(tǒng)25選擇分程控制系統(tǒng)ppt課件26兩個(gè)控制閥同向動(dòng)作兩個(gè)控制閥異向動(dòng)作控制閥同向和異向動(dòng)作兩個(gè)控制閥同向動(dòng)作控制閥同向和異向動(dòng)作27使用目的：擴(kuò)大調(diào)節(jié)范圍，提高調(diào)節(jié)精度；可用于兩種不同的介質(zhì)，以滿足工藝要求；用作生產(chǎn)安全的防護(hù)措施。使用目的：28分程控制的應(yīng)用場(chǎng)合1.用于擴(kuò)大控制閥的可調(diào)范圍，改善控制品質(zhì)。某廠蒸汽壓力減壓系統(tǒng)：鍋爐產(chǎn)汽壓力為1OMPa，是高壓蒸汽，而生產(chǎn)上需要壓力平穩(wěn)的4MPa中壓蒸汽。為此需要通過(guò)節(jié)流減壓的方法將10MPa的高壓蒸汽節(jié)流減壓成4MPa的中壓蒸汽。選擇控制閥口徑：控制閥的口徑很大。分程控制的應(yīng)用場(chǎng)合1.用于擴(kuò)大控制閥的可調(diào)范圍，改善控制品29問(wèn)題在正常情況下蒸汽量卻不需要這么大，即正常情況下控制閥只在小開(kāi)度下工作?？刂菩Ч儾睿刂瀑|(zhì)量降低。為解決這一矛盾，采用兩臺(tái)控制閥構(gòu)成分程控制方案。問(wèn)題30控制系統(tǒng)中設(shè)置了兩臺(tái)分程閥：控制閥A和控制閥B，每個(gè)閥門(mén)上設(shè)置了閥門(mén)定位器。閥門(mén)定位器：放大系數(shù)、零點(diǎn)可以調(diào)整的放大器。執(zhí)行器的輸入信號(hào)20～100kPa分為兩段：在20～60kPa信號(hào)范圍內(nèi)，A閥作全行程動(dòng)作，B閥處于某個(gè)極限位置；B閥在60～100kPa的輸入信號(hào)下走完全行程。A閥處于某個(gè)極限位置實(shí)例１控制系統(tǒng)中設(shè)置了兩臺(tái)分程閥：控制閥A和控制閥B，每個(gè)閥31蒸汽壓力減壓分程控制系統(tǒng)蒸汽壓力減壓分程控制系統(tǒng)32蒸汽壓力減壓分程控制系統(tǒng)組成：A、B兩臺(tái)控制閥（假定根據(jù)工藝要求均選擇為氣開(kāi)閥）。A閥：在控制器輸出壓力為20～60KPa時(shí)從全關(guān)到全開(kāi)；B閥：在控制器輸出壓力為60～l00KPa時(shí)由全關(guān)到全開(kāi)。蒸汽壓力減壓分程控制系統(tǒng)組成：33蒸汽壓力減壓分程控制系統(tǒng)工作原理：正常情況，小負(fù)荷時(shí)，B閥處于關(guān)閉狀態(tài)，只通過(guò)A閥開(kāi)度的變化來(lái)進(jìn)行控制。當(dāng)大負(fù)荷時(shí)，A閥已全開(kāi)仍滿足不了蒸汽量的需要，中壓蒸汽管線的閥后壓力達(dá)不到給定值，于是反作用式的壓力控制器PC輸出增加，超過(guò)了6OKPa,使B閥也逐漸打開(kāi)，以彌補(bǔ)蒸汽供應(yīng)量的不足。蒸汽壓力減壓分程控制系統(tǒng)工作原理：342.用于控制兩種不同的介質(zhì),以滿足工藝生產(chǎn)的要求2.用于控制兩種不同的介質(zhì),以滿足工藝生產(chǎn)的要求35間歇式化學(xué)反應(yīng)器分程控制系統(tǒng)溫度控制器TC：反作用冷水控制閥A選為氣關(guān)式20～60KPa蒸汽控制閥B選為氣開(kāi)式60～l00KPa。間歇式化學(xué)反應(yīng)器分程控制系統(tǒng)溫度控制器TC：反作用36間歇式化學(xué)反應(yīng)器的分程控制系統(tǒng)工作過(guò)程：1.升溫階段：控制閥TC輸出較大(大于60KPa):A閥將關(guān)閉，B閥被打開(kāi)：

2.當(dāng)反應(yīng)物溫度達(dá)到反應(yīng)溫度：控制器的輸出逐漸減小:B閥將逐漸關(guān)閉→B閥全關(guān)(60KPa)間歇式化學(xué)反應(yīng)器的分程控制系統(tǒng)工作過(guò)程：373.用作生產(chǎn)安全的防護(hù)措施儲(chǔ)罐氮封分程控制系統(tǒng)：1.氮封2.氮封措施：氮?dú)鈮毫Ρ３譃槲⒄龎骸?.問(wèn)題：儲(chǔ)罐中物料量的增減會(huì)導(dǎo)致氮封壓力的變化。4.解決方法：分程控制3.用作生產(chǎn)安全的防護(hù)措施38儲(chǔ)罐氮封分程控制系統(tǒng)組成：A閥為氣開(kāi)式，B閥為氣關(guān)式，分程特性如圖所示。壓力控制器PC：反作用儲(chǔ)罐氮封分程控制系統(tǒng)組成：39儲(chǔ)罐氮封分程控制系統(tǒng)工作過(guò)程儲(chǔ)罐壓力升高時(shí)：儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低：兩閥信號(hào)交接處不靈敏區(qū)設(shè)置：B閥在20～58kPa信號(hào)范圍內(nèi)從全開(kāi)到全關(guān)A閥在62～100kPa信號(hào)范圍內(nèi)從全關(guān)到全開(kāi)，控制器輸出壓力在58～62KPa范圍變化時(shí)，A、B兩閥都處于全關(guān)位置不動(dòng)。儲(chǔ)罐氮封分程控制系統(tǒng)工作過(guò)程儲(chǔ)罐壓力升高時(shí)：40分程控制實(shí)施中的幾個(gè)問(wèn)題1.控制閥流量特性要正確選擇兩閥分程點(diǎn)上，控制閥的放大倍數(shù)可能出現(xiàn)突變；采用對(duì)數(shù)特性控制閥，情況會(huì)有所改善；2.大閥的泄漏量要小于小閥當(dāng)大閥的泄漏量較大時(shí)，系統(tǒng)的最小流通能力不再是小閥的最小流通量。3.參數(shù)的選擇和整定分程控制實(shí)施中的幾個(gè)問(wèn)題1.控制閥流量特性要正確選擇41多沖量控制系統(tǒng)多沖量控制系統(tǒng)：在控制系統(tǒng)中有多個(gè)變量信號(hào)經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算后，共同控制一臺(tái)執(zhí)行器，以使某個(gè)被控的工藝變量有較高的控制質(zhì)量。沖量：變量。多沖量控制系統(tǒng)的名稱(chēng)本身并不確切，但在鍋爐液位控制中已習(xí)慣使用這一名稱(chēng)。多沖量控制系統(tǒng)多沖量控制系統(tǒng)：在控制系統(tǒng)中有多個(gè)變量信號(hào)經(jīng)42鍋爐汽包水位：給水控制統(tǒng)就是用來(lái)自動(dòng)控制鍋爐的給水量，使其適應(yīng)蒸發(fā)量的變化，維持汽包水位在允許的范圍內(nèi),以使鍋爐運(yùn)行平穩(wěn)可靠，并減輕操作人員的繁重勞動(dòng)。鍋爐汽包水位：43單沖量液位控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用儀表少。主要用于蒸汽負(fù)荷變化不劇烈，用戶對(duì)蒸汽品質(zhì)要求不十分嚴(yán)格的小型鍋爐。缺點(diǎn)：不能適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的劇烈變化。假液位LALCLT單沖量單沖量液位控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用儀表少。LALCLT單44雙沖量液位控制系統(tǒng)雙沖量：液位信號(hào)和蒸汽流量信號(hào)?？刂崎y選為氣關(guān)型，液位控制器選LC為正作用：運(yùn)算器中的液位信號(hào)應(yīng)為正蒸汽流量信號(hào)運(yùn)算符號(hào)應(yīng)為負(fù)LALCLTFT雙沖量雙沖量液位控制系統(tǒng)雙沖量：液位信號(hào)和蒸汽流量信號(hào)。LALCL45雙沖量控制系統(tǒng)的方框圖結(jié)構(gòu)：雙沖量控制系統(tǒng)是一個(gè)前饋一反饋控制系統(tǒng)。當(dāng)蒸汽負(fù)荷的變化引起液位大幅度波動(dòng)時(shí)，蒸汽流量信號(hào)的