* * 过程控制系统及工程 信息学院自动化系:孙洪程 Email:Sunhc@mail.buct.edu.cn 第6章 选择性控制系统 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 6.2.1 A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 PY PX PZ 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=px pz=0.1MPa时, pY=0 TC 开关型选择性系统 6.2.1 丙二烯 蒸发器 回流罐 A.O LC1 L1 LC2 L2 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 PA PB PY= PA 异常 PA PB PY= PB 例子1: PC1 PC2 LS PY PB PA 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PC2 LS pA pB pY GV(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: FC LC LS A.O 绿油塔 脱丙烷塔 进料F Ls(30%) 正常 FC LC FC被选中 异常 FC LC LC被选中 绿油塔液位: >30%恒定进料;