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过程控制Process Control 上篇 过程控制系统 第7章 选择性控制系统 * 本章要点 ◇ 选择性控制的概念 ◇ 选择性控制系统的类型 ◇ 选择性控制系统的设计 本章学习目标 ◇ 掌握选择性控制的基本概念 ◇ 了解选择性控制系统的类型 ◇ 掌握各类选择性控制系统的工作原理、设计方法与适用场合 ◇ 理解积分饱和现象产生的原因 第7章 选择性控制系统 7.1 选择性控制系统概述 7.2 选择性控制系统的类型 7.3 选择性控制系统的设计 7.4 积分饱和及其防止实施 7.1 选择性控制系统概述 选择性控制又叫取代控制,也称超驰控制。 在大型生产工艺过程中,除了要求控制系统在生产 处于正常运行情况下能够克服外界干扰,维持生产的平 稳运行,当生产操作达到安全极限时,控制系统应有一 种应变能力,能采取一些相应的保护措施,促使生产操 作离开安全极限,返回到正常情况;或是使生产暂时停 下来,以防事故的发生或进一步扩大。 生产保护性措施 硬保护措施 软保护措施 第7章 选择性控制系统 7.1 选择性控制系统概述 硬保护措施就是当生产操作达到安全极限时,有声、光警报。此时,或是由操作工将控制器切到手动状态,进行手动操作和处理;或是通过专门设置的连锁保护电路实现自动停车,达到保护生产的目的。 软保护措施就是通过一个特定设计的选择性控制系统,在生 产短期内处于不正常情况时,即不使设备停车而又起到对生 产进行自动保护的目的。 第7章 选择性控制系统 7.1 选择性控制系统概述 正常情况下 异常情况下 控制方案A 控制方案B 正常 异常 生产操作必须具有一定的选择性逻辑关系。由自动选择器(高值选择器HS或低值选择器LS)或有关的切换装置(切换器、带控制接点的控制器或测量仪表)来完成. 7.2 选择性控制系统的类型 7.2.1 开关型选择性控制系统 在正常情况下,变量B处于限值内,生产过程按照变量A进 行连续控制,一旦变量B达到限值, 为了防止事故的发生,所设 计的选择性控制系统将通过专门的装置(电接点、信号器、切 换器)切断变量A调节器的输出,而使调节阀迅速关闭或打开, 直到变量B回到限值以内, 系统才重新恢复到按变量A进行连续 控制。 第7章 选择性控制系统 7.2 选择性控制系统的类型 变量A——工艺操作的主要技术指标 变量B——在B限值以内,生产安全 限值保护 开关型选择性控制系统一般都用作系统的限值保护。 正常工况下(液位低于75%):裂解气出口温度控制系统 非正常工况(液位高达75%):关闭调节阀,液位慢慢下降 当液位低于75%时 带上限接点的液位变送器 电磁三通阀 丙烯冷却器温度控制系统 第7章 选择性控制系统 7.2 选择性控制系统的类型 开关型选择性控制系统方框图 电磁三通阀 第7章 选择性控制系统 7.2 选择性控制系统的类型 用信号器、切换器组成的开关型选择性控制系统 当L75%时, Pz=0 当L≥75%时, Pz=0.1MPa 当Pz=0时, Py=Px 当Pz=0.1MPa时, Py=0 当液位低于75%时,调节阀接受温度调节器的控制信号 当液位高达75%时,调节阀接受的信号为0,阀全关 第7章 选择性控制系统 7.2 选择性控制系统的类型 脱丙烷塔回流罐液位与丙二烯转化器进料 蒸发器液位开关型选择性控制系统 正常工况(液位L2低于75%) 回流罐液位(L1)控制系统 非正常工况(液位L2高达75%) 切断控制阀,液位L2下降 当蒸发器液位低于75%时, LC2接点断开 第7章 选择性控制系统 7.2 选择性控制系统的类型 开关型选择性控制系统实例 7.2.2 连续型选择性控制系统 第7章 选择性控制系统 7.2 选择性控制系统的类型 连续型选择性控制系统与开关型选择性控制系统的不同之处在于:当取代作用发生后,调节阀不是立即全开或全关,而是在其原有的开度基础上继续进行连续调节。因此,对调节阀而言,控制作用是连续的,
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