分程控制系统

通常系统中设有两个控制器(或两个以上 得变送器),通过选择器选出能适应生产 安全状况得控制信号,实现对生产过程得 自动控制。
构成该系统应具备两方面: 一就是生产操作上有一定得选择性规律; 二就是组成控制系统得各个环节中,必须包 含具有选择性功能得选择单元。
二、选择性控制系统得类型
1、连续型选择性控制系统 两类: 1)选择器位于两个控制器与一个执行器之间 这就是选择性控制系统中常用得类型。
而当燃料气压力上升到超过脱火压力时,由于P2C 就是反作用,其输出a将就是低信号,a被低选器选中, 这样便取代了蒸汽压力控制器,防止脱火现象得发生, 其结果就是控制阀得开度关小,阀后压力下降,起到自 动保护得作用。
当燃料气压力恢复正常时,蒸汽压力控制器P1C得输出b又 成为低信号,经自动切换,蒸汽压力控制系统重新恢复运行。
一旦另一变量达到极限要求时,为了防止事故得 发生,选择性控制系统将通过专门得装置(电接点、 信号器、切换器等)切断主要变量控制器得输出,而 将控制阀迅速打开或关闭,直到该变量回到限值以 内时,系统才自动重新恢复到之前得连续控制。
三、选择性控制系统得设计
1、选择器得选型
在选择器具体选型时,根据生产处于不正常情况下,取代控 制器得输出信号为高或为低来确定选择器得类型。 步骤:
把控制器得输出信号分成两段,利用不同得输出信号段分 别控制两个控制阀
如阀A在控制器得输出信号为0、02～0、06MPa范围内 工作,阀B则在控制器输出信号为0、06～0、1MPa范围内 工作。
就控制阀得气开、气关形式可分为两类:
一类就是控制阀同向动作,即随着控制器输出信号得 变化,控制阀均开大或关小,且两个阀同为气开式或 同为气关式。
锅炉控制系统中常采用蒸汽压力与燃料气压力 得选择性控制系统,以防止脱火现象产生。
从安全角度考虑,燃料气控制阀应为气开式。
正常情况下,燃料气压力低于给定值,由于P2C就是反 作用,其输出a将就是高信号,而蒸汽压力控制器P1C 得输出b则为低信号。此时,低选器选中b信号来控制 阀,使蒸汽压力满足工艺要求。
因此,当贮罐内物料量增加时(即液位升高时),应及时 使罐内氮气适量排出; 反之,当贮罐内物料量减少时(即液位下降时),为保证 罐内氮气呈微正压得工艺要求,向贮罐充氮气。
2)选择器位于控制器之前
特点: 多个变送器共用一个控制器,选择器位于控制器之
前,对变送器得输出信号进行选择。其用途主要有 两个:
一就是选出几个检测变送信号得最高或最低信号 用于控制,即竞争控制系统,
其二就是为防仪表故障造成事故,对同一检测点采 用多个仪表测量,选出可靠得测量值,即冗余系统。
竞争控制系统
分程控制系统
第一节 选择性控制系统
非正常工况时得控制系统安全保护性措施有两类: 一类就是硬保护措施 一类就是软保护措施
硬保护措施就就是联锁保护系统,当生产工况超出一定范 围时,联锁保护系统采取一系列相应得措施,如有声与光警报 产生、自动到手动、联锁等,使生产过程处于相对安全得状 态。
缺点:这种硬保护措施经常使生产停车,造成较大得经济 损失。
冷水阀应在低信号区工作(12～4mA,0、02～0、06MPa)
一般同向分程动作就是为了满足工艺上扩大可调比得要求; 反向分程动作就是为了满足工艺得特殊要求。
分析
反应前得升温阶段,由于温度测量值小于给定值,调节器输出 较大(大于0、06MPa),阀A关,阀B开,此时通入蒸汽使循环水 加热,再通过夹套使反应物温度慢慢升高。
锅炉为例
正常情况下,通过控制燃料量来保证蒸汽压 力得稳定。
当蒸汽用量增加时,蒸汽压力就会下降,为保 证蒸汽压力不变,必须在增加供水量得同时,相 应地增加燃料气量。
然而,燃料气得压力也随燃料气量得增加而升 高,当燃料气压力过高超过某一安全极限时,会产 生脱火现象。一旦脱火现象发生,燃烧室内由于 积存大量燃料气与空气得混合物,会有爆炸得危 险。
式?
2)确定分程区间 该系统中,温度调节器应为反作用。
为节能,升温期间应关闭冷水阀,打开蒸汽阀; 当温度偏高需降温时,应先关小蒸汽再开大冷水。
调节器反作用,即温度升高,其输出信号下降时(从20～4mA), 先关小蒸汽阀,再开大冷水阀
故 蒸 汽 阀 应 在 高 信 号 区 工 作 ( 20 ～ 12mA,0、06 ～ 0、 1MPa)
0.133
2、控制两种不同得介质,满足工艺得要求
某些间歇式 生产得化学 反应过程
需A、B两个控制阀分别控制冷水与蒸汽两种传热介质 需设计一个分程控制系统,用调节器输出不同得信号段 来控制这两个阀,以满足工艺上需要冷却与加热得要求
1)确定阀得类型 从安全得角度考虑,冷水阀A选择气关式,蒸汽阀B选择气开
在选择性控制系统中,总有一个控制器处于开 环状态,若此控制器有积分作用,就会产生积分饱 与现象。
防止积分饱与
1)限幅法用高低值限幅器,使控制器得输出信号被限 制在工作区间内。
2)外反馈法 采用外部信号作为控制器得积分反馈信号。
当控制器处于开环工作状态时,由于积分反馈 信号不就是输出信号本身,就不会形成对偏差 得积分作用,从而可以防止积分饱与问题得出 现。
软保护措施:
通过一个特定设计得自动选择性控制系统, 当生产短期内处于不正常工况时,既不使设备停 车又起到对生产进行自动保护得目得。
用一个控制不安全情况得控制方案自动取代正 常生产情况下工作得控制方案,用取代控制器代替 正常控制器,直至使生产过程重新恢复正常,而后又 使原来得控制方案重新恢复工作,用正常控制器代 替取代控制器。
冗余系统
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
2、开关型选择性控制系统
这种控制系统一般有两个可供选择得变量。
一个变量就是工艺操作得主要技术指标,另一个 变量只在工艺上对其有一限值要求,只要不超出该 限值,就能保证生产得正常进行。因此,正常情况下 就按照影响生产得主要变量来进行连续控制。
如图所示,选择性控制系统得两个比例积分控制器输出分别为 P1、P2,通过选择器选中其中之一送至控制阀,送往控制阀得 信号又同时引回到两个控制器得积分环节。
第二节 分程控制系统
一、概述
前面介绍得控制系统中,通常就是一个控制器得输 出只用来控制一个控制阀。
分程控制系统就是将一个控制器得输出分成若干 段,由各个信号段去控制相应得控制阀,从而实现了一 个控制器对多个控制阀得控制。
另一类就是控制阀异向动作,即随着控制器输出信号得变 化,控制阀中一个开大,另一个关小,且两个控制阀一个气开式, 一个气关式。
分程控制中,控制阀同向或异向得选择,要根据工艺得实际 需要来确定。
为实现分程控制,所使用得阀必须就是带有阀门定位器得。通 过阀门定位器使阀接收调节器输出得不同信号段,在各自得信 号段范围内走全行程。
如要使一台调节器同时控制A、B两个调节阀,通过调阀门定位 器得零点与量程,使A阀定位器在4～12mA信号时,输出0、 02～0、06MPa信号控制A阀走全行程,使B阀定位器在12～
20mA时,输出0、06～0、1MPa控制B阀走全行程。
二、分程控制得应用场合
1、扩大阀得可调范围,改善控制品质
控制阀有一个重要指标就是阀得可调比R 式中 Qmax——阀能控制得最大流量
当反应物温度达到反应温度时,化学反应开始,有热量放出,反 应物温度升高。调节器为反作用,随着温度升高,调节器输出 继续减小,阀B逐渐关小。待调节器输出小于0、06MPa后, 阀B关闭,阀A逐渐打开。夹套中流过冷水,移走反应产生得热 量,达到维持反应温度不变得目得。
3、用于保证生产过程得安全与稳定
氮封技术得工艺要求就是保持贮罐内得氮气压力为微正压 贮罐中物料量得增减,将引起罐顶压力得升降,故必须及时 控制,否则将引起贮罐变形、破裂,甚至引起燃烧、爆炸。
1)从安全角度考虑,确定控制阀得气开与气关类型;
2)确定正常工况与取代工况时得对象特性,即放大倍数 得正、负;
3)确定正常控制器与取代控制器得正、反作用;
4)根据取代控制器得输出信号类型,确定选择器就是高 选器还就是低选器;
5)当选择高选器时,应考虑事故时得保护措施。
四、积分饱与及其防止 产生积分饱与有三个条件: 1、控制器具有积分作用; 2、控制器处于开环工作状态,既其输出没有 被送往控制阀; 3、控制器得输入,即偏差信号一直存在。
R＝ Qmax Qmin
Qmin——阀能控制得最小流量
图中,若
QAmax 4 QBmax 100
且两阀得可调比相等
R A RB 30
当大阀泄漏量可忽略时,采用分程控制后,
最小流量为
4
QAmin 最大流量为
30
0.133ຫໍສະໝຸດ Qmax QAmax QBmax 104
可调比将扩大到 R 104 782