过程控制-4.7-选择控制..

选择性控制系统
改进的控制方案——开关型选择控制系统： 方案（b）是在方案（a）的基础上增加了一个带上限接点的液位控制器（或报警器）和一 个连接于温度控制器输出去控制阀的气动信号管路上的电磁三通阀。上限接点一般设置在 液位高度的75%，接点是断开的（常开接点），电磁阀保护压缩机不受损害已成为主要矛 盾，于是，液位控制器上限接点闭合，电磁阀得电，将温度控制气输出切断，同时使控制 阀的膜头与大气相通，使膜头压力很快下降为0，于是控制阀很快关闭，这就终止了液氨 继续进入冷却器。待冷却器中液氨逐渐蒸发，液位慢慢下降到低于75%时，液位控制器上 限接点又复断开，电磁阀重新失电，于是温度控制器的输出又直接送往控制阀，恢复成温 度控制系统。
料气压力的上升，达到防止脱火的产生。 待燃料气压力下降到低于给定植时，重新回到蒸汽压力控制系统。
选择性控制系统
控制方块图： — +
GPC1
GPT1
PA PY
LS Gv
进燃料气： 压力 流量 温度
P2
供水流量 锅炉自身 负荷
G管道
G锅炉
P1
+ —
GPC2
PB
GPT2
3、混合型选择性控制系统（示例）
PT1
蒸汽
PC1
PA
PC2
LS PB PY
供水
PT2
图2
V
图中，PC1，PC2 均为反作用，其中 PC1为正常情况下 工作的控制器， PC2为非正常情况 下的控制器，而且 是窄比例的（即比 例放大倍数很大）。
燃料气
蒸汽压力与燃料气压力选择控制系统
选择性控制系统
控制方案： 在正常情况下，燃料气压力低于产生脱火的压力（即低于给定植），PC2感受到的是负偏差，
选择器LS/HS：
当a<b时，c=a
a
b
LS：
选择器 LS/HS
c
HS：
当a>b时，c=b 当a>b时，c=a
当a<b时，c=b
选择性控制系统
1、开关型选择控制系统（示例）
工艺描述：
在乙烯分离过程中，裂解气经五段压缩后其温度已达到88度，为了进行低温分离，必须将 它的温度降下来（工艺要求降到15度）。为此，工艺上采用了液丙烯低温下蒸发吸热的原 理，用它与裂解气换热，达到降低裂解气温度的目的。
问题提出： 这种系统中既包含有开关型选择的内容，又包含有连续型选择的内容。例如锅炉燃烧系统既考
虑“脱火”又考虑“回火”的保护问题，就可以设计一个混合型选择系统来进行解决。
PT1
PC1
蒸汽
PA
PC2
PB
PC
LS
PC3
供水
PY PT2 V
图3 混合型选择控制系统
PT3
燃料气
3、混合型选择性控制系统（示例）
控制方案： 在本方案中增加了一个带下限接点的压力控制器PC3和一个三通电磁阀。当燃料气压力正常时， PC3下限接点是断开的，电磁阀失电，低选器LS输出直通控制阀，此时系统的工作情况与图2相 同。一旦燃料气压力下降到低于下限值，PC3下限接点接通，电磁阀得电，于是便切断了低选器 LS至控制阀的通路，并使控制阀的膜头与大气相通，膜头压力将迅速下降到0，于是控制阀将关 闭，以防止“回火”的产生。当燃料气管线压力慢慢上升到正常值时，PC3接点又复断开，电磁
裂解气 （88 C） 气丙烯
15 C
液丙烯
选择性控制系统
裂解气 （88 C）
气氨
裂解气 （88 C）
气氨
LT
15 C
TC 液氨
15 C
V
液氨
TT
TC
（a）
（b）
图1 丙烯冷却器的两种控制方案
选择性控制系统
传统控制方案： 图1（a）所示控制方案，实际上是通过改变换热面积的方法，来达到控制裂解气出口温度 的目的。当裂解气温度偏高时，控制阀开大，液氨流量也随之增大，冷源自文库器的液位将会上 升，冷却器中列管被液氨浸没的数量增多，换热面积增大，因而，为液氨汽化所带走的热 量将会增多，因此裂解气温度下降。反过来，当裂解气温度偏低时，控制阀关小，液氨的 液位将会下降，换热面积减小，液氨汽化所带走的热量减小，裂解气温度将会上升。因此， 通过对液氨流量的控制，就可以达到维持裂解气出口温度的目的。 存在的问题： 然而，有一种情况必须进行考虑，当裂解气温度过高或负荷过大时，控制阀势必要大幅度
第四章 4.7选择控制系统
选择性控制系统
问题提出：
一旦生产中遇到特大干扰作用或其它不正常、不安全工况时，传统控制系统往往不能或不
允许运行，这种情况解决的方法是采用选择性控制系统。
问题的解决：
要构成选择性控制，生产操作必须具有一定选择性逻辑关系。而选择性控制的实现则需要 靠具有选择功能的自动选择器（高值选择器HS和低值选择器LS）或有关的切换装置（切换 器、带接点的控制器或测量装置）来完成。
地被打开。当换热器中的列管已全部为液氨所淹没，而裂解气出口温度仍然降不下来时，
不能再使控制阀开度继续开大了。因为，一来这时液位继续升高已不能增加换热面积，换 热效果不能再提高，再增加控制阀的开度，冷量则得不到充分的利用；二来液位的继续上 升，会使冷却器中的蒸发空间逐渐缩小，甚至会完全没有蒸发空间，以至于使气氨出现带 液现象。而气相带液进入压缩机带来损害，这是不允许的。
2、连续型选择控制系统（示例）
锅炉所用燃料为天然气或其他燃料气，在正常情况下，根据产汽压力来控制燃料气量。用户 所需蒸汽增加时，蒸汽压力就会下降，为维持蒸汽压力，必须在增加供水的同时，增加燃料 气量。反之，减小燃料气量。但燃料气压力过大时，会将燃烧喷嘴的火焰喷灭，产生脱火现 象。脱火现象会污染环境，严重时引起爆炸。为防止脱火现象的产生，在锅炉系统中采用了 如图2所示的蒸汽压力与燃料气压力选择性控制方案。
因此，它的输出PB呈现为高信号（因为PC2为反作用，窄比例）。而与此同时PC1的输出
信号相对来说则呈现为低信号。这样，低选器LS将选中PC1的输出PA送往控制阀，构成蒸 汽压力控制系统。 当燃料气压力上升到超过PC2的给定植（脱火压力）时，PC2感受到的是正偏差，由于它是
反作用、窄比例，因此PC2的输出PB送往控制阀，构成燃料气压力控制系统，从而防止燃
选择性控制系统
控制方块图：
液位 温度
温度控制器
开 关
控制阀
液位对象
温度对象
LT
+ _
GTC
GV
TT
G冷却器
G列管
选择性控制系统
2、连续型选择控制系统（示例）
裂解气 （88 C）
气氨
问题： LT （1）控制阀特性? （2）控制器正反作用？ （3）工作过程？
LC
15 C
V
液氨
TT
TC
LS
（C）
选择性控制系统