選擇性控制系統(tǒng)原理、結(jié)構(gòu)和分類

2019/1/22 17:59:12 人評論次瀏覽分類：過程控制文章地址：http://prosperiteweb.com/tech/2348.html

在對被控過程進行控制過程中，除了考慮被控過程能夠在正常情況下保證被控量滿足工藝要求，克服擾動的影響，實現(xiàn)平穩(wěn)操作，還要考慮出現(xiàn)事故情況下系統(tǒng)的安全問題。如果針對系統(tǒng)出現(xiàn)的嚴重問題采取停車保護等措施將會給生產(chǎn)帶來非常不利的影響。

在實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)現(xiàn)場的情況千變?nèi)f化，被控過程的要求多種多樣，邏輯關(guān)系也比較復雜，對系統(tǒng)設(shè)計的要求較高?？刂葡到y(tǒng)既要保證正常情況下對被控過程實施很好的控制，又要在突發(fā)嚴重情況下保護系統(tǒng)的安全。由于操作人員的生理反應(yīng)不可能跟上生產(chǎn)變化速度，在突發(fā)事件、故障狀態(tài)下難以確保生產(chǎn)安全。以往大多采用手動或連鎖停車的方法使系統(tǒng)停運來實現(xiàn)對系統(tǒng)的保護。但停運后需要少則數(shù)小時，多則數(shù)十小時系統(tǒng)才能重新恢復生產(chǎn)，這對生產(chǎn)影響太大，造成的經(jīng)濟損失也比較嚴重。為了有效地防止生產(chǎn)事故的發(fā)生，減少開車、停車的次數(shù)，工程技術(shù)人員開發(fā)了一種既能保證對被控過程正?？刂朴帜苓m應(yīng)短期內(nèi)生產(chǎn)異常對系統(tǒng)的保護的控制方案，即選擇性控制。如圖1為選擇性控制系統(tǒng)框圖。在圖1中，主要是使用了一個信號選擇器來對系統(tǒng)使用正常調(diào)節(jié)器還是取代調(diào)節(jié)器進行選擇。顯然，在任何時刻只會有一個調(diào)節(jié)器接入控制系統(tǒng)。

圖1 信號選擇器位于調(diào)節(jié)器的輸出端的選擇系統(tǒng)框圖

選擇性控制原理
選擇性控制系統(tǒng)是把生產(chǎn)過程中的限制條件所構(gòu)成的邏輯關(guān)系，疊加到正常的自動控制系統(tǒng)上去的一種組合控制方法。也就是系統(tǒng)中設(shè)有兩個調(diào)節(jié)器(調(diào)節(jié)器或兩個以上的變送器)，通過(高、低值)信號選擇器選出能適應(yīng)生產(chǎn)安全狀況的控制信號，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制。正常情況下當生產(chǎn)過程趨近于危險極限區(qū)，但還未進入危險區(qū)時，一個用于控制不安全情況的控制方案通過高值自動信號選擇器、低值自動信號選擇器將取代正常生產(chǎn)情況下工作的控制方案(正常調(diào)節(jié)器處于開環(huán)狀態(tài))，用取代調(diào)節(jié)器代替正常調(diào)節(jié)器，直至使生產(chǎn)過程重新恢復正常。然后，又通過選擇器使原來的控制方案重新恢復工作，用正常調(diào)節(jié)器代替取代調(diào)節(jié)器。因而這種選擇性控制系統(tǒng)又被稱為自動保護系統(tǒng)，或稱為軟保護系統(tǒng)。

從上述過程可見，設(shè)計選擇性控制系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是采用了信號選擇器。信號選擇器可以接在兩個或多個調(diào)節(jié)器的輸出端，對控制信號進行選擇；或者接在幾個變送器的輸出端，對測量信號進行選擇，以適應(yīng)不同生產(chǎn)過程的需要。

選擇性控制系統(tǒng)分類
根據(jù)信號選擇器在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的位置不同，選擇性控制系統(tǒng)可分為兩種：
①信號選擇器位于調(diào)節(jié)器的輸出端，對調(diào)節(jié)器輸出信號進行選擇的系統(tǒng)，如圖1所示。這種選擇性控制系統(tǒng)的主要特點是：兩個調(diào)節(jié)器共用一個調(diào)節(jié)閥。在生產(chǎn)正常情況下，兩個調(diào)節(jié)器的輸出信號同時送至信號選擇器，選出正常調(diào)節(jié)器輸出的控制信號送給調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制。此時取代調(diào)節(jié)器處于開路狀態(tài)，對系統(tǒng)不起控制作用。當生產(chǎn)不正常時，通過信號選擇器選出取代調(diào)節(jié)器代替正常調(diào)節(jié)器對系統(tǒng)進行控制。此時，正常調(diào)節(jié)器處于開路狀態(tài)，對系統(tǒng)不起控制作用。當系統(tǒng)的生產(chǎn)情況恢復正常，通過信號選擇器的自動切換，仍由原正常調(diào)節(jié)器來控制生產(chǎn)的正常進行。這種選擇性控制系統(tǒng)，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛應(yīng)用。

②選擇器位于調(diào)節(jié)器之前，對變送器輸出信號進行選擇的系統(tǒng)，如圖2所示。該選擇性系統(tǒng)的特點是幾個變送器合用一個調(diào)節(jié)器。通常選擇的目的有兩個，其一是選出最高或最低測量值；其二是選出可靠測量值。如固定床反應(yīng)器中，為了防止溫度過高燒壞催化劑，在反應(yīng)器的固定催化劑床層內(nèi)的不同位置上，裝設(shè)了幾個溫度檢測點，各點溫度檢測信號通過高值信號選擇器，選出其中最高的溫度檢測信號作為測量值，進行溫度自動控制，從而保證了反應(yīng)器催化劑層的安全。