在實際生產中,生產現場的情況千變萬化,被控過程的要求多種多樣,邏輯關系也比較復雜,對系統設計的要求較高。控制系統既要保證正常情況下對被控過程實施很好的控制,又要在突發嚴重情況下保護系統的安全。由于操作人員的生理反應不可能跟上生產變化速度,在突發事件、故障狀態下難以確保生產安全。以往大多采用手動或連鎖停車的方法使系統停運來實現對系統的保護。但停運后需要少則數小時,多則數十小時系統才能重新恢復生產,這對生產影響太大,造成的經濟損失也比較嚴重。為了有效地防止生產事故的發生,減少開車、停車的次數,工程技術人員開發了一種既能保證對被控過程正常控制又能適應短期內生產異常對系統的保護的控制方案,即選擇性控制。如圖1為選擇性控制系統框圖。在圖1中,主要是使用了一個信號選擇器來對系統使用正常調節器還是取代調節器進行選擇。顯然,在任何時刻只會有一個調節器接入控制系統。

圖1 信號選擇器位于調節器的輸出端的選擇系統框圖
選擇性控制原理
選擇性控制系統是把生產過程中的限制條件所構成的邏輯關系,疊加到正常的自動控制系統上去的一種組合控制方法。也就是系統中設有兩個調節器(調節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生產安全狀況的控制信號,實現對生產過程的自動控制。正常情況下當生產過程趨近于危險極限區,但還未進入危險區時,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情況下工作的控制方案(正常調節器處于開環狀態),用取代調節器代替正常調節器,直至使生產過程重新恢復正常。然后,又通過選擇器使原來的控制方案重新恢復工作,用正常調節器代替取代調節器。因而這種選擇性控制系統又被稱為自動保護系統,或稱為軟保護系統。
從上述過程可見,設計選擇性控制系統的關鍵環節是采用了信號選擇器。信號選擇器可以接在兩個或多個調節器的輸出端,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,以適應不同生產過程的需要。

選擇性控制系統分類
根據信號選擇器在系統結構中的位置不同,選擇性控制系統可分為兩種:
①信號選擇器位于調節器的輸出端,對調節器輸出信號進行選擇的系統,如圖1所示。這種選擇性控制系統的主要特點是:兩個調節器共用一個調節閥。在生產正常情況下,兩個調節器的輸出信號同時送至信號選擇器,選出正常調節器輸出的控制信號送給調節閥,實現對生產過程的自動控制。此時取代調節器處于開路狀態,對系統不起控制作用。當生產不正常時,通過信號選擇器選出取代調節器代替正常調節器對系統進行控制。此時,正常調節器處于開路狀態,對系統不起控制作用。當系統的生產情況恢復正常,通過信號選擇器的自動切換,仍由原正常調節器來控制生產的正常進行。這種選擇性控制系統,在現代工業生產過程中得到了廣泛應用。
②選擇器位于調節器之前,對變送器輸出信號進行選擇的系統,如圖2所示。該選擇性系統的特點是幾個變送器合用一個調節器。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。如固定床反應器中,為了防止溫度過高燒壞催化劑,在反應器的固定催化劑床層內的不同位置上,裝設了幾個溫度檢測點,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,從而保證了反應器催化劑層的安全。

圖2 信號選擇器位于調節器之前的選擇系統框圖
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