进新课 课程名称 过程控制工程 课 型 (选择控制系统概述， 类型及应用) 教师姓名 授课学时 1学时(50分钟) 选择控制系统概述 教学内容 选择控制系统的类型及应用 使学生通过学习本节内容，了解选择控制系统的基本概念， 教学目的 理解选择控制系统的几种类型及应用。 教学重点 选择控制系统的类型及应用 难点：选择控制系统的类型及应用 教学难点 策略： 及相应的 通过举例分析阐述选择控制系统的几种类型及其 教学策略 应用。 探究式讲授法、互动法（提问）、演示法（多媒体）、课堂讨论法 教学方法 (教师启发、引导学生发言、教师评价并总结包括自问自答) 教学手段板书及多媒体有机结合
课程名称 过程控制工程 课 型 讲新课 （选择控制系统概述、 类型及应用） 教师姓名 授课学时 1 学时（50 分钟） 教学内容 选择控制系统概述 选择控制系统的类型及应用 教学目的 使学生通过学习本节内容，了解选择控制系统的基本概念， 理解选择控制系统的几种类型及应用。 教学重点 选择控制系统的类型及应用 教学难点 及相应的 教学策略 难点：选择控制系统的类型及应用 策略： 通过举例分析阐述选择控制系统的几种类型及其 应用。 教学方法 探究式讲授法、互动法（提问）、演示法（多媒体）、课堂讨论法 （教师启发、引导学生发言、教师评价并总结包括自问自答） 教学手段 板书及多媒体有机结合
时间 教学过程 教学方法、 分配 手段 6.选择性控制系统 6.1概述 选择性控制，也称取代控制，超驰控制 控制系统要求： ●正常时，古服干状，维持生产平稳云行 ●达到安全极限时， 具有应变能力，采取相应的措施，使生产离开安全极限 返回正常情况 两类保护措施： 入 硬保护措施：(1)生产处于危险状态时，由操作工讲行人工处理，设备停车。 (2)生产达到危险状态时，通过专门继电连锁保护装置，实现自司 停车」 声、光报警，连锁保护一停车，损失大 分 软保护措施：通过选择性控制系统，实现软保护。 设计选择性系统，在不正常情况下，起到保护控制，直到生产正常， 多媒体 在正常情况下，仍实施正常控制 自动保护性控制 演示法 选择性系统依 工艺操作的选择性逻辑关系 实现设备： 自动选择器(HS、LS)、切换开关 -1
- 1 - 时间 分配 教学过程 教学方法、 手段 课 程 导 入 8 分 钟 6．选择性控制系统 6.1 概述 选择性控制，也称取代控制，超驰控制 控制系统要求： ● 正常时，克服干扰，维持生产平稳运行 ● 达到安全极限时，具有应变能力，采取相应的措施，使生产离开安全极限， 返回正常情况 两类保护措施： 硬保护措施：（1）生产处于危险状态时，由操作工进行人工处理，设备停车。 （2）生产达到危险状态时，通过专门继电连锁保护装置，实现自动 停车。 声、光报警，连锁保护 → 停车，损失大 软保护措施：通过选择性控制系统，实现软保护。 设计选择性系统，在不正常情况下，起到保护控制，直到生产正常。 在正常情况下，仍实施正常控制——自动保护性控制 选择性系统依据： 工艺操作的选择性逻辑关系 实现设备： 自动选择器（HS、LS）、切换开关 探究式 讲授法 多媒体 演示法
6.2选择性控制系统的类型及应用 6.2.1开关型选择性系统 A变量：工艺操作指标 B变量：安全界限，操作在B内是安全的， 超出，生产就有危险 正常情况，B处于界限内，对A进行连续控制 板书、 松制 一旦B达到界限，为防止事故，切断A控制 互动法 器输出，使控制阀迅速打开或关闭，直到B 回到安全界限内，然后恢复A的连续控制 控制方案A:裂解气温度控制，通过液丙烯换热面积控制 裂解气(88℃) 气丙希 型 液丙烯 制系统 15℃ 图6-1乙烯分离裂解气用液丙烯冷却 问题：当换热器列管全部被淹没时，通过开大控制阀就已经没有作用了， 并且有可能没有丙烯的燕发空间了，汽带液，压缩机受损害 裂解气(88℃) 气丙烯 液丙烯 控制方案B:裂解汽温度与丙烯冷却器液位选择性系统
- 2 - 开 关 型 选 择 控 制 系 统 25 分 钟 6.2 选择性控制系统的类型及应用 6.2.1 开关型选择性系统 A变量：工艺操作指标 变量：工艺操作指标 B变量：安全界限，操作在 变量：安全界限，操作在B内是安全的， 超出，生产就有危险 超出，生产就有危险 正常情况，B处于界限内，对 处于界限内，对A进行连续控制 一旦B达到界限，为防止事故，切断 达到界限，为防止事故，切断A控制 器输出，使控制阀迅速打开或关闭，直到 器输出，使控制阀迅速打开或关闭，直到B 回到安全界限内，然后恢复A的连续控制 变量 控制 A变量：工艺操作指标 变量：工艺操作指标 B变量：安全界限，操作在 变量：安全界限，操作在B内是安全的， 超出，生产就有危险 超出，生产就有危险 正常情况，B处于界限内，对 处于界限内，对A进行连续控制 一旦B达到界限，为防止事故，切断 达到界限，为防止事故，切断A控制 器输出，使控制阀迅速打开或关闭，直到 器输出，使控制阀迅速打开或关闭，直到B 回到安全界限内，然后恢复A的连续控制 变量 控制 控制方案 A：裂解气温度控制，通过液丙烯换热面积控制 裂解气（88℃） 15℃ 气丙烯 液丙烯 TC 图6-1 乙烯分离裂解气用液丙烯冷却 裂解气（88℃） 15℃ 气丙烯 液丙烯 TC 裂解气（88℃） 15℃ 气丙烯 液丙烯 TC 裂解气（88℃） 15℃ 气丙烯 液丙烯 TC 图6-1 乙烯分离裂解气用液丙烯冷却 问题：当换热器列管全部被淹没时，通过开大控制阀就已经没有作用了， 并且有可能没有丙烯的蒸发空间了，汽带液，压缩机受损害 裂解气（88℃） 气丙烯 液丙烯 TC 控制方案B：裂解汽温度与丙烯冷却器液位选择性系统 裂解气（88℃） 气丙烯 液丙烯 TC 裂解气（88℃） 气丙烯 液丙烯 TC 裂解气（88℃） 气丙烯 液丙烯 TC 控制方案B：裂解汽温度与丙烯冷却器液位选择性系统 探究式 讲授法 多媒体 演示法 板书、 互动法
带上限接点的液位控制器（上限设在75%左右）、气动控制管路上的电磁三 通阀 正常情况下（液位低于75%），接点断开（常开），电磁阀通（电关阀），温 度控制。 液位高于75%，接点闭合，切断温度控制器的输出，控制阀气动管线与大 气通，阀关闭，切断液丙烯进料。 液位 温度 恒度拉一一挖制位对象固度对 关 探究式 讲授法 图6一2开关型选择性控制系统方块图 裂解气(88℃)气丙烯 信号器 当液位低于75%时 工 P,=0 控 信号器 当液位达到75%时 P,=0.IMPa 多媒体 液丙烯 演示法 切换器 25 切换器 当p,=0时，py=Px p,=0.1MPa时， Py=0 自问自 答形式 丙二烯 当L2低于75%时 蒸发器 L2 回流罐 当L2高于75%时 图64回流罐液位与蒸发器液位开关型选择控制系统 3
- 3 - 开 关 型 选 择 控 制 系 统 25 分 钟 带上限接点的液位控制器（上限设在 75%左右）、气动控制管路上的电磁三 通阀。 正常情况下（液位低于 75%），接点断开（常开），电磁阀通（电关阀），温 度控制。 液位高于 75%，接点闭合，切断温度控制器的输出，控制阀气动管线与大 气通，阀关闭，切断液丙烯进料。 控制阀 图6—2 开关型选择性控制系统方块图 液位对象 液位 开 温度对象 关 温度控制器 温度 控制阀 图6—2 开关型选择性控制系统方块图 液位对象 液位 开 温度对象 关 温度控制器 温度 裂解气（88℃） 气丙烯 液丙烯 信号器 P 切换器 Y PX PZ 信号器 当液位达到75％时 pz ＝0．1MPa 当液位低于75％时 pz ＝0 切换器 当pz ＝0时，pY＝px pz ＝0．1MPa时， pY＝0 TC 裂解气（88℃） 气丙烯 液丙烯 信号器 P 切换器 Y PX PZ 裂解气（88℃） 气丙烯 液丙烯 信号器 P 切换器 Y PX PZ 信号器 当液位达到75％时 pz ＝0．1MPa 当液位低于75％时 pz ＝0 切换器 当pz ＝0时，pY＝px pz ＝0．1MPa时， pY＝0 TC 丙二烯 蒸发器 回流罐 A.O LC1 L1 LC2 L2 当L2低于75％时 当L2高于75％时 图6—4 回流罐液位与蒸发器液位开关型选择控制系统 丙二烯 蒸发器 回流罐 A.O LC1 L1 LC2 L2 丙二烯 蒸发器 回流罐 A.O LC1 L1 LC2 L2 当L2低于75％时 当L2高于75％时 图6—4 回流罐液位与蒸发器液位开关型选择控制系统 探究式 讲授法 多媒体 演示法 自问自 答形式
6,2,2连续型选择性控制系统 当取代作用发生后，不是使控制阀全开或全关，而是继续实施连续控制 方式 两个连续控制器，一个正常情况下工作 启发式 一个非正常情况下工作 课堂讨论 →一个选择器(HS、LS)→控制阀 例子1： 蒸汽 互动法 PC) 供水 图6一5蒸汽压力与燃料气压力选择性控制系统 正常一 P一PA Py=PA 异常一 PB一PA1 蒸汽压力变送器 E制器CP LS ]上，（一科压力对十汽压力对程 空制器PC] D 燃料压力变送器 图66蒸汽压力与燃料压力选择性控制系统方块图 当燃料压力太高时会产生脱火现象（烟肉目黑烟，燃料、空气比达到极限会爆炸 正常情况下，燃料压力低于给定值，PC2呈负偏差，输出高信号，此时由蒸 汽压力控制器控制添加燃料量。 当燃料压力大干绘定值时，C2早理正偏差，输出为低信号，此时系统按燃 料管线压力进行控制，直至压力恢复到小于给定值时，PC2输出马上呈高信号， 系统又改由蒸汽压力进行控制 为使PC2输出在燃料管线压力大于或小于给定值时变化明显，PC2应选窄 比例式控制器
- 4 - 6.2.2 连续型选择性控制系统 当取代作用发生后，不是使控制阀全开或全关，而是继续实施连续控制 方式： 两个连续控制器，一个正常情况下工作 一个非正常情况下工作 →一个选择器（HS、LS）→ 控制阀 例子 1： 蒸汽 PC1 PC2 LS PY PB PA 供水 图6—5 蒸汽压力与燃料气压力选择性控制系统 正常 PB PA PY= PA 异常 P PB A PY= PB 蒸汽 PC1 PC2 LS PY PB PA 供水 PC1 PC2 LS PY PB PA 供水 图6—5 蒸汽压力与燃料气压力选择性控制系统 正常 PB PA PY= PA 异常 P PB A PY= PB 蒸汽压力变送器 燃料压力变送器 控制器PC1 控制器PC2 LS pA pB pY GV（s） 燃料压力对象 蒸汽压力对象 图6-6 蒸汽压力与燃料压力选择性控制系统方块图 蒸汽压力变送器 燃料压力变送器 控制器PC1 控制器PC2 LS pA pB pY GV（s） 燃料压力对象 蒸汽压力对象 图6-6 蒸汽压力与燃料压力选择性控制系统方块图 当燃料压力太高时会产生脱火现象（烟囱冒黑烟，燃料、空气比达到极限会爆炸） 正常情况下，燃料压力低于给定值，PC2 呈负偏差，输出高信号，此时由蒸 汽压力控制器控制添加燃料量。 当燃料压力大于给定值时，PC2 呈现正偏差，输出为低信号，此时系统按燃 料管线压力进行控制，直至压力恢复到小于给定值时，PC2 输出马上呈高信号， 系统又改由蒸汽压力进行控制。 为使 PC2 输出在燃料管线压力大于或小于给定值时变化明显，PC2 应选窄 比例式控制器。 启发式 课堂讨论 互动法