基本介紹

通常自動控制系統只能在生產工藝正常時進行工作，一旦生產處于事故狀態(tài)，控制器就要改為手動，待事故排除后，控制系統再重新投入工作。在大型生產工藝過程中，除了要求控制系統在生產處于正常狀態(tài)時能夠克服外界干擾，平穩(wěn)操作外，還必須考慮在事故狀態(tài)下也能安全生產，即當生產操作達到安全極限時，應有保護性措施。

生產保護性措施有兩類：一類是硬保護措施；一類是軟保護措施。所謂硬保護措施，就是當生產操作達到安全極限時，會發(fā)出聲、光警報。此時由操作工將控制器切換到手動，進行手動操作處理；或是通過專門設置的連鎖保護線路實現自動停車，達到保護生產的目的。對于連續(xù)生產過程來說，即使短暫的設備停車，也會造成巨大的經濟損失，因此這種硬保護措施已經逐漸被軟保護措施所替代。軟保護措施就是通過一個特定設計的選擇性控制系統，在生產短期內處于不正常情況時，生產設備不需要停車，由選擇性控制系統自動改變操作方式，使參數脫離極限值，并且當參數恢復正常時，原控制系統自動恢復，避免停車，而且無需人的參與就可恢復正常生產。

要構成選擇性控制，生產操作必須具有一定的選擇性邏輯關系。而選擇性控制的實現則需要靠具有選擇功能的自動選擇器（高值選擇器和低值選擇器）或有關的切換裝置（切換器、帶接點的控制器或測量裝置）完成。

選擇性控制系統原理及結構

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。系統中設有兩個控制器(調節(jié)器或兩個以上的變送器)，通過(高、低值)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(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、低值選擇器將取代正常生產情況下工作的控制方案(正常調節(jié)器處于開環(huán)狀態(tài))，用取代調節(jié)器代替正常調節(jié)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(jié)器代替取代調節(jié)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。

因此，設計選擇性控制系統的關鍵環(huán)節(jié)是采用了選擇器。選擇器可以接在兩個或多個調節(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，以適應不同生產過程的需要。

根據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：

選擇性控制

選擇性控制

防積分飽和的方法

由于選擇性控制系統中總有一臺控制器處于開環(huán)狀態(tài)，因此易產生積分飽和。防積分飽和有限幅法、外反饋法、積分切除法三種。

1、限幅法：用高低值限幅器將控制器的積分反饋信號限定在某個區(qū)域。

2、外反饋法：在控制器開環(huán)狀態(tài)下，不再使它自身的信號做積分反饋，而是采用合適的外部信號作為積分反饋信號，從而也切斷了積分正反饋，防止了進一步的偏差積分作用。

3、積分切除法：它是從控制器本身的線路結構上想辦法，使控制器積分線路在開環(huán)情況下會暫時自動切除，僅具有比例作用，所以這類控制器稱為PI-P控制器。

選擇性控制

值得注意的是，防積分飽和要解決的問題，并非僅僅在于使開環(huán)工作的控制器輸出信號不超出有效區(qū)間，而且還要求在該控制器的偏差為0的瞬間，其輸出信號與當時工作的控制器輸出信號相同，以便及時替換。

對于一般PI控制器，存在下式：

從而實現了跟蹤。一旦偏差e反向，控制器2的輸出信號立即會被選上。顯然，若在這里選用限幅法防積分飽和，則無法起到信號跟蹤作用。