超驰控制
超驰控制在和利时MACS-K中的应用
超驰控制在和利时MACS-K中的应用李攀，李宝利（杭州和利时自动有限公司，浙江杭州310000）摘要:本文以某公司MTO装置碱洗塔碱液配置为对象，简要介绍超驰控制在和利时MACS-K系列DCS中的实现方法及调试。
关键词：超驰控制;碱洗塔；MACS-K；S-MTO中图分类号:TP273+.5文献标识码:B文章编号：1003-7241（2021）002-0080-04The Implementation of Override Controlin Hollysys MACS-K DCSLI Pan,LI Bao-li(Hangzhou HollySys Automation Co.,Ltd.,Hangzhou310000China)Abstract:This paper makes a brief introduction on the implementation of override control in Hollysys MACS-K DCS for preparation of alkaline liquor in alkali wash tower,as well as DCS commissioning steps.Key words:override control;alkali washing tower;MACS;S-MTO1引言在某大型煤化一体化项目MTO（甲醇制烯烃）装置采用中国石化上海石化院工艺技术，该技术烯烃收率高、操作弹性大、运行成本较低。
在控制策略中，多个控制回路采用超驰控制设置软安全限值，确保装置的正常生产和安全。
本文以典型的比值分程超驰回路为例说明超驰控制在和利时M A CS-K系统中的实现及调试。
2超驰控制超驰控制是选择性控制系统中的一种，选择器位于两个控制器（正常控制和取代控制器）之后,通过选择器自动选择并将控制信号作用于调节阀。
工艺正常时调节阀由正常控制器控制,当取代控制器监测的工艺参数超过（或低于）安全限值时,通过选择器应自动无扰切换到取代控制器。
选择性控制系统
立即发挥控制作用。所以必须采取抗积分饱和措施。
采用PI-P调节器
P 控制 ——系统处于开环工作状态
PI控制——系统处于闭环工作状态
结束！
一．选择性控制系统概述
选择性控制又叫取代控制，也称超驰控制。 在大型生产工艺过程中，除了要求控制系统在生产 处于正常运行情况下能够克服外界干扰，维持生产的平 稳运行，当生产操作达到安全极限时，控制系统应有一 种应变能力，能采取一些相应的保护措施，促使生产操 作离开安全极限，返回到正常情况；或是使生产暂时停 下来，以防事故的发生或进一步扩大。
3.混合型选择性控制系统
混合型选择性控制系统中,既包含有开关型选择的内容， 又包含有连续型选择的内容。
锅炉燃烧系统选择性控制系统(防脱火、防回火)
三 选择性控制系统的设计
1.调节阀开、闭形式选择 根据生产安全要求选择调节阀的开、闭形式 2.调节器规律及正、反作用选择 根据对象的特性和控制的要求，选择调节器的控制规律 及正、反作用 3. 选择器类型的选择 根据调节器的正、反作用和选择性控制系统设置的目的，
确定选择器的类型
控制规律选择：
1.正常情况下工作的控制器，应选PI或PID 2. 非正常情况工作的控制器，应选窄比例式（KC很大） 选择器类型的选择： 根据生产处于不正常情况下、非正常情况调节器的输出 信号高、低来确定；如果在这种情况下它的输出为高信号， 则应选高选器；如果在这种情况下它的输出为低信号，则应 选低选器。
四 积分饱和及其防止措施
在选择性控制系统中，某一时刻选择器只能选中两个调节器
中的一个，并将该调节器的输出信号送往执行器，而未被选
中的调节器则处于开环工作状态，如果这个调节器具有积分 作用，且在偏差信号长期存在的条件下，就会产生积分饱和 现象，其输出信号将会达到最大或最小的极限值。此时，如 果它重新被选择器选中，需要对系统进行控制时，则并不能
超驰控制在DCS系统中的实现及应用
对于横河 CENTUM VP 系统，要使控制回路具有抗积分饱 和功能，可以使用 2 种方法实现。一是选用普通的选择器，将选 择器的最终输出直接反写给未被选择的控制器输出；二是选择 标准的自动选择模块实现。根据图 1 所示工艺流程，应实现自 动低选功能。
图 1 回路图
3.1 选用普通的选择器 在横河公司 CENTUM VP 组态环境中，“CALCU”选择输出
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1超驰控制的原理及作用超驰控制是把生产过程中的限制条件所构成的逻辑关系叠加到正常的自动控制系统上去的一种组合控制方法也就是系统中设有两个或两个以上的控制器通过高低值选择器选出能适应生产安全状况的控制信号实现对生产过程的自控控制
施工应用
超驰控制在 DCS 系统中的实现及应用
高宁 延海波（陕西延长中煤榆林能源化工有限责任公司，陕西 靖边 718500）
缺点： a 主要优点：一次投资较少；设备维护量小；操作简单；周边
地区液氮供应有保ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 b 主要缺点：由于洞库置换操作时氮气消耗量较大，一天需
要液氮 150m3，按液氮槽车容积 30m3计算，一天需要消耗 5 车液 氮。调度工作繁重，液氮调运不及时将会影响洞库的运行。
3 方案比较
自制氮气（变压吸附制氮）方案与依托某大型空分装置外 购氮气方案（管道敷设输送和购买液氮汽化）对比见表 4。
超驰控制
超驰控制系统1．超驰控制概念所谓超驰控制就是当自动控制系统接到事故报警、偏差越限、故障等异常信号时,通过超驰逻辑将根据事故发生的原因立即执行自动切手动、优先增、优先减、禁止增、禁止减等逻辑功能,将系统转换到预设定好的安全状态,并发出报警信号。
2．原理以往用常规控制仪表构成的控制系统绝大部分都缺少识别系统内、外设备状态品质的能力。
只要输入端有偏差信号存在,控制器就会有相应的动作,而不管系统内部是否出现问题或外部生产设备工作是否异常,有时甚至会出现控制背离给定值的现象而造成事故。
超驰控制则能有效地抑制上述不良后果。
在系统中,监测控制过程的每一参数变化的品质、识别输入输出偏差限值、趋势，对被调参数影响的程度，然后依据逻辑功能，实施优选优先，对执行机构进行控制。
DCS和FCS都设计有超驰控制功能,但它在我国工业生产过程自动控制的实际应用却不多。
随着DCS和FCS应用的深入,超驰控制的功能将会得到人们的重视,超驰控制的技术也将走向成熟,到那时,超驰控制就会成为自动控制系统中不可缺少的组成部分。
3．分类超驰控制系统依照功能可分为三类1）开关型超驰控制系统开关型超驰控制系统一般是在主路控制器到调节阀门间设置一个电磁阀门，由辅路超驰信号控制电磁阀门。
当超驰信号送过来的时候，电磁阀门断开。
主路调节阀门由于失气或失电，调节阀门自动向预先设定的FC或FO动作。
也就是说，当超驰信号出现的时候。
调节阀门的最终动作要么是全开要么是全关，此时调节阀门不会动态的进行调节。
2）连续型超驰控制系统连续型超驰控制是将开关型超驰控制系统中的电磁阀门换成了一个选择性控制器。
该选择型控制器可以预先设定为优先选择信号高的或者是信号低的一侧信号，也就是说，主路控制信号和超驰控制信号始终都是通向该选择器的。
例如该选择器为一个高选择器，那么正常的时候，超驰信号低于主路控制信号，当超驰发生的时候，超驰信号会高于主路控制信号，选择器就选择超驰信号。
注：参考压缩机防喘振控制3）混合型超驰控制系统在控制系统中同时有开关型和连续型超驰控制系统。
分散控制系统中的超驰控制
分散控制系统中的超驰控制姚金环(湛江发电厂,广西 湛江 524099)中图分类号:K32 文献标识码:B 文章编号:100129529(2000)0320054201 近年来,新建大型火力发电机组全面应用计算机分散控制系统(DCS)逐步形成热工自动调节装置的主流。
因DCS系统的应用促使超驰控制(overriding con tro l)技术走向成熟,有效地提高了自动调节系统和机组长期运行的安全性。
自动控制系统一般分为过程调节和顺序控制,超驰控制是过程调节中响应系统异常、切换控制方式的保护功能,由于早期自动控制设备性能方面尚不尽如人意,该项技术只能束之高阁,DCS 令超驰控制变为现实——成为过程调节系统不可缺少的重要组成部分。
所谓超驰控制就是当自动调节系统接到事故报警、偏差越限、故障等异常情况时,超驰逻辑(override logic)将根据事件发生的原因立即执行:M R E——自动切手动;PRA——优先增;PLW——优先减;RA I——禁止增;LW I——禁止减。
等逻辑功能直接转换当前工作模式或调节被控设备,把系统转到预先设定好的安全状态并发出报警信号。
电厂中的过程调节都是以闭环负反馈的形式构成回路,调节的目的是消除输入偏差,始终保持过程值(PV)在允许的范围内等于给定值(SP)。
机组运行中大约有几十个过程调节回路、保护装置和程序控制并行参与调节,每个调节回路包括产生输入信号的变送器,输出指令控制的执行机构以及调节器本身,任何环节出现故障都会使调节系统偏离正确的调节方向或驱使调节幅度发散。
以往用常规控制装置构成的调节系统绝大部分都缺少识别系统内、外设备状态品质的能力,只要输入端有偏差信号存在,调节器就会有相应的动作,而不管系统内部是否出现问题或外部设备异常,有时甚至会出现调节背离定值的现象而造成事故,这也是影响自动投入率提高的原因之一。
超驰控制则能有效抑制上述不良后果。
对内,它是监察自动调节过程的眼睛,随时检测调节回路中变送器信号的品质、输入 输出偏差限值等。
超驰控制
超驰控制沈阳电力高等专科学校杨庆柏刊载于《辽宁电机工程科普》2000年第5期自动控制系统一般分为连续量(模拟量)和断续量(开关量)两大类型控制系统。
超驰控制是自动控制系统的保护措施，应归属于断续量控制系统。
一、超驰控制所谓超驰控制就是当自动控制系统接到事故报警、偏差越限、故障等异常信号时。
超驰逻辑将根据事故发生的原因，立即执行自动切手动、优先增、优先减、禁止增、禁止减等逻辑功能，直接转换当前系统的控制方式，将系统转到预先设定好的安全状态，并发出报警信号。
火电厂中的连续量控制都是以闭环负反馈的形式构成回路，控制的目的是消除输入偏差，始终保持被控量在允许的范围内等于给定值。
机组运行中大约有几十个控制回路，任何环节出现故障都会使控制系统偏离正确的控制方向或驱使控制系统振荡。
以往用常规控制仪表构成的控制系统，绝大部分都缺少识别系统内、外设备状态品质的能力。
只要输入端有偏差信号存在，控制器就会有相应的动作。
而不管系统内部是否出现问题或外部设备是否工作异常，有时甚至会出现控制偏离给定值的现象而造成事故，这都是影响提高自动投入率的原因之一。
超驰控制则能有效地抑制上述不良后果。
对内它是监视自动控制过程的眼睛，随时都在检测自动控制回路中变送器信号的品质、输入和输出偏差限值等。
如果是控制仪表本身出现问题，显然控制回路失去了自动控制的基础条件，超驰控制将选择自动切手动方式，把控制回路的自动工作模式转到手动工作模式；对外它是自动控制系统的安全转折器，若控制仪表一切正常，被控制的主、辅设备发生异常，超驰控制将根据判定逻辑得出的结果，决定自动控制系统的控制策略或运行方向，从而转入安全通道，脱离可能发生的危险。
二、超驰控制应用300MVW机组引风控制系统的被控量取自锅炉炉膛压力(即炉膛负压)，锅炉炉膛压力的反应速度相当快，是影响锅炉安全运行的重要参数。
在引风控制系统投入运行时，要充分考虑到如何保证在自动或手动方式下锅炉的安全运行。
T2102碱洗塔顶液位超驰控制碱液锅炉水比值控制水阀分程控制 (2)
T2102碱洗塔顶液位超驰控制碱液锅炉水比值控制水阀分程控制工艺说明：从T2101水洗塔顶部来的反应气，经10E2104换热器加热到50°C 左右，进入T2102碱洗水洗塔下部。
反应气从T2102下部进，经稀碱液（2~3%）、中碱液（5~7%）、浓碱液（8~10%）、锅炉水洗后，过除沫网从T2102顶部流出。
在T2102内反应气里的酸性气体（如CO 2等）与碱液发生反应生成盐和水，同时放出热量oT2102顶部水洗部分有一个液位超驰控制LC2110,主要防止液位太低，反应气从水洗底部排水管流出一--防“串气”•同时防P2106AB 泵气蚀;P2102AB 碱液泵出口流量控制FC2107，流量调节器输出控制电气变频器，改变电机转速，从而改变碱液泵出口流量，实现泵出口流量控制；新鲜锅炉水流量控制阀与□D H FY LC2110 LJFCRFC M 2107PVR FCLM P2102,FV-2106B FV-2106A FC20%碱液T-2102碱洗/水洗塔 水洗水循环至P-2106A,B 强碱至P-2105A,B锅炉给水自E-2107 宀2106 2106 2107FFCOPSPLIT—2107 SPLIT-塔底部分排出洗涤水流量控制阀的分程控制，其原则是优先考虑塔底部分排出水流量，如果此流量不能满足配8%~10%的浓碱液所需水量，再逐步增加新鲜锅炉水流量，因此两流量控制阀FV2106A\FV2106B为分程控制；20%的碱液流量与总锅炉水流量之间为比值控制。
复杂回路构成说明：整个复杂回路由三个调节器(LC2110\FC2106\FC2107),两个调节阀(FV2106A\FV2106B),两个变频器及两台泵，两个质量流量计(FT2106\FT2107),—台液位变送器(LT2110)组成。
LC2110为正作用；FC2106为反作用；FC2107为反作用。
FT2107、FC2107和变频器及电机泵组成碱液流量控制回路；FT2106、FC2106、FV2106A\FV2106B组成锅炉水流量控制回路。
超驰控制
串级调节在简单调节回路中，选取干扰影响特别明显的一个中间变量，附加一个调节器，组成内调节回路（或副调节回路），用来初步克服干扰的影响，同时用原回路（称主回路）中的调节器（主调节器）的输出作为副调节器的给定值，使副调节器跟随此值达到进一步的精细调节。
这是用一个内回路对主要干扰影响进行初调的控制系统。
例如：一个用蒸汽加热控制对象的温度调节，往往由于各用汽设备负荷变化而使蒸汽流量波动极大，影响温度的正常调节。
为了克服这个问题，可以取加热蒸汽的压力作为中间变量 , 组成一个内回路 , 然后以被调节温度的信号与规定温度值之差送至主调节器，最后将主调节器的输出作为压力调节器的给定值。
串级调节的质量往往比简单调节更好，但使用不当则将适得其反。
前馈调节干扰较大且可测时 , 可在干扰出现时 , 测取其信号，经前馈调节器修正后，送作反馈调节器的给定值，使其在调节过程中，能够在干扰影响被调节量之前，先行采取克服的措施。
因此，前馈调节也称超前调节。
例如：精馏塔进料量的改变对产品质量影响很大 , 但因滞后大，若等影响到产品质量后 , 再反馈至调节器进行调节 , 则调节措施很不及时 , 调节效果差。
如果采用前馈调节，就可以有效地克服精馏塔进料量对产品质量的影响。
前馈调节器中的静态修正部分，是按物料或能量平衡，把干扰量换算至所需的调节量。
动态修正部分则是按所需调节措施的缓急而定。
均匀调节生产中常有前一设备的产品直接用作后续设备的进料，此物质的流量必须同时满足前后两个设备的生产要求。
前者希望生产多少 , 流出多少 ; 后者则要求进料平稳。
两个要求是矛盾的。
均匀调节是解决这一矛盾的措施 , 调节结果使流量尽量不变，或缓慢变化 , 只有在危及各设备的安全生产时，才采取极端的措施。
调节系统多为串级形式，而调节器多为宽比例（放大倍数较小）的比例调节器。
分程调节在需用不同的手段分阶段地控制一个参数时，采用这种调节。
例如 : 一个反应器的温度调节 , 在正常温度范围内用水冷却即可，但温度达高限后需用冷冻水冷却，低于低限时，需用蒸汽加热，方能保持正常反应。
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超驰控制（overrides）又叫取代控制也称选择性控制系统，它的特点是：在正常工况下，该参数不会超限，所以也不考虑对它进行直接控制；而在非常工况下，该参数会达到极限值，这时又要求采取强有力的控制手段，避免超限。
选择性控制属于极限控制一类。
例如，正常情况下，高加疏水门由高加水位调节装置进行调节，控制高加水位，但当高加水位高二值保护动作后，自动联动全开高加疏水门，保证高加水位不超限，此时，高加疏水门不受高加水位调节装置的控制，这种控制就叫超驰控制，此时保护系统取代了调节系统的左右，作为执行机构的设备听从了保护系统的命令，而不受调节系统的命令，相当于越级指挥一样，越过
了中间一个控制环节
所谓超驰控制就是当自动控制系统接到事故报警、偏差越限、故障等异常信号时,超驰逻辑将根据事故发生的原因立即执行自动切手动、优先增、优先减、禁止增、禁止减等逻辑功能,将系统转换到预设定好的安全状态,并发出报警信号。
以往用常规控制仪表构成的控制系统绝大部分都缺少识别系统内、外设备状态品质的能力。
只要输入端有偏差信号存在,控制器就会有相应的动作,而不管系统内部是否出现问题或外部生产设备工作是否异常,有时甚至会出现控制背离给定值的现象而造成事故。
超驰控制则能有效地抑制上述不良后果。
对内,它是监视自动控制过程的眼睛,随时检测控制回路中变送器信号的品质、输入输出偏差限值等。
如果是控制仪表本身出现问题,控制回路就失去了自动控制的基础条件、超驰控制将选择自动切手动方式把控制回路自动转为手动;对外,它是系统的安全转折器,若自动控制仪表一切正常,主、辅设备或各种自动控制系统之间的运行状态产生异动,超驰控制将根据判定逻辑得出的结果,决定自动控制系统的控制策略或运行方向,从而转入安全通道,脱离可能发生的危险工况。
DCS和FCS都设计有超驰控制功能,但它在我国工业生产过程自动控制的实际应用却不多。
随着
DCS和FCS应用的深入,超驰控制的功能将会得到人们的重视,超驰控制的技术也将走向成熟,到那
时,超驰控制就会成为自动控制系统中不可缺少的组成部分。