選擇性控制系統也叫超馳控制系統，也有人稱其為自保護系統或軟保護系統。選擇性控制是把生產過程中對某些工業參數的限制條件所構成的邏輯關係迭加到正常的自動控制系統上去的組合控制方案。系統由正常控制部分和取代控制部分組成，正常情況下正常控制部分工作，取代控制部分不工作；當生產過程某個參數趨於危險極限時但還未進人危險區域時,取代控制部分工作，而正常控制部分不工作，直到生產重新恢復正常，然後正常控制部分又重新工作。這種能自動切換使控制系統在正常和異常情況下均能工作的控制系統叫選擇性控制系統。
基本介紹
- 中文名：選擇性控制
- 別稱：取代控制或超馳控制
- 裝置：自動選擇器、切換器等
基本介紹,選擇性控制系統原理及結構,防積分飽和的方法,
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，一旦生產處於事故狀態，控制器就要改為手動，待事故排除後，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於正常狀態時能夠克服外界干擾，平穩操作外，還必須考慮在事故狀態下也能安全生產，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；或是通過專門設定的連鎖保護線路實現自動停車，達到保護生產的目的。對於連續生產過程來說，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，在生產短期內處於不正常情況時，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，並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係。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係，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於危險極限區，但還未進入危險區時，一個用於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(正常調節器處於開環狀態)，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。然後，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。
因此，設計選擇性控制系統的關鍵環節是採用了選擇器。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。
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：
1、選擇器位於調節器的輸出端，對調節器輸出信號進行選擇的系統，如右圖所示，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。此時取代調節器處於開路狀態，對系統不起控制作用。當生產不正常時，通過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，正常調節器處於開路狀態，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套用。
2、選擇器位於調節器之前，對變送器輸出信號進行選擇的系統，如右圖所示。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。
防積分飽和的方法
由於選擇性控制系統中總有一台控制器處於開環狀態，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域。
2、外反饋法：在控制器開環狀態下，不再使它自身的信號做積分反饋，而是採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。
限幅法與外反饋法的防積分飽和原理不一致，功能亦有差別，在套用中應注意它們各自的適用場合。對於選擇性控制系統的防積分飽和，應選擇外反饋法。其積分外反饋信號取自選擇器的輸出信號，如右圖所示。當控制器1處於工作狀態時，選擇器輸出信號等於它自身的輸出信號，而對控制器2來說，這個信號就成為外部積分反饋信號了。反之，亦相同。
值得注意的是，防積分飽和要解決的問題，並非僅僅在於使開環工作的控制器輸出信號不超出有效區間，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。
對於一般PI控制器，存在下式：
因此控制器1工作時，控制器2的輸出算式為
式中：e2 為偏差；kc2為控制器2的比例增益；T2 為積分反饋時間常數。當e2為0，且系統處於較平穩階段時，上述公式為：u1=u2
從而實現了跟蹤。一旦偏差e2反向，控制器2的輸出信號立即會被選上。顯然，若在這裡選用限幅法防積分飽和，則無法起到信號跟蹤作用。
