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过程控制(第二版)第六章.ppt

发布:2025-04-15约1.95千字共21页下载文档
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第六章过程控制应用实例第一节化肥厂H2/N2比例控制第二节氯乙烯精馏过程控制第三节TDC-3000在聚苯乙烯装置上的应用第四节CENTUM在合成氨装置中的应用返回目录

第一节化肥厂H2/N2比例控制生产工艺:3份氢和1份氮可合成2份氨,即保持H2/N2为3/1最为理想。实际生产中H2/N2取为2.2~2.8。返回本章

2控制方案的选择被控参数:合成塔入口气体的氢氮比控制参数:二段炉入口的空气输入量过程:二段炉、中、低温变化炉、甲烷、碳化和压缩设备;具有大滞后、大惯性和多干扰的特征。系统方案的选择:通过分析,应采用前馈补偿的串级控制方案。

系统的组成和系统框图

控制系统设计主回路:设定氢氮比作为输入,反响量是合成塔入口的的实际氢氮比。副回路:副回路输出定在中、低变换炉的输出;前馈补偿:用来补偿主要扰动--输入天然气流量的波动作为前馈信号。

3仪表的选择成分检测仪:连续工作的氢组分检测仪和具有峰值保持的专用氮色谱仪,经过简单处理运算可得氢氮比值。调节器:选用KMM可编程调节器,人工设定,实现氢氮比调节、恒氮调节、手动遥控操作和无平衡无扰动切换,同时有氢氮比记录、上下限报警等功能。

4调节器参数的整定采用两步整定法进行参数整定,先副回路,后主回路。副回路惯性小,允许采用PID控制算法,主回路采用PD算法。4∶1衰减曲线得到参数:副回路调节器δ2=0.8δs2,TI=0.3Ts2,TD=0.1Ts2主回路调节器δ1=〔0.8~1.0〕δs1,TD=0.1Ts1经过细调后,确定适宜的调节参数。系统投运后,效果很好。返回本节

第二节氯乙烯精馏过程控制生产工艺:精馏工段是先将粗氯乙烯送入低沸塔,别离出沸点低的杂质等。再送到高沸塔中,从中除去高沸点物质。成品经冷却后送往枯燥器。为了保证过程连续生产正常进行,需要稳定假设干个工艺参数:低沸塔进料流量、低沸塔塔顶温度、低沸塔尾气排放压力、低沸塔横别离度、高沸塔进料流量、高沸塔顶部压力、高沸塔塔顶氯乙烯漆相采出量、高沸塔横别离度和进入再沸器热水温度。返回本章

2控制方案选择对于列出的被控参数必须逐个选定对应的控制回路。控制低沸塔流量的串级均匀控制回路保持塔顶温度的冷凝器冷冻水流量控制系统控制尾气流量的塔顶压力恒定系统再沸器温度恒定系统高沸塔进料流量串级均匀系统高沸塔顶部温度恒定系统高沸塔再沸器残液液位恒定系统再沸塔热水恒温控制系统。

3控制系统硬件配置这是一个多回路系统,为保证过程控制系统的可靠性,配备了两级控制器构成双冗余热备份控制,如下图。的层是一套微机多回路调节器,能完成对重要回路的控制,独立设置参数,独立运行。上层是以太总线是PC工控机,配有智能通信模块和各种I/O模块,与底层用RS232口相连。上位机即能向下位机发布控制参数和采集现场参数值,通过下位机实现对过程的控制,又能直接对过程进行控制。

4系统软件设计这是一个多任务操作系统,用户需要根据系统设计进行组态,将各功能块的连接成相应的系统。运行结果:系统运行稳定可靠,产量和质量水平较高。返回本节

第三节TDC-300在聚苯乙烯装置上的应用工艺概述:主要有原料的储存与进料、物料反响与脱挥发和成品与产品送出。返回本章

2TDC-3000系统配置系统结构如图。系统分为两层,上层为局域控制网,底层为数据高速公路。万能操作站是操作员与生产过程控制的接口,也兼作工程师站使用。

3主要控制回路本系统受监控数据点约1050个,其中外部数据点近800个,内部数据点250个。系统可构成多个独立的温度控制系统和串级控制系统。系统中可以有常规的PID控制和无平衡无扰动切换功能。

切胶系统的顺序控制返回本节

第四节CENTNM系统在合成氨装置上的应用生产工艺:合成氨生产工艺如第一节所介绍。CENTUM系统配置如图。返回本章

系统中主要控制回路全系统共有控制回路十多个,仅介绍水碳比控制系统。返回本节

第六章小结过程控制主要应用于化工、冶金等非电量的生产过程中。控制方法有常规的模拟控制仪表、可编程控制器控制、计算机控制系统和集散控制系统等。计算机分布式控制系统和现场总线控制系统会得到更大的开展。返回本章

结束语过程控制工程是自动化专业的一门主要专业课程,随着工业自动化程度的不断提高,本课程仅仅是对过程控制的各种控制方案进行了纲要的阐述和介绍,在实际工程应用中还有许多控制方案,同时,在过程控制系统的设计中还需要结合其它控制技术和工具来完成。因此,系统设计是一门综合性的工程,还需要同学们掌握大量的前沿的科学技术,以适应当前的工业自动化的应用需要。返回目录

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