精馏塔塔顶组分质量控制系统设计.ppt

精馏塔塔顶组分质量控制系统设计 目 录  本课题以一个简单二元精馏塔为被控对象，被控变量为塔顶组分含量，考虑到塔顶组分含量不易测得，所以采用间接指标控制的方式，且确定以灵敏塔板的温度为间接的被控变量。 要求学生完成该精馏塔塔顶产品质量简单控制系统的设计，确定控制方案（包括被控变量、操纵变量、控制器控制规律的选择），选择合适的测量仪表，根据所确定的控制器控制规律编写相应的控制程序，并画出流程图。 根据欣斯基提出的精馏塔控制中变量配对的准则：当仅需要控制塔的一端产品时，应选用物料平衡方式控制该端产品的质量。当为了生产塔顶合格产品，而没有侧线产品时，常用的控制方案是：利用回流量来控制顶部塔板的温度，改变通往再沸器加热蒸汽量来控制底部塔板的温度。精馏塔为了保证塔顶产品符合质量要求，要求精馏段温度恒定，控制精度较高。 控制方案可选择：单回路控制,控制器选用PLC 控制 该控制方案的优点是控制作用及时，温度稍有变化就可通过回流量进行控制，动态响应快，对克服扰动影响有利。主要适用于回流比小于0.8及动态响应快速的精馏操作，是精馏塔常用的控制方案。 本项目中，乙醇和水的分离要求不高，较易实现，回流量较小，故采用简单控制系统中的单回路控制系统较为适合 。 在塔顶温度控制系统中，灵敏塔板温度作为被控变量，选用回流量R为操纵变量。 此外，需要控制回流量，以回流量为被控变量，回流罐液位为操纵变量构成单回路控制系统。 2.2.控制规律的选择 综上所述，从控制规律优缺点和适用场合的方面来考虑，被控变量为塔顶组分含量，考虑到塔顶组分含量不易测得，采用间接指标控制的方式，且确定以灵敏塔板的温度为间接的被控变量。因此，选择PID控制规律来控制。 2.2.控制系统方框图 2.2.控制系统方框图 3.1.1控制器的选择 3.1.2.系统的安装与接线 无远程功能的PLC用在单机或控制范围不大的系统，有远程功能的PLC则用于大范围的控制系统。远程系统中，本地站一般设在集中控制室，远程站一般设在低压配电室或仪表室，这样可使PLC的外部接线最短。PLC忌安装在高温、结凝、特别是有振动冲击的场所。 3.2.1.液位检测仪表的选择 常见液位检测仪表：差压式液位计，超声波式液位计，电气式液位计，霍尔式液位计和核辐射式液位计。 根据控制介质的工艺条件，选用差压式液位计 差压式液位传感器是基于流体静力学原理，通过液柱静压的方法对液位进行测量。液位—压力转换的方式主要有压力式和差压式 3.2.1.液位检测仪表的选择 3.2.2.温度变送元件的选择 热电阻的安装方法 根据设计要求：测得灵敏塔板温度在78.15℃时，获得塔顶产品中乙醇的含量为94%，水含量6%。故设定温度为78.15℃，并添加指示灯以便观察其处在的工作状态。 此项目中PLC为主控制器，采用PID控制规律。PLC温度控制系统采用Pt100热电阻用来监测受热体的温度，并将采集到的温度信号送到温度变送器，再由温度变送器输出单极性模拟电压信号到PLC模拟量模块经内部运算处理后，输出模拟量电流信号到调压模块，调压模块根据输入电流的大 小，改变输出电压的大小，并送至加热器，调节给受热体的加热电功率。 加热器以不同加热量给受热体加热，欲使受热体维持一定的温度，则需要一风扇不断给其降温，以达热平衡，这样才能保证受热体温度保持恒定。 4.3.控制系统投运 简单过程控制系统投运步骤如下： 1、检查系统投运：温度、压力等检测系统的投运比较简单，可逐个开启仪表和检验变送器，检查仪表显示值的正确性。 2、控制系统投运 自动控制系统安装无误或经过停车检查，再开车投产时要求稳定地进入运行状态。控制系统投运只要包括检测系统投运和控制系统投运两部分。系统进入运行状态后应保证控制系统的基本技术性能的要求，即：“稳、准、快”的要求。为保持系统长期稳定地运行，还应作好系统维护工作。 4.5.监视运行情况 PLC程序的调试分为模拟调试和现场调试两个调试过程，在此之前首先对PLC外部接线作仔细检查，外部接线一定要准确无误。也可以用事先编写好的试验程序对外部接线做扫描通电检查来查找接线故障。为了安全考虑，最好将主电路断开 * * 一、概 述 二、控制任务分析及方案确定 三、仪 表 选 型 四、软件编程及控制系统投运 一、 概 述 二、控制任务分析及方案确定 2.1控制方案的选择 以精馏段灵敏板温度温度T为被控变量，塔顶冷回流量R为操 纵变量组成温度控制系统。由于回流变化后再影响馏出量， 因此是间接