课程设计---分程控制在造气装置中的应用.doc

工业过程控制 课程设计任务书 主要内容 选择一种合适的组态软件，使用实验室现有的过程控制设备，结合分程控制系统的控制要求和设计原则，合理选用控制规律，设计一个组态功能合理，画面美观，组态控制程序完善的分程过程控制系统。 任务要求 1. 根据分程控制系统的具体被控对象和控制要求，正确选用过程仪表，独立设计分程控制系统控制方案。 2. 按说明书正确安装过程仪表和有关模块，并完成系统接线。 3. 运用组态软件，合理设计分程过程控制系统的组态画面，编写组态控制程序。 4. 分步投运系统，正确调整系统参数，使系统达到预期性能。 5. 提交包括上述内容的课程设计报告。 主要参 考资料 [1] 过程控制系统．陈夕松，汪木兰．北京：科学出版社，2005 [2] 过程控制工程．邵裕森．北京：机械工业出版社，2000 [3] InTouch HMI9.5应用程序开发基础课程，Wonderware公司，2006 [4] 过程可视化组态软件InTouch应用技术．马正午，周德兴．北京：机械工业出版社，2006 审查意见 系（教研室）主任签字： 年 月 日 分程控制在造气装置中的应用 1．前言 一股说来，一台调节器的输出只控制一台调节阀，若一台调节器的输出去控制一台或两台以上的调节阀并且按输出信号的不同区间去控制不同的阀门，这种控制方式习惯上称为分程控制。 如图l所示，图中表示造气装置l 2Ol重油储罐压力分程控制系统： 图1 PIC4101压力分程控制系统示意图 为了实现分程调节，须借助于调节阀上的阀门定位器，借助定位器的转换功能。例如对图中A、B两阀，要求B阀在调节器输出压力为0.02~0.06MPa变化时，B阀作全程动作；则要求附在B阀上的阀门定位器，对于输入0.02~0.06Mpa时，相应的输出为0.02~0.1MPa：而A阀上的阀门定位器应调整成输入为0.06~0.1Mpa。按照这些条件，当调节器PIC4l 0l(包括电气转换器)输出信号小于0.06Mpa时B阀动作，A阀不动；当信号大于0.06Mpa时B阀行到极限(全关)，A阀动作， 由此实现分程控制的作用： 2 分程控制方案 根据调节阀的气关、气开形式，可分为同向和异向两种： 2.1 调节阀作同向分程动作 （如图2） 图2 调节阀作同向动作的分程控制系统 2.2 调节阀作异向分成动作 （如图3） 图3 调节阀作异向动作的分程控制系统 同向、异向控制方案的选择，全由工艺的需要而定。 3．分程控制系统的目的 设计分程控制系统的两个方面的目的。 3.1扩大调节阀的可调范围，以改善控制系统的品质 调节阀有一个重要指标，即阀的可调范围。它是一项静态指标，表明调节阀执行规定特性（线性特性或等百分比特性）运行的有效范围。可调范围可用下式表示： （2.5-1） 式中 ——阀的最大流通能力，流量单位。 ——阀的最小流通能力，流量单位。 国产柱塞型阀固有可调范围=30，所以。须指出阀的最小流通能力不等于阀关闭时的泄漏量。一般柱塞型阀的泄漏量仅为最大流通能力的0.1～0.01%。对于过程控制的绝大部分场合，采用=30的控制阀已足够满足生产要求了。但有极少数场合，可调范围要求特别大，如果不能提供足够的可调范围，其结果将是或在高负荷下供应不足，或在低负荷下低于可调范围时产生极限环。 3.2满足工艺操作上的特殊要求 在某些间歇式生产化学反应过程中，当反应物投入设备后，为了使其达到反应温度，往往在反应开始前需要给它提供一定的热量。一旦达到反应温度后，就会随着化学反应的进行不断释放出热量，这些热量如不及时移走，反应就会越来越激烈，以致会有爆炸的危险。因此对于这种间歇式化学反应器既要考虑反应前的预热问题，又要考虑反应过程中及时移走反应热的问题。为此设计了如图2-1所示的分程控制系统。 图4 间歇式化学反应器分程控制系统图 图中温度调节器选择反作用，冷水调节阀选择气关式（A阀），热水调节阀选择气开式（B阀）。该系统工作过程如下:在进行化学反应前的升温阶段，由于温度测量值小于给定值，因此调节器输出增大，B阀开大，A阀关闭，即蒸汽阀开、冷水阀关，以便使反应器温度升高。当温度达到反应温度时，化学反应发生，于是就有热量放出，反应物的温度逐渐提高。当温升使测量值大于给定值时，调节器输出将减小（由于调节器是反作用），随着调节器的输出的减小，B阀将逐渐关小乃至完全关闭，而A阀则逐渐打开。这时反应器夹套中流过的将不再是热水而是冷水。这样一来，反应所产生的热量就被冷水所带走，从而达到维持反应温度的目的。 4．造气1201重油储罐为何设计压力分程控制系统 首先看一下该