控制流程设计.ppt

* 化工流程的自动控制(PFD设计) 仪表和计算机自动控制系统在化工过程中发挥着重要作用。强化化工流程的自动控制，是化工生产过程的发展趋势和方向。 化工流程自动化控制的优点： ①、提高关键工艺参数的操作精度，从而提高产品质量或收率； ②、保证化工流程安全、稳定的运行； ③、对间歇过程，还可减少批间差异，保证产品质量的稳定性和重复性； ④、降低工人的劳动强度，减少人为因素对化工生产过程的影响； “CAC”－－－Computer Aided Control “CAO”－－－Computer Aided Operation 化工流程中经常需要控制的部分工艺变量（参数）： 温度 压力 流量 液位 搅拌转速 PH值 浊度、粘度、各种组份浓度 对一个化工流程进行控制 人工控制 仪表和计算机控制（自动控制） 自动控制是在人工控制的基础上发展而来的，由检测仪表、计算机装置、自控阀门组成的自动控制系统分别代替人的眼睛观察、大脑判断决策、手动操作。 计算机自动控制系统示意图 化工过程（或化工设备） 一次仪表 二次仪表 （物理量） （变送器） 计算机控制装置 4～20mA 0～5V 执行机构 （自控阀门） 计算机自动控制系统 仪表（一次和二次仪表） 计算机控制装置 动作机构（自控阀门） 计算机主机（硬件、软件） A/D、D/A（模入、模出） 控制软件（平台软件及二次开发的控制应用软件） 转子流量计 6 机组盘装仪表 3 孔板流量计 5 就地安装仪表 2 控制室仪表 4 变送器 1 符号 名称 序号 符号 名称 序号 化工流程自控仪表的一些图形符号： 自控参量代号： T——温度 F——流量 P——压力或真空度 L——物位 C——浓度 pH——氢离子浓度 A——分析 V——黏度 M——搅拌转速 自控功能代号： I——指示 C——控制 Q——累积 J——记录 X——信号 T——调节 L——联锁 A——报警　　　 R——人工遥控 表示将位号为101的流量信号引入计算机自控系统，显示并控制该值。 　　 表示在设备附近就地加装仪表显示温度101，而不引入计算机自控系统。 FIC 101 TI 101 例如： 5.1 化工流程自控控制的一些基本概念 一、自动控制术语 TIC 换热器 冷流股 热流股 加热蒸汽 冷凝水 要求：热流股温度控制在80±1℃ 1、被控对象（被控过程、被控设备） TIC 换热器 冷流股 热流股 加热蒸汽 冷凝水 定义：需要实现自动控制的生产流程（过程）或设备。 上述例子中，被控对象就是换热器。 2、被控变量（被控参数） 定义：被控对象中需要保持规定数值的物理量。 上述例子中，热流股的温度。 TIC 换热器 冷流股 热流股 加热蒸汽 冷凝水 3、控制变量（操纵变量） 定义：受执行装置（自控阀门）操纵，用来使被控变量保持在设定值的某个物理量。 上述例子中，加热蒸汽的流量。 4、干扰变量（扰动变量） 定义：除控制变量以外，作用于被控对象，并可能引起被控变量发生变化的一些物理量。 上述例子中，加热蒸汽的压力（温度）、冷流股的流量及温度。 TIC 换热器 冷流股 热流股 加热蒸汽 冷凝水 5、设定值与控制精度 设定值－－－被控变量的工艺规定值。 （注意：对开环控制系统，控制变量也可以有设定值。） 控制精度－－－设定值允许的波动范围。 上述例子中，热流股的温度要求控制在80±1℃。 80℃就是被控变量的设定值， ±1℃就是对热流股温度的控制精度要求。 对连续过程，设定值是一个定值 温度（℃） 时间 80 温度（℃） 时间 对间歇过程，设定值也可以是一个随时间而变的曲线（时变曲线） TIC 换热器 冷流股 热流股 加热蒸汽 冷凝水 6、控制偏差 控制偏差－－－被控变量的设定值与其实际测量值之差。 上述例子中，热流股的温度要求控制在80±1℃。 如果实际检测为80.6℃，那么0.6 ℃就是控制偏差。 偏差在控制精度以内－－－控制有效（成功控制），如80.9 ℃ 偏差在控制精度以外－－－控制失控，如81.2 ℃ 控制失效的原因有多种。 二、控制系统类型 计算机自动控制系统 开环控制系统 闭环控制系统 TI 换热器 冷流股 热流股 加热蒸汽 冷凝水 1、开环控制系统 人工预先给定蒸汽流量值 计算机控制装置 TI 换热器 冷流股 热流股 加热蒸汽 冷凝水 FI 2、闭环控制系统 TIC 换热器 冷流股 热流股 加热蒸汽 冷凝水 闭环控制系统作用原理：