过程控制系统设计.pptxVIP

过程控制系统设计;3 过程控制系统设计;3.1 过程控制系统设计步骤;3 过程控制系统设计;确定控制方案;3 过程控制系统设计;;(3) 推断控制 ;3.3 过程控制系统硬件选择;3.3.2 控制装置;检测部件一般宜采用定型产品，设计过程控制系统时，根据控制方案选择测量仪表和传感器 选型原则： 可靠性 实用性 先进性 ;;(2) 雷诺数Re 管道内流量小时 压差与流量成正比 流体的流动状态为 流量变大后 压差大致与流量的平方成正比 流体的流动状态为紊流 从层流到紊流的分界线取决于 流量、流体的密度、粘度和管道内径 雷诺数Re Re〈2300 层流 Re〉4000 紊流;;（3）等熵指数k 当气体流过节流装置时，会产生膨胀，其压力和体积间有关系： 等熵指数k值表 如双原子气体及空气的k=1.41;(4) 气体的压缩系数Z 根据理想气体定律求得的气体密度和实际密度值，在高压和低温的情况下，有一定的偏差，必须引入气体压缩系数加以校正。; 3.4.2 流量计类型 ;;孔板 ;;;3 过程控制系统设计;标准节流装置的取压方式;测量与计算方法 流出系数C 可膨胀系数ε 流量与压差的关系; 在已知管径的管道中设置测量流量的节流装置时，首先要确定以下几项： 采用的节流装置的类型 孔板、文丘里管、喷嘴 命题 确定所要求取的参数——流量、孔径、压差 计算 事先需确定除去待求参数外的其他参数的值 ;选择标准节流装置时直径比β的确定 求解依据——流量与压差的关系 其中， 事先可知道的量有： 未知量有 ;根据流量与压差的关系方程 求直径比β两种方法 手工计算 迭代计算 计算机计算 采用MATLAB的fsolve函数;最大刻度流量的确定 流量一般分为 正常流量（操作流量）、最大流量、最小流量 流量的单位 不可压缩流体（液体）——质量流量（常用）或体积流量 蒸汽——质量流量 气体——体积流量 气体的体积流量与气体所处的状态（温度、压力、湿度）有关，所以须注明单位的状态 ;最大刻度流量的确定（续） 对于气体流量 工艺专业委托设计时，提出的流量往往为标准状态值 节流装置计算时，采用的是工作状态下的流量值 气体流量换算公??? 标准状态下的干气体→工作状态下的干气体 ;;什么是调节阀 调节阀的工作原理 调节阀的静、动态特性 调节阀的选择（调节阀口径的选择）;调节阀 是过程控制系统中最常用的执行机构； 是按照控制器（调节器或操作器）所给定的信号大小和方向，改变阀的开度，以实现调节流体流量的装置。;调节阀（续） 调节阀实际上是一个局部阻力可以改变的节流元件。;调节阀的分类 根据执行器的能量形式分： 电动、气动、液动 电动调节阀 由伺服电机控制执行机构 气动调节阀 气源→气动薄膜→推动阀 ;气动调节阀（续）　 由执行机构和控制机构组成 执行机构根据推力作用方向分为： 正作用—有压，阀杆下移 反作用—有压，阀杆上移 控制机构可分为： 正作用—阀杆下移，阀门关 反作用—阀杆下移，阀门开 气动调节阀可分为 气开式—有压时阀开，无压时阀关 气关式—有压时阀关，无压时阀开;3.5.1 调节阀计算基础;1．调节阀的工作原理和流量方程式（续） 伯努利方程式 ;当ρ和Δｐ给定时，Ｃ　　Q ∴　流量系数Ｃ值反映了阀的流通能力（阀的容量）。 流量系数C　　截面积A成正比 ∴　阀全开时，阀的口径越大，其流通能力也越大。 流量系数C与阀的阻力系数ξ的平方根成反比 ∴　增大ξ，会使阀的流通能力减小，若阀的口径一定，则不同结构的阀阻力系数不同，其C值也各异。;1.调节阀额定流量系数的定义（Kv或Cv） （1）温度为5～10℃的水，在10５Pa的压降下，每小时流过调节阀水量的立方米数，以符号Kv表示，国际（我国）通用。 （2）温度为60℉的水，在1psi(磅/平方英寸）的压降下，每分钟流过调节阀水量的加仑数，以符号Cv表示。 （3）Kv=0.8569Cv 或 Cv=1.167Kv ;2．阻塞流 阀前压力p1一定时 此时，压差比X 达到极限： ;3 过程控制系统设计;3 过程控制系统设计;4．调节阀的可调比R （1）可调比定义 指该阀所能调节的最大流量Qmax和最小流量Qmin的比值: 关于Qmin的说明： Qmin是调节阀可控流量的下限值，通常为最大流量的10%左右，最低约为2%－4% ;4．调节阀的可调比R（续） 理想可调比 调节阀两端压差不变时的可调比 此时， 是阀的最大和最小流通能力之比 使用时希望Ｒ大，但实际做不到（Qmin受限制） 实际可调比 实际使用时，阀前后的压差会变化，如 随管道阻力的变化而变化 随有无旁路阀而变化 ;①串联管道 串联管道上调节阀的实际可调比会降低。 ∵在串