典型过程控制系统设计.ppt

精馏塔的控制方案1．一端产品质量控制所谓一端产品质量控制，是指塔顶产品或塔底产品要达到规定的纯度，而对另一端的产品纯度只要保持在一定范围内即可。它分为塔顶产品成分控制和塔底产品成分控制两种（1）塔顶产品成分控制例如，在对甲醇进行分离的精馏塔中，其进料为甲醇、甲醛和水的混合液，工艺要求把甲醇分离出来。因甲醇为轻组分，所以这是一个塔顶产品成分的控制问题。某甲醇分馏的参数表如表10－1所示。水的成分甲醛成分=0.0032=0.986=0.046甲醇成分387.517.5400流量/kg/s塔底馏出物塔顶馏出物进料参数工况成分根据变量配对的要求，通常采用的控制方案是：用塔顶产品流量控制塔顶产品成分；用回流量控制回流罐液位；用塔底产品流量控制塔底液位；蒸汽的热釜（再沸器）进行自身流量的控制，如图10－13所示01选用塔顶产品流量作为控制量。在图10－13中，调节器的输出均通过电－气转换后变成气压信号，经气动阀门定位器进行功率放大，进而推动气动薄膜调节阀。02图10－13塔顶产品成分控制方案03塔底产品成分控制由图可知，用塔底产品流量控制塔底产品成分，以保证控制质量；对塔顶产品只进行流量控制；用回流量控制回流罐液位，用蒸汽量控制塔底液位，使精馏操作能正常进行。图10－14塔底产品成分控制方案2．两端产品质量均需控制当塔顶及塔底产品分别需要满足一定质量指标时，则需要对塔的两端产品质量同时进行控制。在该控制方案中，用回流量控制塔顶产品成分，用塔底流量控制塔底产品成分，其目的是保证两端产品的控制质量；用塔顶流量控制回流罐液位，用蒸汽流量控制再沸器液位，使精馏操作能正常进行。图10－15两端产品质量控制方案当改变回流量时，不仅影响塔顶产品组分的变化，同时也引起塔底产品组分的变化；同理，当控制塔底的加热用蒸汽流量时，也将引起塔内温度的变化，从而不但使塔底产品组分产生变化，同时也将影响到塔顶产品组分的变化。可见，这是一个2×2的多变量耦合系统图10－16精馏塔两端产品成分控制框图显然，此时应进行解耦设计，两端产品成分解耦控制方案如图10－17所示。该控制方案的设计思想是：为使回流量的变化只影响塔顶组分而不影响塔底组分，设计了解耦装置，使蒸汽阀门预先动作，予以补偿；同样，为使蒸汽量的变化只影响塔底组分而不影响塔顶组分，设计了另一个解耦装置，使回流阀预先动作，予以补偿，从而实现了两端产品质量的解耦控制。01图10－17两端产品质量的解耦控制方案02关于解耦装置数学模型、的取得，可根据不变性原理的前馈补偿法进行设计图10－18前馈补偿法解耦控制系统框图10.2过程控制系统的工程化设计10.2.1工程化设计的目的和主要内容1．目的过程控制系统的工程化设计既是生产过程自动化项目建设中的一项极其重要的环节，也是自动化类专业的学生强化工程实际观念、运用《过程控制工程》的知识进行全面综合训练的重要实践过程。过程控制系统的工程化设计要求设计者既要掌握大量的专业知识，还要懂得设计工作的程序。过程控制系统的工程化设计，不管具体过程和控制方案如何，其基本的设计程序和方法则是相似的。第10章典型生产过程控制

与工程设计010203040506了解电厂锅炉的各种控制要求，熟悉它们的控制方案；01掌握锅炉燃烧过程控制系统的设计方法；02了解精馏塔的控制任务,熟悉各变量之间的关系；03掌握精馏过程控制系统的设计方法；04了解工程设计的基本要求与基本内容；05了解项目报告、施工图的设计方法以及抗干扰问题的解决方案。06本章要点

10.1典型生产过程控制

电厂锅炉的过程控制

一、火力发电厂的生产流程火力发电厂外观在火力发电厂，最基本的工艺过程是用锅炉生产蒸汽，使汽轮机运转，进而带动发电机发电。汽轮发电机组锅炉控制是火力发电生产过程自动化的重要组成部分。它的主要任务是根据负荷设备（汽轮机）的需要，供应一定规格（压力、温度、流量和纯度）的蒸汽。单元机组生产流程示意图（各单元说明。。。）重点以锅炉汽包水位控制、过热蒸汽温度控制、锅炉燃烧控制为例讨论它们的控制方案。1－汽轮机高压缸；2－汽轮机中、低压缸；3－汽包；4－炉膛；5－烟道；6－发电机；7－冷凝器；8－补充水；9－凝结水泵；10－循环水泵；11－低压加热器；12－除氧器；13－给水泵；14－高