化工过程控制分析报告.ppt

第七章 过程控制 推断控制 乙苯精馏塔产品质量推断控制 ---利用塔板温度与馏出液组成的严格关系，控制精馏塔塔顶出口组成 (3)安全： 为了防止燃烧与爆炸事故，应防止设备的超温和超压。 对于反应器R101应测量其进出口温度和床层温度，并设置超温报警及紧急情况下切断乙烯进料的装置。 对于精馏塔应测量其塔顶或塔釜的压力。 (4)可操作 可操作的基本要求是满足各个设备内在的约束条件。 例如储罐不应溢流或抽空，精馏塔不应液泛或漏液。因此，应设置储罐V101，V102，V103的液面测量，精馏塔T102，T103的压降测量等措施。 (5)经济： 优化控制设备：例如反应器R101的优化控制问题，是否采用优化控制要根据可能性和经济评价结论确定； 在乙烯、苯、乙基苯、冷却水总管、蒸汽总管等管道上设置流量计，为计算车间成本提供所必须的产量和原料、辅助材料以及公用工程的消耗量。重要的流量计不仅能提供和显示瞬间值，而且有累计功能。 苯和乙烯气相烷基化流程图 2)选择控制变量 对于某个测量参数，可能有多个可任意调节的输入变量，需选择一个或多个变量作为控制变量，即确定控制方案。-----该项工作是过程控制的核心内容。 若有多个方案可供选择而定性分析不能作出判断时，则有必要进行动态模拟以得出定量的结论。 控制系统的设计要点及步骤 确定达到设计要求所需测量的参数 2)选择控制变量 控制系统的设计要点及步骤 确定达到设计要求所需测量的参数 3)确定调节器的调节规律 目前广泛应用的调节规律有三种： 比例调节 比例积分调节 比例积分微分调节 3)确定调节器的调节规律 比例调节 按照被调参数值与给定值的偏差大小和方向，发出与偏差成比例的控制信号。 例如：盘管加热器处于稳态工况下的热量平衡式为： 式中F、?、Cp 、T1和T2分别是物料的流量、密度、热容、进口和槽内温度。Q为蒸汽传递给物料的热量，上标0表示稳定状态。 若有外界干扰T1升高，如果不改变Q，T2将随着时间 t逐渐升高。 设储槽内液体体积稳定为V，则 0 要使偏差等于0，需要按照T2与T20的偏差调节Q。设控制规律使Q的变化与偏差T2- T20成比例，即 ?比例增益 比例反馈控制的温度响应曲线 比例调节不适用于负荷变化较大而又不允许有残余偏差的系统。 确定调节器的调节规律 目前广泛应用的调节规律有三种： 比例调节 比例积分调节 比例积分微分调节 比例积分调节 比例积分调节是指它的输出不是与偏差保持比例关系，而与偏差对时间的积分保持比例关系。即： 比例积分反馈控制的温度响应曲线 比例积分调节不适用于纯滞后和惯性滞后较大的系统。 比例积分调节适用于负荷变化较大而又不允许有残余偏差的系统。 确定调节器的调节规律 目前广泛应用的调节规律有三种： 比例调节 比例积分调节 比例积分微分调节 微分调节规律是： 与比例积分调节相结合，如果微分时间选择恰当，能提高惯性滞后较大的对象的调节品质，提高系统的稳定性。 控制要求： 简单调节系统 控制系统的设计要点及步骤 复杂调节系统 抑制外部扰动，使过程在优化的状态下操作 压力控制 液位控制 温度控制 流量控制 串级控制 分程控制 超驰控制 前馈控制 简单调节系统 压力控制 液位控制 温度控制 流量控制 压力控制 有大量不凝气体的精馏塔压力控制 控制排放量 调节下游压缩机转速 压力控制的方式取决于过程特征 压力控制 有少量不凝气体的精馏塔压力控制，可采用改变塔顶蒸汽冷凝量的方法： 调节冷剂的流量； 压力控制 有少量不凝气体的精馏塔压力控制，可采用改变塔顶蒸汽冷凝量的方法： 调节冷剂的流量； 当不允许调节冷剂流量时，可接三通使一部分冷剂不进入冷凝器； 简单调节系统 压力控制 液位控制 温度控制 流量控制 液位控制 气液两相的界面控制，通常有三种控制方案： 用溢流保持液面恒定； 液位控制 气液两相的界面控制，通常有三种控制方案： 用溢流保持液面恒定； 用出料控制液面稳定； 液位控制 气液两相的界面控制，通常有三种控制方案： 用溢流保持液面恒定； 用出料控制液面稳定； 用进料控制液面稳定； * * 化工流程的自动控制 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