过程控制设计探析.doc

中北大学课程设计说明书  PAGE 11 目录 TOC \o 1-3 \h \u  HYPERLINK \l _Toc21977 一 概述  PAGEREF _Toc21977 2  HYPERLINK \l _Toc9268 1.1 化学反应器的基本介绍  PAGEREF _Toc9268 2  HYPERLINK \l _Toc17231 1.2 夹套式反应器的控制要求  PAGEREF _Toc17231 3  HYPERLINK \l _Toc10537 1.2.1 质量指标  PAGEREF _Toc10537 3  HYPERLINK \l _Toc18699 1.2.2 物料平衡和能量平衡  PAGEREF _Toc18699 3  HYPERLINK \l _Toc25664 1.2.3 约束条件  PAGEREF _Toc25664 3  HYPERLINK \l _Toc5253 1.3 夹套式反应器的扰动变量  PAGEREF _Toc5253 4  HYPERLINK \l _Toc26302 1.4 夹套式反应器的特性  PAGEREF _Toc26302 4  HYPERLINK \l _Toc28917 二 控制方案设计 5  HYPERLINK \l _Toc2265 2.1 被控变量和控制变量的选择 6  HYPERLINK \l _Toc9363 2.1.1 被控变量的选择 6  HYPERLINK \l _Toc17507 2.1.2控制变量的选择 6  HYPERLINK \l _Toc29798 2.2 控制回路的设计 6  HYPERLINK \l _Toc15542 2.3 现场仪表选型 6  HYPERLINK \l _Toc1704 2.3.1 测温检测元件及变送器 7  HYPERLINK \l _Toc31839 2.3.2 执行器 8  HYPERLINK \l _Toc11271 2.4 控制器正、反作用的选择 8  HYPERLINK \l _Toc2139 2.5 控制系统方框图 8  HYPERLINK \l _Toc6246 2.6 分析被控对象特性及控制算法的选择 9  HYPERLINK \l _Toc1114 2.6.1 被控对象特性分析 9  HYPERLINK \l _Toc2735 2.6.2 控制算法的选择 9  HYPERLINK \l _Toc32204 三 控制系统的仿真及参数整定 9  HYPERLINK \l _Toc9235 3.1 控制系统的SIMULINK仿真 9  HYPERLINK \l _Toc15513 3.2 单回路控制系统PID参数整定方法 10  HYPERLINK \l _Toc29289 四 课程设计总结 11  HYPERLINK \l _Toc11903 参考文献 12 1 概述 1.1 化学反应器的基本介绍 反应器（或称反应釜）是化工生产中常用的典型设备，种类很多。化学反应器在结构、物料流程、反应机理、传热、传质等方面存在差异，使自控的难易程度相差很大，自控方案差别也比较大。 化学反应器可以按进出物料状况、流程的进行方式、结构形式、传热情况四个分类： 一、按反应器进出物料状况可分为间歇式和连续式反应器 通常将半连续和间歇生产方式称为间歇生产过程。间歇式反应器是将反应物料分次加入反应器中，经过一定反应时间后取出反应中所有的物料，然后重新加料在进行反应。间歇式反应器通常适用于小批量、多品种、多功能、高附加值、技术密集型产品的生产，这类生产反应时间长活对反应过程的反应温度有严格程序要求。 连续反应器则是物料连续加入，化学反应连续不断地进行，产品不断的取出，是工业生产最常用的一种。一些大型的、基本化工产品的反应器都采用连续的形式。 二、从物料流程的进行方式可分为单程与循环两类 物料在通过反应器后不再进行循环的流程称为单程，当反应的转化率和产率都较高时，可采用单程的排列。如果反应速度较慢，祸首化学平衡的限制，物料一次通过反应器转化不完全，则必须在产品进行分离后，把没有反应的物料与新鲜物料混合后，再送送入反应器进行反应。这种流程称为循环流程。 三、从反应器结构形式可分为釜式、管式、塔式、固定床、流化床、移动床反应器等。 四、从传热情况可分为绝热式反应器和非绝热式反应器。 绝热式反应器与外界不进行热量交换，非绝热式反应器与外界进行热量交换。一般当反应过程的热效应大时，必须对反应器进行换热