文档介绍：第五章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)
序号
名称
符号
序号
名称
符号
1
变送器
4
控制室仪表
2
就地安装仪表
5
孔板流量计
3
机组盘装仪表
6
转子流量计
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:
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)