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1、课程设计要求,1 按给出的参数要求进行调节阀的设计计算,绘出CAD图纸. (资料中的参考数据均可采用.) 2 用 CAD绘出参考的工艺流程图和文字说明. 3 根据给出的工艺流程进行3-5个复杂控制回路设计,(每人必有1-2个可监控的控制回路)要求绘出控制原理图,方框图;设计中可以添加相关的设备,并逐个分析你所设计的控制回路在载荷波动时如何满足控制要求. (注明调节器及调节阀的正 、反作用) 按工程标准符号要求绘出含控制点的工艺流程图 设计完成时要求上交用A4纸打印的3张图纸,设计计算的文字材料(3000字以上)和对应的电子版.,控制系统说明,FRC-101为进料流量均匀控制系统，用于控制脱丙烷
2、塔的进料流量,LRCA-102、FRC-105为回流罐液位与塔顶采出流量的串级均匀控制系统，用于对回流罐液位和塔顶采出流量进行均匀控制。FRC-105为副回路；LRCA-102为主回路，并具有液位的上下限报警功能。 LRCA-103、FRC-106为塔釜液位与塔底采出流量的串级均匀控制系统，用于对塔釜液位和塔底采出流量进行均匀控制。,控制系统说明,以上三套均匀控制系统，不仅能使塔釜液位和回流罐液位保持在一定范围内波动，而且也能保持塔的进料量、塔顶馏出液和塔釜馏出液流量平稳、缓慢地变化。基本满足各塔对物料平衡控制的要求。 TRC-109、FRC-102为提馏段温度与蒸汽流量串级控制系统。FRC-
3、102为副回路，对加热蒸汽流量进行控制；TRC-109为主回路，对提馏段温度进行控制。当加热蒸汽压力波动不大时，通过“主串”切换开关可使主控制器的输出直接去控制执行器，实现主控。,控制系统说明,PRC-105为脱丙烷塔压力控制系统。它以塔顶气相出料管中的压力为被控变量，冷凝器出口的气态丙烯流量为操纵变量构成单回路控制系统，以维持塔压稳定。 另外，PRC-105除了控制气态丙烯控制阀外，还可控制回流罐顶部不凝气体控制阀，这就构成了塔顶压力的分程控制系统。当塔顶馏出液中不凝气体过多，气态丙烯控制阀接近全开，塔压仍不能降下来时，控制器就使回流罐上方的不凝气体控制阀逐渐打开，将部分不凝气体排出，从而使
4、塔压恢复正常。,控制系统说明,LRCA-101为冷凝器液位控制系统。它以液态丙烯流量为操纵变量，以保证冷凝器有恒定的传热面积和足够的丙烯蒸发空间。 FRC-104为回流量控制系统。目的是保持脱丙烷塔的回流量一定，以稳定塔的操作。 图中中间带横线的圆圈外用方框框上,表示操作员可以监控.(多用在DCS系统),注意外带 方框符号 表示该设 备被监控,参见成套技术教材47页表4-1,仪表符号说明,(2)当“A”作为第一位字母表示“分析”变量时，一般在图形符号外标有分析的具体内容。例如：分析氧含量，应在圆圈外标注02。 (3)后继字母的确切含义，根据实际需要，可以有不同的解释。例如： “R”可以解释为“
5、记录仪”、 “记录”或“记录用”； “T”可以解释为“变送器”、 “传送”或“传送的”等。,仪表符号说明,(4)后继字母“G”表示功能“玻璃”时，指过程检测中直接观察而无标度的仪表(如玻璃板液面计)；后继字母“L”表示单独设置的指示灯，用于显示正常的工作状态，例如，显示液位高度的指示灯用“Ll”表示；后继字母“K”，表示设置在控制回路内的自动手动操作器，例如， “FK”表示流量控制回路的自动手动操作器，它区别于第一位字母代号“H”一手动和“HC”一手动控制。,仪表符号说明,(5)字母“H”、“M”、“L”可表示被测变量的“高”、“中”、“低”值，一般标注在仪表圆圈外；“H”、“L”还可以表示阀
6、门或其他通、断设备的开关位置，“H”表示阀在全开或接近全开位置；“L”表示阀在全关或接近全关位置。 (6)字母U表示“多变量”时，可代替两个以上的变量。当表示“多功能”时，则代替两个以上功能字母的组合。,仪表符号说明,(7)字母X代表未分类变量或未分类功能，使用中一般另有注明。 (8)“供选用”的字母，是指在个别设计中反复使用，而表中未列出其含义的字母。使用时字母含义需在具体工程的设计图例中作出规定 . 2继动器和计算器的功能符号和代号 表1-2中后继字母“Y”表示继动器(包括继电器)或计算器功能时，圈外标注它的具体功能。继动器和计算器的功能符号和代号见表1-3。,串级与比值组合控制系统,串级
7、与比值组合控制系统,两物料组成双闭环比值控制.而反应器的液面又需恒定,于是组成一个以液面为主参数,主流量为副参数的串级控制系统.当液面因干扰而变化时,通过液位控制器Lc的输出来改变主流量的给定值,使主流量跟着变化. 然后,通过比值控制系统使副流量也随之改变,但主副流量的流量比不变.这样由总的负荷变化来克服外界干扰对液面的影响,把液面调回到给定值.,串级与比值组合控制系统,串级与比值组合控制系统,该控制系统稳定时,主副流量可以保持比值一定.但从动态角度看,因液面变化首先反映到主流量的给定值变化,使主流量随之变化,再经过主流量测量变送,比值器,改变副流量的给定值,副流量才跟着变化.显然,副流量的变
8、化滞后于主流量,即动态比值不能得到保证.按上图做修改后,就可实现动态比值.此时液位控制器Lc的输出除做主流量控制器的给定外,同时送入比值器作为副流量控制器的给定,克服了副流量的滞后.,双冲量均匀控制,P0=PL+PQ+Ps P0:加法器输出 PL:液位测量信号 PQ:流量测量信号 Ps:偏置信号 P0作为控制器的给定值.一般设置在中间值.假设某时刻液位因干扰作用而升高,则加法器输出信号P0增加,则阀门开度增大.引起流量增加和液位下降,当两个测量信号之差逐渐接近到某一数值时,加法器输出重新恢复到给定值,系统又趋于稳定,阀门停留在新的开度上.(注意这里是由加法器的输出去控制阀的开度,控制的结果是液
9、位和流量的均匀变化,而不是把液位或流量某一个值恢复到给定值),双冲量均匀控制方框图,A阀气开; B阀气闭; Pc反作用,A阀气开;B阀气闭; Pc反作用,如图绿油塔,其釜液为脱乙烷塔回流.正常工况是保证脱乙烷塔的流量控制.一旦绿油塔液位低于5%的极限,需改为绿油塔液位控制.试确定上图中阀的开关类型和调节器的正反作用及选择器的类型. 解;给定气开阀;选Fc调节器反作用; Lc调节器正作用;低值选择器.(常规流量信号对应电量信号的低值,即比5%液位对应的电量值要小.),工艺要求正常工况脱丙烷塔进料量稳定，但绿油塔液位不能 低于下限30%，采用如下控制系统，试确定选择器的类型， 调解阀类型和两调节器
10、的正反作用，分析工作过程。,解;选气开阀;Fc调节器反作用; Lc调节器正作用; 低值选择器.(常规流量信号对应的是电量信号的 低值,即比30%液位对应的电量值要小.),前馈反馈,前馈调节器与一般调节器的不同,前馈控制使用的是视对象特性而定的专用调节器,一般说来一种前馈作用只能克服一种干扰,对此种干扰非常敏感,而对其他种干扰无能为力.结构上前馈是开环控制,未构成封闭循环. 而一般调节器控制多是闭环控制,可克服多种干扰.,反馈与串级的区别,反馈是单个回路反馈，而串级是主、副两个回路反馈，可以说，串级包含了反馈，是更高层次的反馈。更高层次体现在将大干扰消化在副回路,整体控制能克服滞后等等。,前馈反馈控制,压力变化对温度控制有较大的影响,采用RY1RY2 两个运算装置进行修正.其中 RY1是计算因压力变化引起的温度变化; RY2是校正温度和压力变化之间的非线性关系,T1C 是有压力补偿的温度控制装置,控制冷凝回流量.(其中CT是提供温度变化规律的程序给定器) T2C 和T3C是釜温与夹套组成的串级控制,以分程方式控制蒸气阀和冷水阀.,