控制流程设计ppt课件.ppt

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1、化工流程的自动控制(PFD设计)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”－－－ComputerAidedControl“CAO”－－－ComputerAidedOperation化工流程中经常需要控制的部分工艺变量（参数

2、）：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4～20mA0～5V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

3、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。FIC101TI1

4、01例如：5.1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

5、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

6、是一个随时间而变的曲线（时变曲线）TIC换热器冷流股热流股加热蒸汽冷凝水6、控制偏差控制偏差－－－被控变量的设定值与其实际测量值之差。上述例子中，热流股的温度要求控制在80±1℃。如果实际检测为80.6℃，那么0.6℃就是控制偏差。偏差在控制精度以内－－－控制有效（成功控制），如80.9℃偏差在控制精度以外－－－控制失控，如81.2℃控制失效的原因有多种。二、控制系统类型计算机自动控制系统开环控制系统闭环控制系统TI换热器冷流股热流股加热蒸汽冷凝水1、开环控制系统人工预先给定蒸汽流量值计算机控制装置TI换热器冷流股热流股加热蒸汽冷

7、凝水FI2、闭环控制系统TIC换热器冷流股热流股加热蒸汽冷凝水闭环控制系统作用原理：通过被控变量的检测值与其设定值的偏差（包括偏差正负方向），反过来通过计算机控制装置对控制变量进行操纵调节。开环控制系统与闭环控制系统的几点显著区别：①、闭环控制系统是按被控变量的检测值与其设定值的偏差去操纵（影响）控制变量；而开环控制系统是按照控制变量本身的设定值或干扰变量的大小去操纵（影响）控制变量。②、闭环控制系统在被控变量控制装置控制变量之间形成了相互影响的回路。即：控制变量可以改变到被控变量，反过来，被控变量的信息有可以指导控制变量的调节。

8、而开环控制系统不存在此相互影响的回路。③、闭环控制系统必须有被控变量的检测，而开环控制系统可以没有被控变量的检测。化工流程的控制系统类型，绝大多数为闭合控制系统。关于化工流程控制回路的控制算法（控制器算法）◆普通固定PID算法；◆自校正PID算法；