精馏塔前馈反馈控制系统

1、过程把握系统 课程设计论文题目：精馏塔前馈反响把握系统院系：专业班级：学学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：课程设计论文任务及评语院系：教研室：学 号学生姓名专业班级课程设计题目设计技术参数：选择精馏塔温度为被控对象，组成前馈反响把握把握系统，要求完成：THSA-1选择测量参数被调量、操作量。依据选定的系统来确定。课选择把握算法。确定把握方案后，要求完成把握器选型、把握器参数整定。程设依据整定后的把握器参数及把握器类型确定把握算法编制程序流程图把握算计法程序。选择执行器。论设计要求：文依据课题给出的要求，设计串级把握系统。要求有每一步的设计过程说明、务任完成方案的选择及确定把握器的选型参数

2、整定的说明变送器及执行器的择说明。务扰动作用下，系统无余差。附设计说明书一份。指导教师评语及成绩 寻常考核：指导教师签字：年月日辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文目 录12222.1方案论证2把握系统的构成4精馏塔把握变量的分析4精馏塔被控变量的选择536把握阀的选择6变送器的选择6把握器确实定6关心系统确实定6把握器参数整定748 HYPERLINK l “_TOC_250000“ 参考文献91辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文1 章 精馏塔前馈反响把握系统概述精馏是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛的传质传热过程。精馏的目的是利用混合液中

3、各组分具有不同挥发度，将各组分分别并到达规定的纯度要求。精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即同一温度下各组分的蒸汽分压不同，使液相中轻组分转移到气相，气相中的重组分转移到液相，实现组分的分别。精馏过程通过精馏塔、再沸器、冷凝器等设备完成，是实现混合物组分分别的主要设备。精馏过程是一个简单的传质传热过程。表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的在特性，对把握系统的设计格外重要。精馏塔的大多数前馈信号承受进料量。当进料量来自上一工序时，除了多塔组成的塔系中可承受均匀把握或串级均匀把握外，常用于抑制进料扰动影响的把握方法是承受前馈反响把握。前馈把握是一 种推测把握，通过对系统当前工

4、 作状态的了解，推测出下一阶 段系统的运行状况 。假设与参考值有偏差，那么就 提前给出把握信号，使干扰获 得补偿，自身的构造也 在发生变化。所以仅用前馈并 不能到达良好的把握品质。 这时就需要参加 来打算把握输入， 不管对象的模型如何 ，也不管外界的干扰如何，只要有偏差，就依据偏差进展 订正，可以有效的消退稳态误 差。解决前前馈反响综合 把握在结合二者的优点后，可以 提高系统响应速度。精馏塔的把握目标是：在保证产品质量合格的前提下，是回收率最高、能耗最低，或使总收益最大，或总本钱最小。精馏过程是在肯定约束条件下进展的。因此，精馏塔的把握要求可从质量指标、产品产量和能量消耗三方面考虑。22 章

5、设计方案论证方案论证针对本设计的要求确定三套设计方案；一、精馏段前馈反响把握以进料量为前馈信号2.1I二、精馏段前馈反响把握以进料量为前馈信号2.2II辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文三、提馏段前馈反响把握2.3 提馏段前馈反响把握方案一是精馏塔精馏段温度为被控变量、进料量为前馈信号的相乘型前馈反响把握响有利。该把握方案的缺点是内回流受外界温度影响大，能量和物料平衡之间关联大。方案二与方案以类似，均为精馏塔精馏段温度为被控变量，进料量为前馈信号的相乘态响应差。方案三是精馏塔提馏段温度为主被控变量、再沸器蒸汽流量为副被控变量的串级把握量应保持肯定比值关系，当提馏段温度有偏

6、差时应调整该比值。综上所述，本次设计选择方案三3辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文系统组成总体构造2.4 系统构造框图把握系统的构成系统通常由以下几个局部组成：受控对象，测量元件及变送器，把握器，把握阀。由于某一干扰信号 f 作用于受控对象，是受控变量偏离操作指标，测量元件采集受控变量信xxr获得偏差值 e，依据 e 经过肯定运算确定把握变量 u 以把握调整阀。当把握阀的开度转变，操纵变量随之变化，从而实现对受控对象的把握。精馏塔把握变量的分析精馏塔的把握是为了保证精馏塔安全、平稳的运行，其目标是，是塔操作满足各种约束条件，保持塔的物料及能量的平衡，在较佳的工况下安全、平

7、稳的运行，获得较大的产品回收率和较低的能耗及符合规定要求的产品。在过程系统把握中所涉及的变量可分为以下几类。被控变量 被控变量是通过转变调整其他相关变量使之维持在目标值的变量。精5 个：塔顶产品的浓度、塔底产品的浓度、塔内压力、塔釜及回流罐的液位。操纵变量 操纵变量时通过转变调整阀的开度实施对介质的调整，该介质变量称5 个。干扰变量 精馏塔的环境参数及输入变量波动破坏塔的平衡，使产品质量发生变化，称这些变量为干扰变量，把握的目的就是抑制干扰变量的扰动影响。干扰变量有些可4辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文控，有些则不能把握。a、可控干扰变量 如塔的进料流量、温度或进料焓值

8、或热状态。b、不行控干扰变量 如进料的成分、环境温度、冷却水温及大气压等。精馏塔被控变量的选择精馏塔把握目标是两端的产品质量，直接检测产品成分并进展把握的方法因成分分析较少承受，绝大多数精馏塔的把握仍承受间接质量指标把握。对于二元精馏塔，当塔压恒定时，温度与成分之间有一一对应关系，因此，常用温度数精馏塔承受温度作为间接质量指标。主被控变量可承受精馏段或提馏段温度。全部为气相进料；塔底或提馏段温度不能很好反映组分的变化，即组分变化时，提馏段塔板温度变化不显著，或进料含比塔底产品更重的影响温度和成分关系的重杂质。全部为液相进料；塔顶或精馏段温度不能很好反映组分的变化，即组分变化时，精馏段塔板温度变

9、化不显著，或进料含比塔底产品更轻的影响温度和成分关系的轻杂质。副被控变量可承受回流量，塔顶或塔底的采出量，再沸器加热量。本次设计承受提馏端温度作为主被控变量，再沸器蒸汽流量为副被控变量。5辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文3 章 系统硬件设计把握阀的选择v阀抱负流量特性为等百分比流量特性。变送器的选择检测元件和变送器的根本要求是准确、快速和牢靠。在温度和压力满足条件，选用静压式液位变送器测精馏塔内液位，承受温差变送器测K0m把握器确实定K 0，K0，K0,依据负反响准则，K0，把握器选反作用。Vmpc对精馏塔的温度把握实质是对塔顶部凝器的把握，由于冷却水的温度受环境影响较

10、 纯度要求较高，温度给定值范围较小，不允许有余差。关心系统确实定除以上主控系统外，为保证操作过程中物料平衡及工况平稳，还需建立三个关心把握系统，为保证物料平稳，需建立塔釜液位把握系统和进料流量把握系统；为保证塔操作平因此，均可承受简洁调整系统。6辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文把握器参数整定本次设计选用 PID 三作用即比例、积分、微分把握器，其特点是：微分作用使把握器的输出与偏差变化速度成正比，对抑制容量滞后有显著效果，在比例作用根底上可以提高把握系统的稳定性；比例作用可以加快被控过程的响应；积分作用可以消退余差。选用临界比例度法整定把握器参数。按下表数据确定把握器参

11、数：3.1调整作用P2KPI2.2K0.85TKPD1.8K0.1TKPID1.7K0.5TK0.125TK7辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文4 章 课程设计总结前馈反响把握理论的应用格外广泛，对精馏塔前馈反响把握便是其中的一个典型应 现。在参考了很多关于过程把握的资料后，对于过程把握工程中使用的仪器仪表以及仪表知之甚少，经过了设计之后通过查阅资料，生疏了过程把握工程设计的流程。在接到一个题目后，第一步，要生疏工艺流程，对工艺生疏和了解的深度将是重要的后，编写设计文件名目等文件。经过对精馏塔的前馈反响把握的设计，对传统把握系统的应用有了具体的理解，并且为以后设计在传统前馈反响把握根底上的简单把握系统供给了根底。8辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文参考文献1 过程把握，金以慧.北京：清华大学出版社，1993.4: 103-118何衍庆.工业生产过程把握.北京：化学工业出版社，2022.3：77-88THSA-1王再英. 过程把握系统与仪表, 机械工业出版社, 2022孙洪程. 过程把握工程, 高等教育出版社, 2022郭阳宽，王正林. 过程把握系统, 电子工业出版社, 2022.3翁维勤. 过程把握系统及工程, 北京：高等教育出版社, 2022姜秀英. 过程把握系统实训, 北京：化学工业出版社, 2022潘立登. 过程