化工过程计算机控制

化工过程计算机控制——概述化工过程的控制问题例1：储液罐液位控制控制目的：保持液位高度在一定范围。影响液位的因素：出口流量、流体传输管道的压差变化。控制手段：调整流体流入管道上的控制阀阀位。控制方式：开环or闭环演示类似问题塔底液位控制、灌区控制等化工过程的控制问题例2：反应器温度控制特点：吸热反应，所需热量由催化剂循环量带入的热量供应。控制手段：通过调整阀位调整催化剂流量大小。主要干扰：两器差压、原料预热温度、反应深度、进料量大小等其它:分馏塔侧线温度控制化工过程的控制问题例3：压力控制控制手段：调整气阻主要干扰：塔内气体产量。化工过程的控制问题例4：气压机控制目标:(1)控制气压机入口压力:通过改变气压机的蒸汽的进气量，从而调节气压机转速，使气压机入口压力保持稳定。(2)防喘振的流量控制系统：通过控制气压机旁路控制阀使入口流量维持在给出的安全操作线上，保证气压机正常运行。化工过程的控制问题主要被控变量：流量、温度、压力、液位主要控制手段：调整阀门大小以改变流量大小、改变电流量、改变转速等。主要干扰：原料、反应深度、环境温度、管路压力等。主要控制目标：(1)定值控制：干扰变化时维持被控量不变。(2)伺服控制：改变被控量给定值是使被控量迅速跟踪给定值。化工过程控制系统示意图Y:被控变量SV:被控变量给定值(setvalue)PV:被控变量测量值(processvalue)Output:控制器输出化工过程控制系统构成测量装置(传感器、变送器)

四大参数测量－温度、压力、流量和液位。还有少量的成分在线分析检测。一次仪表：传感器传感器.pps

二次仪表：变送器(将一次仪表的原始信号变送为控制系统所需的标准信号)执行装置(调节阀、变频器、继电器等)执行装置.pps控制器控制器.pps信号传输通路显示、纪录装置过程控制系统：从仪表到计算机仪表控制：气动、电动气动：采用蒸汽管路传输信号。目前主要为气动执行装置。特点：无需外接动力线，安全可靠。电动：采用模拟电信号（0－10mA）或（4－20mV）作为控制系统的标准传输信号。例：采用热电偶测量温度，温度量程(100~200)，热电偶mv读数为0.645~1.440,假设热电偶测温曲线可用线性近似，标准信号为4～20mV，求热电偶读数1mV时的标准信号和温度值。解：标准信号＝(1-0.645)(20-4)/(1.440-0.645)+4=11.1

温度约为100＋100*(11.1-4)/(20-4)=144.375过程控制系统：从仪表到计算机仪表控制组成：测量仪表、变送仪表、执行装置、控制仪表、显示仪表(电子电位差计)、报警器、加法器、乘法器、电气转换、气电转换等。只能实现简单的控制算法和控制回路、控制精度差。信息难以保存。报表全靠手工制作、效率低。过程控制系统：从仪表到计算机早期的计算机控制DDC(DirectDigitalControl)特点：所有控制回路的控制任务均由一台主机承担，风险大。过程控制系统：从仪表到计算机PLC：可编程控制器DCS(DistributedControlSystem)：集散控制系统DCS图网络时代控制：智能仪表、PLC、现场总线。现场总线控制任务由多个单片机或单板机(下位机)实现，通过网络互联。即分散控制、集中管理。可靠性强。组成：测量变送仪表、执行器、各种接口及网络装置、下位机、上位机、电子操作单元、打印机等。小型计算机网络控制小型计算机网络