化工控制原理解析實驗

1.課程設(shè)計目的

通過對本任務(wù)書所指定的課題，模擬的進(jìn)行完整的設(shè)計，理論聯(lián)系實際，運用和鞏固在《化工過程控制工程》課程和本專業(yè)的其他相關(guān)課程所學(xué)的知識，培養(yǎng)獨立思考、分析和解決實際問題的能力。通過本次設(shè)計使學(xué)生熟悉工程設(shè)計的思維方式和步驟，并了解如何進(jìn)一步根據(jù)確定的設(shè)計方案合理選擇自動化儀表，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料，獨立獲取知識，新信息的能力。

2.題目描述和要求

2.1題目描述

加氫加熱爐溫度控制系統(tǒng)：原料油（加氫裂化尾油）經(jīng)過加氫進(jìn)料泵P101A/B抽出、升壓進(jìn)入加氫進(jìn)料加熱爐F201進(jìn)行加熱升溫，控制物料出F201的溫度達(dá)到要求溫度后，進(jìn)入加氫反應(yīng)器F201進(jìn)行加氫反應(yīng)。

該加熱爐的重要操作在于控制穩(wěn)定的加熱爐出口溫度，這樣可以使后序加氫反應(yīng)達(dá)到預(yù)期效果。

2.2題目要求

加氫尾油處理裝置中，加熱爐是重要裝置的設(shè)備之一，它的任務(wù)是把原油加熱至一定溫度，然后進(jìn)行加氫反應(yīng)。加熱爐出口溫度是否平穩(wěn)直接影響加氫反應(yīng)效果。因此要求加熱爐的出口溫度要嚴(yán)格控制。

要求設(shè)計符合要求的控制系統(tǒng)。畫出控制原理圖，選擇合適的自動化儀表，進(jìn)行系統(tǒng)的連接和所選儀表作用方式的確定。

原料：加氫裂化尾油。

工藝要求：加熱出口溫度，318℃

3. 加氫加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計報告內(nèi)容

3.1 設(shè)計方案的選定與說明。

串級控制系統(tǒng)-----兩只調(diào)節(jié)器串聯(lián)起來工作，其中一個調(diào)節(jié)器的輸出作為另一個調(diào)節(jié)器的給定值的系統(tǒng)。

串級控制系統(tǒng)--------應(yīng)用于容量滯后較大的過程；應(yīng)用于純時延較大的過程；應(yīng)用于擾動變化激烈而且幅度大的過程；應(yīng)用于參數(shù)互相關(guān)聯(lián)的過程；應(yīng)用于非線性過程。

3.1.1 基本概念即組成結(jié)構(gòu)

串級控制系統(tǒng)采用兩套檢測變送器和兩個調(diào)節(jié)器，前一個調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個調(diào)節(jié)器的設(shè)定，后一個調(diào)節(jié)器的輸出送往調(diào)節(jié)閥。

前一個調(diào)節(jié)器稱為主調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱主變量（主被控參數(shù)），即工藝控制指標(biāo)；后一個調(diào)節(jié)器稱為副調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱副變量（副被控參數(shù)），是為了穩(wěn)定主變量而引入的輔助變量。

整個系統(tǒng)包括兩個控制回路，主回路和副回路。副回路由副變量檢測變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過程構(gòu)成；主回路由主變量檢測變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副過程和主過程構(gòu)成。

3.1.2 串級控制系統(tǒng)的工作過程

當(dāng)擾動發(fā)生時，破壞了穩(wěn)定狀態(tài)，調(diào)節(jié)器進(jìn)行工作。根據(jù)擾動施加點的位置不同，分種情況進(jìn)行分析：

1擾動作用于副回路

2擾動作用于主過程

3擾動同時作用于副回路和主過程

分析可以看到：在串級控制系統(tǒng)中，由于引入了一個副回路，不僅能及早克服進(jìn)入副回路的擾動，而且又能改善過程特性。副調(diào)節(jié)器具有“粗調(diào)”的作用，主調(diào)節(jié)器具有“細(xì)調(diào)”的作用，從而使其控制品質(zhì)得到進(jìn)一步提高。

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