液位控制系统单元操作手册

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1、液位控制单元仿真培训系统 操作说明书 22/04/04文档编号:TSS_CONT.DOC液位控制单元仿真培训系统操作说明书北京东方仿真控制技术有限公司二零零四年四月二十二日一.工艺流程说明：本流程为液位控制系统，通过对三个罐的液位及压力的调节，使学员掌握简单回路及复杂回路的控制及相互关系。缓冲罐V101仅一股来料，8Kg/cm2压力的液体通过调节产供阀FIC101向罐V101充液,此罐压力由调节阀PIC101分程控制,缓冲罐压力高于分程点（5.0Kg/cm2）时，PV101B自动打开泄压，压力低于分程点时，PV101B自动关闭，PV101A自动打开给罐充压，使V101压力控制在5Kg/cm2。

2、缓冲罐V101液位调节器LIC101和流量调节阀FIC102串级调节，一般液位正常控制在50%左右，自V101底抽出液体通过泵P101A或P101B(备用泵)打入罐V102,该泵出口压力一般控制在9Kg/cm2，FIC102流量正常控制在20000Kg/hr。罐V102有两股来料，一股为V101通过FIC102与LIC101串级调节后来的流量；另一股为8Kg/cm2压力的液体通过调节阀LIC102进入罐V102,一般V102液位控制在50%左右,V102底液抽出通过调节阀FIC103进入V103,正常工况时FIC103的流量控制在30000 kg/hr。罐V103也有两股进料，一股来自于V10

3、2的底抽出量，另一股为8kg/cm2压力的液体通过FIC103与FI103比值调节进入V103,比值系数为2:1，V103底液体通过LIC103调节阀输出，正常时罐V103液位控制在50%左右。液位单元仿DCS图液位单元仿现场图本单元控制回路说明：本单元主要包括：单回路控制系统、分程控制系统、比值控制系统、串级控制系统。单回路控制回路单回路控制回路又称单回路反馈控制。由于在所有反馈控制中，单回路反馈控制是最基本、结构做简单的一种，因此，它又被称之为简单控制。单回路反馈控制由四个基本环节组成，即被控对象（简称对象）或被控过程（简称过程）、测量变送装置、控制器和控制阀。所谓控制系统的整定，就是对于

4、一个已经设计并安装就绪的控制系统，通过控制器参数的调整，使得系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求。本单元的单回路控制有：FIC101，LIC102，LIC103。分程控制回路通常是一台控制器的输出只控制一只控制阀。然而分程控制系统却不然，在这种控制回路中，一台控制器的输出可以同时控制两只甚至两只以上的控制阀，控制器的输出信号被分割成若干个信号的范围段，而由每一段信号去控制一只控制阀。本单元的分程控制回路有：PIC101分程控制冲压阀PV101A和泄压阀PV101B。如下图 PV101APV101B100%50%100%00PIC101.OP阀位开度 比值控制系统在化工、炼油及其他工业生产过

5、程中，工艺上常需要两种或两种以上的物料保持一定的比例关系，比例一旦失调，将影响生产或造成事故。实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统，称之流量比值控制系统。比值控制系统可分为：开环比值控制系统，单闭环比值控制系统，双闭环比值控制系统，变比值控制系统，串级和比值控制组合的系统等。FFIC104:为一比值调节器。根据FIC1103的流量，按一定的比例，相适应比例调整FI103的流量。对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料按主物料来配比。在本单元中，FIC1425（以C2为主的烃原料）为主物料，而F

6、IC1427（H2）的量是随主物料（C2为主的烃原料）的量的变化而改变。串级控制系统如果系统中不止采用一个控制器，而且控制器间相互串联，一个控制器的输出作为另一个控制器的给定值，这样的系统称为串级控制系统。串级控制系统的特点：1、 能迅速地克服进入副回路的扰动2、 改善主控制器的被控对象特征3、 有利于克服副回路内执行机构等的非线性在本单元中罐V101的液位是由液位调节器LIC101和流量调节器FIC102串级控制。该单元主要包括以下设备：V-101：缓冲罐V-102：恒压中间罐V-103：恒压产品罐P101A：缓冲罐V-101底抽出泵P101B：缓冲罐V-101底抽出备用泵二、装置的操作规程

7、：1、冷态开车规程：装置的开工状态为V-102和V-103两罐已充压完毕，保压在2.0kg/cm2，缓冲罐V-101压力为常压状态，所有可操作阀均处于关闭状态。1.1 缓冲罐V-101充压及液位建立：（1）确认事项：V-101压力为常压（2）V-101充压及建立液位：在现场图上,打开V-101进料调节器FIC101的前后手阀V1和V2,开度在100%。在DCS图上，打开调节阀FIC101,阀位一般在30%左右开度,给缓冲罐V101充液。待V101见液位后再启动压力调节阀PIC101,阀位先开至20%充压。待压力达5kg/cm2左右时,PIC101投自动.1.2 中间罐V-102液位建立：（1）

8、确认事项：V-101液位达40%以上V-101压力达5.0kg/cm2左右（2）V-102建立液位：在现场图上，打开泵P101A的前手阀V5为100%；启动泵P101A. 当泵出口压力达10kg/cm2时,打开泵P101A的后手阀V7为100%； 打开流量调节器FIC102前后手阀V9及V10为100%. 打开出口调节阀FIC102,手动调节FV102开度,使泵出口压力控制在 9.0kg/cm2左右.打开液位调节阀LV102至50%开度.V-101进料流量调整器FIC101投自动，设定值为20000.0kg/hr.操作平稳后调节阀FIC102投入自动控制并与LIC101串级调节V101液位.V

9、-102液位达50%左右,LIC102投自动，设定值为50%.1.3 产品罐V-103建立液位：（1）确认事项：V-102液位达50%左右（2）V-103建立液位：在现场图上，打开流量调节器FIC103的前后手阀V13及V14在DCS图上，打开FIC103及FFIC104,阀位开度均为50%.当V103液位达50%时,打开液位调节阀LIC103开度为50%.LIC103调节平稳后投自动，设定值为50%.评分文件学员姓名:学员(11:03:40)学员姓名:学员(11:03:40)操作单元:冷态开车具体步骤总分:270.00测评历时61秒实际得分:0.00百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:

10、0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明V101罐充液:过程正在评分500该过程历时61秒 100打开FIC101前后手阀V1，V2 100打开FIC101前后手阀V1，V2 100打开FIC101控制阀 100控制FIC101开度，使其流量保持在20000KG/H左右 100待其流量指示和设定值基本一致后，FIC101投自动V101罐充压:过程起始条件不满足!300该过程历时0秒 100待V101罐有液位时，调节PIC101开度约30%，对其充压 100待其压力达5ATM时，PIC101投自动 100V1

11、01罐内压力:PY01:5.0#0.2开启P101A泵:过程起始条件不满足!300该过程历时0秒 100待V101罐液位达10%以上时，打开泵前阀V5 100开启泵P101A 100打开泵P101A出口阀V7控制V101罐液位:过程起始条件不满足!500该过程历时0秒 100打开FIC102前后手阀V9，V10 100待PI101压力达10ATM时，打开阀FIC102 100待液位指示达稳定后，FIC102投串级 100V101罐液位:LY01:50.0#5.0 100泵P101A出口压力:PI01:9.0#0.5控制V102罐液位:过程起始条件不满足!800该过程历时0秒 100调节LIC1

12、02开度，使FI101流量指示在10000左右 100打开FIC103的前后手阀V13，V14 100打开FIC103的前后手阀V13，V14 100待V102罐液位达10%以上时，调节FIC103的开度 100同时调节FFIC104开度，使FI103指示约15000 100待FIC103流量指示达稳定后，FIC103、FFIC104均投自动 100待V102罐液位达50%左右时，LIC102投自动 100V102罐液位:LY02:50.0#5.0控制V103罐液位:过程起始条件不满足!300该过程历时0秒 100调节LIC103开度，使FI102流量指示达45000左右 100待V103罐液

13、位达50%左右时，LIC103投自动 100V103罐液位:LY03:50.0#5.02、正常操作规程：正常工况下的工艺参数：(1) FIC101投自动，设定值为20000.0kg/hr.(2) PIC101投自动（分程控制），设定值为5.0kg/cm2(3) LIC101投自动，设定值为50%.(4) FIC102投串级(与LIC101串级)(5) FIC103投自动，设定值为30000.0kg/hr(6) FFIC104投串级(与FIC103比值控制)，比值系统为常数2.0.(7) LIC102投自动，设定值为50%(8) LIC103投自动，设定值为50%(9) 泵P101A(或P101

14、B)出口压力PI101正常值为9.0kg/cm2(10) V-102外进料流量FI101正常值为10000.0kg/hr.(11) V-103产品输出量FI102的流量正常值为45000.0kg/hr.3、停车操作规程：3.1 正常停车：（1）关进料线:将调节阀FIC101改为手动操作，关闭FIC101，再关闭现场手阀V1及V2.将调节阀LIC102改为手动操作，关闭LIC102，使V-102外进料流量FI101为0.0kg/hr.将调节阀FFIC104改为手动操作，关闭FFIC104.（2）将调节器改手动控制：将调节器LIC101改手动调节，FIC102解除串级改手动控制.手动调节FIC10

15、2，维持泵P101A出口压力，使V-101液位缓慢降低.将调节器FIC103改手动调节，维持V-102液位缓慢降低.将调节器LIC103改手动调节，维持V-103液位缓慢降低.（3）V-101泄压及排放：罐V101液位下降至10%时,先关出口阀FV102,停泵P101A,再关入口阀V5.打开排凝阀V4，关FIC102手阀V9及V10.罐V-101液位降到0.0时,PIC101置手动调节,打开PV101为100%放空.（4）当罐V-102液位为0.0时,关调节阀FIC103及现场前后手阀V13及V14.（5）当罐V-103液位为0.0时,关调节阀LIC103.评分文件学员姓名:学员(11:03:

16、40)学员姓名:学员(11:03:40)操作单元:正常停车具体操作总分:210.00测评历时30秒实际得分:0.00百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明关闭所有的进料阀:过程正在评分500该过程历时30秒 100关闭FIC101调节阀 100关闭FIC101前后手阀 100关闭FIC101调节阀及前后手阀 100关闭LIC102调节阀 100关闭FFIC104调节阀关闭泵P101A:过程起始条件不满足!400该过程历时0秒 100待V101罐液位下降至10%以下

17、时，关闭V7 100关闭泵P101A 100关闭P101A泵入口阀V5 100泵P101A出口压力:PI01:0#0.5V101罐泄液及泄压:过程起始条件不满足!800该过程历时0秒 100打开V101罐泄液阀V4 100待V101罐液位小于3.0时，打开PIC101放空 100待V101罐液位小于1时，关闭V101罐泄液阀V4 100关闭FIC102调节阀 100关闭FIC102前后手阀 100关闭FIC102前后手阀 100V101罐液位:LY01:0#10 100V101罐内压力:PY01:0#0.2V102罐泄液:过程起始条件不满足!200该过程历时0秒 100V102罐液位小于1时，

18、关闭调节阀FIC103 100V102罐液位:LY02:0#10V103罐泄液:过程起始条件不满足!200该过程历时0秒 100V103罐液位小于1时，关闭调节阀LIC103 100V103罐液位:LY03:0#103.2 紧急停车：紧急停车操作规程同正常停车操作规程。18Tel: 86-10-64927579, , Fax: 86-10-64971654 E-mail: bestcl北京东方仿真控制技术有限公司（1998-11-03） 网址： 4、仪表一览表：位号说明类型正常值量程高限量程低限工程单位高 报低 报高高报低低报FIC101V-101进料流量PID20000.040000.00.

19、0Kg/hFIC102V-101出料流量PID20000.040000.00.0Kg/hFIC103V-102出料流量PID30000.060000.00.0Kg/hFIC104V-103进料流量PID15000.030000.00.0Kg/hLIC101V-101液位PID50.0100.00.0%LIC102V-102液位PID50.0100.00.0%LIC103V-103液位PID50.0100.00.0%PIC101V-101压力PID5.010.00.0Kgf/cm2FI101V-102进料液量AI10000.020000.00.0Kg/hFI102V-103出料流量AI45000

20、.090000.00.0Kg/hFI103V-103进料流量AI15000.030000.00.0Kg/hPI101P101A/B出口压AI9.010.00.0Kgf/cm25、变量一览表位号说明类型正常值量程高限量程低限工程单位高 报低 报高高报低低报FI01V-102进料流量AI20000.040000.00.0Kg/h22000.05000.025000.03000.0FI02V-103出料流量AI45000.090000.00.0Kg/h47000.043000.050000.040000.0FY03V-102出料流量AI30000.060000.00.0Kg/h32000.02800

21、0.035000.025000.0FI03V-103进料流量AI15000.030000.00.0Kg/h17000.013000.020000.010000.0LI01V-101液位AI50.0100.00.0%80209010LI02V-102液位AI50.0100.00.0%80209010LI03V-103液位AI50.0100.00.0%80209010PY01V-101压力AI5.010.00.0Kgf/cm25.54.56.04.0PI01P101A/B出口压力AI9.018.00.0Kgf/cm29.58.510.08.0FY01V-101进料流量AI20000.040000.

22、00.0Kg/h22000.018000.025000.015000.0LY01V-101液位AI50.0100.00.0%80209010LY02V-102液位AI50.0100.00.0%80209010LY03V-103液位AI50.0100.00.0%80209010FY02V-102进料流量AI20000.040000.00.0Kg/h22000.018000.025000.015000.0FFY04比值控制器AI2.04.00.02.51.54.00.05、变量一览表位号说明类型正常值量程高限量程低限工程单位高 报低 报高高报低低报VT1FV101前阀AO100.0100.00.0

23、%VT2FV101后阀AO100.0100.00.0%VT3FV101旁通阀AO0.0100.00.0%VT4V101排凝阀AO0.0100.00.0%VT5P101A前阀AO100.0100.00.0%VT6P101B前阀AO0.0100.00.0%VT7P101A后阀AO100.0100.00.0%VT8P101B后阀AO0.0100.00.0%VT9FV102前阀AO100.0100.00.0%VT10FV102后阀AO100.0100.00.0%VT11FV102旁通阀AO0.0100.00.0%VT12LV102旁通阀AO0.0100.00.0%VT13FV103前阀AO100.01

24、00.00.0%VT14FV103后阀AO100.0100.00.0%VT15FV103旁通阀AO0.0100.00.0%VT16LV103旁通阀AO0.0100.00.0%PT01V101的压力控制AO50.0100.00.0%5、变量一览表位号说明类型正常值量程高限量程低限工程单位高 报低 报高高报低低报LT01V101的液位调节器的输出AO50.0100.00.0%LT02V102的液位调节器的输出AO50.0100.00.0%LT03V103的液位调节器的输出AO50.0100.00.0%FT01V101的进料阀开度AO50.0100.00.0%FT02V101的出料阀开度AO50.0

25、100.00.0%FT03V102的出料阀开度AO50.0100.00.0%FFT04V102的出料阀开度AO50.0100.00.0%P101A泵P101A的开关DO1P101B泵P101B的开关DO1三、培训项目的设置：1.泵P101A坏 原因：运行泵P101A停. 现象：画面泵P101A显示为开,但泵出口压力急剧下降. 处理：先关小出口调节阀开度,启动备用泵P101B,调节出口压力,压力达9.0atm(表)时,关泵P101A,完成切换.处理方法： 关小P101A泵出口阀V7打开P101B泵入口阀V6启动备用泵P101B打开P101B泵出口阀V8待PI101压力达9.0atm时，关V7阀关

26、闭P101A泵关闭P101A泵入口阀V5学员姓名:学员(11:03:40)学员姓名:学员(11:03:40)操作单元:泵P101A坏总分:70.00测评历时16秒实际得分:0.00百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明泵P101A坏:过程正在评分700该过程历时16秒 100关小P101A泵出口阀V7 100打开P101B泵入口阀V6 100启动P101B泵 100打开P101B泵出口阀V8 100待PI101压力指示达9.0ATM左右时，关闭V7 100关闭P1

27、01A泵 100关闭P101A泵入口阀V52.调节阀FIC102阀卡 原因：FIC102调节阀卡20%开度不动作. 现象：罐V101液位急剧上升,FIC102流量减小. 处理：打开付线阀V11,待流量正常后,关调节阀前后手阀. 处理方法： 调节FIC102旁路阀V11开度待FIC102流量正常后，关闭FIC102前后手阀V9和V10关闭调节阀FIC102 评分文件学员姓名:学员(11:03:40)学员姓名:学员(11:03:40)操作单元:FIC102调节阀阀卡总分:40.00测评历时15秒实际得分:0.00百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操

28、作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明FIC102调节阀阀卡:过程正在评分400该过程历时15秒100调节FIC102旁路阀V11开度100待FIC102流量正常后，关闭FIC102前后手阀V9、V10100待FIC102流量正常后，关闭FIC102前后手阀V9、V10100关闭调节阀FIC102四、流程仿真界面1、 DCS图2、 现场图3、 控制组4、 趋势图5、 报警画面6、 灯屏报警画面7、 细目画面附：思考题：1. 通过本单元，理解什麽是“过程动态平衡”，掌握通过仪表画面了解液位发生变化的原因和如何解决的方法。2. 请问在调节器FIC103和FFIC104组成的比值控制回路中，哪一个是主动量？为什么？并指出这种比值调节属于开环，还是闭环控制回路？3. 本仿真培训单元包括有串级、比值、分程三种复杂调节系统，你能说出它们的特点吗？它们与简单控制系统的差别是什么？4. 在开/停车时，为什么要特别注意维持流经调节阀FV103和FFV104的液体流量比值为2？5. 请简述开/停车的注意事项有哪些？