过程控制要点PPT课件

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1、4:3514:351前馈反馈复合控制 sXsGsGsGsGsYcc001 )(/0sGsGsGFB sFsGsGsGsGsGcBF001课堂练习题第1页/共31页4:352上一次课均匀控制分程控制 TT热水冷却水B TCAMPa01 0 0%0.020.060.10A阀B阀MPa01 0 0%0.020.060.10A阀B阀MPa01 0 0%0.020.060.10A阀B阀M Pa0100%0.020.060.10A阀B阀第2页/共31页4:353 1、用于节能 第3页/共31页4:354PT如果用两个阀分程控制，小负荷时只开小阀，负荷增大时再开大阀。则两个调节阀组合后，可调范围扩大。例 某

2、厂蒸汽压力减压系统用节流减压的方法将10MPa的高压蒸汽减压成4MPa的中压蒸汽。中压蒸汽的使用量变化很大。如果只用一个阀门控制，只能选择大口径阀。而大口径阀在小开度下工作时，控制效果变差。2用于扩大调节阀的可调范围 第4页/共31页4:355由于我国目前统一设计的调节阀，其可调范围为30不能满足需要调节阀可调范围大的生产过程 解决办法：采用分程控制，将流通能力不同、可调范围相同的两个调节阀当一个调节阀使用，扩大其可调节范围，以满足特殊工艺的要求。 可调范围流通能力第5页/共31页4:356分程控制中调节阀的可调范围与单个调节阀相比，扩大了26倍，从而满足了工艺上的特殊要求。此时，调节阀的最大

3、流通能力分别为某一分程控制系统的两个调节阀，其最小流通能力分别为1max2max1min109.2 0.14780RCCC分1min2min0.143.5CC和而可调范围均为1230RR1max2max4.2105CC和若将两个调节阀当成一个调节阀当成一个调节阀使用分程控制调节阀的可调范围为 最小流通能力为最大流通能力为0.14109.2第6页/共31页4:357MPa0100%0.020.060.10酸阀碱阀3用于两个不同控制介质的生产过程 在工业废液中和处理工艺中，需要根据废液的酸碱性（pH值），分别控制加酸量或加碱量。7PH7PH7PH酸性碱性中性PH值越小，输出电流越大第7页/共31页

4、4:3587.4.1 7.4.1 自动选择性控制概述自动选择性控制概述一般的过程控制系统是在正常工况下，为保证生产过程的物料平衡、能量平衡和生产安全而设计的，它们没有该考虑到在事故状态下的安全生产问题，即当操作条件到达安全极限时，应有保护性措施。事故状态的保护性措施大致可分成两类： 硬保护 ：软保护：自动报警，然后由人工进行处理，或采用自动连锁、自动停机的方法进行保护。自动选择性控制系统第8页/共31页4:3597.4.2 系统的类型及工作过程1选择调节器的输出信号 对调节器输出信号进行选择的系统框图为：第9页/共31页4:3510燃气锅炉给水蒸汽汽包炉膛P1TP1C正反例1 锅炉蒸汽压力的控

5、制工艺要求锅炉输出蒸汽压力稳定。若用单回路控制系统控制，则根据蒸汽出口压力控制燃气量。如果蒸汽用量大幅度变化，蒸汽压力控制系统会使燃气阀门开度大幅变化。但煤气压力过高会发生脱火。第10页/共31页4:3511为防止产生脱火现象，增加一个燃气高压保护控制回路。用P2T测燃气压力，P2C的设定值为燃气高压上限值，当燃气压力低于上限值时， P2C输出高值信号。 燃气P2C锅炉给水LS蒸汽汽包炉膛选择器1P2TP1TP1C反反正用低选器自动地选择两个控制信号中较低的一个，作为阀门的控制信号。第11页/共31页4:3512 燃气P2C锅炉给水LS蒸汽汽包炉膛选择器1P2TP1TP1C反反正系统处于燃气压

6、力控制时，蒸汽出口压力控制回路被燃气压力安全保护回路所取代。P2C输出高值时，LS选中P1C作为输出。当煤气压力超过P2C给定值时， P2C输出低值， LS将改选P2C作为输出。第12页/共31页4:3513燃气P2C锅炉给水LS蒸汽汽包炉膛选择器1P2TP1TP1C反反正在蒸汽压力定值控制与燃气高压自动保护的选择控制过程中，还可能出现另一种事故：如果因蒸汽负荷很低，导致燃气流量过低，会出现熄火现象，也必须加以防止。第13页/共31页4:3514燃气P2C锅炉给水LS蒸汽汽包炉膛HS选择器1选择器2P3TP3CP2TP1TP1C正反反反为防止出现熄火现象，再增加一个燃气低压保护控制回路 P3T

7、、 P3C。 P3C的设定值为燃气压力下限值，当燃气压力低于下限值时， P3C输出高值信号，被HS选中。当燃气压力高于下限值时， P3C输出低值信号，不会被HS选中。第14页/共31页4:3515本系统的选择器在控制器之后，是三选一系统。当系统处于燃气压力保护控制期间，蒸汽出口压力不能保证符合工艺要求。 燃气P2C锅炉给水LS蒸汽汽包炉膛HS选择器1选择器2P3TP3CP2TP1TP1C正反反反第15页/共31页4:3516给定变送器2执行器对象被控量2变送器1选择器被控量1干扰 控制器正常控制2对变送器输出信号进行选择这种系统的选择器装在控制器之前，对变送器输出信号进行选择。用于几个被控变量

8、的给定值、控制规律都一样的场合。第16页/共31页4:3517HS冷却液入料T1TTC反T2TT3T反应器产品反例2 固定床反应器中热点温度的控制在不同位置分别安装温度传感器，由选择器选出热点温度信号，送入控制器进行控制。反应器内固定床上装有催化剂以加速反应，而反应产生的热量若不及时被冷却液带走，温度过高会烧坏催化剂。因催化剂的老化、变质和流动等原因，固定床不同位置的温度可能不同第17页/共31页4:3518给定变送器2执行器对象3段变送器1选择器被控量1 控制器对象2段对象1段变送器1HS冷却液入料T1TTC反T2TT3T反应器产品反第18页/共31页4:35197.4.3选择性控制系统的设

9、计原则选择性控制系统是多个常规控制系统的组合。与常规控制系统的设计相比，主要不同点是选择器的设计选型和调节器调节规律的确定。1选择器的选型选择器有高值选择器HS与低值选择器LS两种。步骤：调节阀气开、气关-控制器正、反作用-选择器低值、高值选择器类型的确定原则：依据生产处于不正常情况下的取代调节器输出信号高低来判断，输出为高，选择高值选择器，反之，选低值选择器例1 蒸汽压力与燃气压力的自动选择控制例2 固定床反应器中热点温度的控制第19页/共31页4:3520燃气P2C锅炉给水LS蒸汽汽包炉膛HS选择器1选择器2P3TP3CP2TP1TP1C正反反反例1 蒸汽压力与燃气压力的自动选择控制由于燃

10、气阀是正作用阀，防止燃气压力过高的选择器1就应当是低选，防止燃气压力过低的选择器2就应当是高选。第20页/共31页4:3521HS冷却液入料T1TTC反T2TT3T反应器产品反例2 固定床反应器中热点温度的控制控制思路就是按最高点温度控制，所有的点的温度都不会超标，所以用高选器。第21页/共31页4:3522燃气P2C锅炉给水LS蒸汽汽包炉膛HS选择器1选择器2P3TP3CP2TP1TP1C正PPPID2调节器调节规律的确定对于正常工况下运行的调节器，由于有较高的控制精度要求，可用PI调节或PID调节；对于取代调节器，一般只要求其迅速发挥保护作用，可用P调节。第22页/共31页4:3523燃气

11、P2C锅炉给水LS蒸汽汽包炉膛HS选择器1选择器2P3TP3CP2TP1TP1C正PPPID3调节器参数整定正常工作调节器的整定要求与常规控制系统相同，可按常规控制系统的整定方法进行整定。对于取代调节器，要求能及时产生自动保护作用，其比例度应整定得小一些。第23页/共31页4:35244积分饱和问题外反馈法、积分切除法、限幅法第24页/共31页4:3525 第第1010章章 典型生产过程控制典型生产过程控制 与工程设计与工程设计第25页/共31页4:3526火力发电厂外观 在火力发电厂，最基本的工艺过程是用锅炉生产蒸汽，使汽轮机运转，进而带动发电机发电。 汽轮发电机组 锅炉控制是火力发电生产过

12、程自动化的重要组成部分。它的主要任务是根据负荷设备（汽轮机）的需要，供应一定规格（压力、温度、流量和纯度）的蒸汽。 第26页/共31页4:3527锅锅炉炉自自动动控控制制系系统统 锅炉汽包水位控制、过热蒸汽温度控制、锅炉燃烧控制第27页/共31页4:35281.汽包水位控制的重要性 2.汽包水位的控制方案 （1）单冲量水位控制方案 以汽包水位为被控参数、给水流量为控制参数构成的单回路控制系统称为单冲量控制系统。这种系统结构简单、设计方便，缺点是克服给水自发性干扰和负荷干扰的能力差（虚假水位问题）将锅炉的汽包水位控制在一个允许范围内，是锅炉运行的主要指标，也是锅炉能提供符合质量要求的蒸汽负荷的必

13、要条件。 第28页/共31页4:3529（2）双冲量水位控制方案 如果根据蒸汽流量的变化来校正虚假水位的误动作，就能使调节阀动作准确及时，减少水位的波动，改善控制质量。也就是说，若将蒸汽流量作为前馈信号，就构成了双冲量控制系统。 双冲量控制系统流程图及方框图第29页/共31页4:3530显而易见，该控制方案与单冲量水位控制相比，控制质量已有明显改善，但它对于给水系统的干扰仍不能有效克服，需要再引入给水流量信号构成三冲量串级控制系统。 （3） 三冲量串级控制方案 该控制系统由主、副两个调节器和三个冲量（汽包水位、蒸汽流量、给水流量）构成。其中，主调节器为水位调节器，副调节器为给水流量调节器，蒸汽流量为前馈信号。汽包水位三冲量串级控制系统三冲量前馈反馈串级控制系统在克服虚假水位的影响、维持水位稳定、提高给水控制质量等多方面都优于前述两种控制系统，是现场广泛采用的汽包水位控制方案。第30页/共31页4:3531感谢您的观看！第31页/共31页