化工控制原理解析實(shí)驗(yàn)

1.課程設(shè)計(jì)目的

通過(guò)對(duì)本任務(wù)書所指定的課題，模擬的進(jìn)行完整的設(shè)計(jì)，理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用和鞏固在《化工過(guò)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(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立思考、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)本次設(shè)計(jì)使學(xué)生熟悉工程設(shè)計(jì)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(jì)方案合理選擇自動(dòng)化儀表，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料，獨(dú)立獲取知識(shí)，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(guò)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(jì)符合要求的控制系統(tǒng)。畫出控制原理圖，選擇合適的自動(dòng)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(jì)報(bào)告內(nèi)容

3.1 設(shè)計(jì)方案的選定與說(shuō)明。

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

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

3.1.1 基本概念即組成結(jié)構(gòu)

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

前一個(gè)調(diào)節(jié)器稱為主調(diào)節(jié)器，它所檢測(cè)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(gè)調(diào)節(jié)器稱為副調(diào)節(jié)器，它所檢測(cè)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(gè)系統(tǒng)包括兩個(gè)控制回路，主回路和副回路。副回路由副變量檢測(cè)變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過(guò)程構(gòu)成；主回路由主變量檢測(cè)變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副過(guò)程和主過(guò)程構(gòu)成。

3.1.2 串級(jí)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程

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

1擾動(dòng)作用于副回路

2擾動(dòng)作用于主過(guò)程

3擾動(dòng)同時(shí)作用于副回路和主過(guò)程

分析可以看到：在串級(jí)控制系統(tǒng)中，由于引入了一個(gè)副回路，不僅能及早克服進(jìn)入副回路的擾動(dòng)，而且又能改善過(guò)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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