過程控制要點PPT課件

1、19:38119:381前饋反饋復(fù)合控制 sXsGsGsGsGsYcc001 )(/0sGsGsGFB sFsGsGsGsGsGcBF001課堂練習(xí)題第1頁/共31頁19:382上一次課均勻控制分程控制 TT熱水冷卻水B TCAMPa01 0 0%0.020.060.10A閥B閥MPa01 0 0%0.020.060.10A閥B閥MPa01 0 0%0.020.060.10A閥B閥M Pa0100%0.020.060.10A閥B閥第2頁/共31頁19:383 1、用于節(jié)能 第3頁/共31頁19:384PT如果用兩個閥分程控制，小負(fù)荷時只開小閥，負(fù)荷增大時再開大閥。則兩個調(diào)節(jié)閥組合后，可調(diào)范圍擴(kuò)

2、大。例 某廠蒸汽壓力減壓系統(tǒng)用節(jié)流減壓的方法將10MPa的高壓蒸汽減壓成4MPa的中壓蒸汽。中壓蒸汽的使用量變化很大。如果只用一個閥門控制，只能選擇大口徑閥。而大口徑閥在小開度下工作時，控制效果變差。2用于擴(kuò)大調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍 第4頁/共31頁19:385由于我國目前統(tǒng)一設(shè)計的調(diào)節(jié)閥，其可調(diào)范圍為30不能滿足需要調(diào)節(jié)閥可調(diào)范圍大的生產(chǎn)過程 解決辦法：采用分程控制，將流通能力不同、可調(diào)范圍相同的兩個調(diào)節(jié)閥當(dāng)一個調(diào)節(jié)閥使用，擴(kuò)大其可調(diào)節(jié)范圍，以滿足特殊工藝的要求。 可調(diào)范圍流通能力第5頁/共31頁19:386分程控制中調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍與單個調(diào)節(jié)閥相比，擴(kuò)大了26倍，從而滿足了工藝上的特殊要求。此時

3、，調(diào)節(jié)閥的最大流通能力分別為某一分程控制系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)閥，其最小流通能力分別為1max2max1min109.2 0.14780RCCC分1min2min0.143.5CC和而可調(diào)范圍均為1230RR1max2max4.2105CC和若將兩個調(diào)節(jié)閥當(dāng)成一個調(diào)節(jié)閥當(dāng)成一個調(diào)節(jié)閥使用分程控制調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍為 最小流通能力為最大流通能力為0.14109.2第6頁/共31頁19:387MPa0100%0.020.060.10酸閥堿閥3用于兩個不同控制介質(zhì)的生產(chǎn)過程 在工業(yè)廢液中和處理工藝中，需要根據(jù)廢液的酸堿性（pH值），分別控制加酸量或加堿量。7PH7PH7PH酸性堿性中性PH值越小，輸出電流越大

4、第7頁/共31頁19:3887.4.1 7.4.1 自動選擇性控制概述自動選擇性控制概述一般的過程控制系統(tǒng)是在正常工況下，為保證生產(chǎn)過程的物料平衡、能量平衡和生產(chǎn)安全而設(shè)計的，它們沒有該考慮到在事故狀態(tài)下的安全生產(chǎn)問題，即當(dāng)操作條件到達(dá)安全極限時，應(yīng)有保護(hù)性措施。事故狀態(tài)的保護(hù)性措施大致可分成兩類： 硬保護(hù) ：軟保護(hù)：自動報警，然后由人工進(jìn)行處理，或采用自動連鎖、自動停機(jī)的方法進(jìn)行保護(hù)。自動選擇性控制系統(tǒng)第8頁/共31頁19:3897.4.2 系統(tǒng)的類型及工作過程1選擇調(diào)節(jié)器的輸出信號 對調(diào)節(jié)器輸出信號進(jìn)行選擇的系統(tǒng)框圖為：第9頁/共31頁19:3810燃?xì)忮仩t給水蒸汽汽包爐膛P1TP1C正反

5、例1 鍋爐蒸汽壓力的控制工藝要求鍋爐輸出蒸汽壓力穩(wěn)定。若用單回路控制系統(tǒng)控制，則根據(jù)蒸汽出口壓力控制燃?xì)饬俊Ｈ绻羝昧看蠓茸兓?，蒸汽壓力控制系統(tǒng)會使燃?xì)忾y門開度大幅變化。但煤氣壓力過高會發(fā)生脫火。第10頁/共31頁19:3811為防止產(chǎn)生脫火現(xiàn)象，增加一個燃?xì)飧邏罕Ｗo(hù)控制回路。用P2T測燃?xì)鈮毫Γ琍2C的設(shè)定值為燃?xì)飧邏荷舷拗?，?dāng)燃?xì)鈮毫Φ陀谏舷拗禃r， P2C輸出高值信號。 燃?xì)釶2C鍋爐給水LS蒸汽汽包爐膛選擇器1P2TP1TP1C反反正用低選器自動地選擇兩個控制信號中較低的一個，作為閥門的控制信號。第11頁/共31頁19:3812 燃?xì)釶2C鍋爐給水LS蒸汽汽包爐膛選擇器1P2TP1T

6、P1C反反正系統(tǒng)處于燃?xì)鈮毫刂茣r，蒸汽出口壓力控制回路被燃?xì)鈮毫Π踩Ｗo(hù)回路所取代。P2C輸出高值時，LS選中P1C作為輸出。當(dāng)煤氣壓力超過P2C給定值時， P2C輸出低值， LS將改選P2C作為輸出。第12頁/共31頁19:3813燃?xì)釶2C鍋爐給水LS蒸汽汽包爐膛選擇器1P2TP1TP1C反反正在蒸汽壓力定值控制與燃?xì)飧邏鹤詣颖Ｗo(hù)的選擇控制過程中，還可能出現(xiàn)另一種事故：如果因蒸汽負(fù)荷很低，導(dǎo)致燃?xì)饬髁窟^低，會出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，也必須加以防止。第13頁/共31頁19:3814燃?xì)釶2C鍋爐給水LS蒸汽汽包爐膛HS選擇器1選擇器2P3TP3CP2TP1TP1C正反反反為防止出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，再增加一

7、個燃?xì)獾蛪罕Ｗo(hù)控制回路 P3T、 P3C。 P3C的設(shè)定值為燃?xì)鈮毫ο孪拗担?dāng)燃?xì)鈮毫Φ陀谙孪拗禃r， P3C輸出高值信號，被HS選中。當(dāng)燃?xì)鈮毫Ω哂谙孪拗禃r， P3C輸出低值信號，不會被HS選中。第14頁/共31頁19:3815本系統(tǒng)的選擇器在控制器之后，是三選一系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)處于燃?xì)鈮毫ΡＷo(hù)控制期間，蒸汽出口壓力不能保證符合工藝要求。 燃?xì)釶2C鍋爐給水LS蒸汽汽包爐膛HS選擇器1選擇器2P3TP3CP2TP1TP1C正反反反第15頁/共31頁19:3816給定變送器2執(zhí)行器對象被控量2變送器1選擇器被控量1干擾 控制器正?？刂?對變送器輸出信號進(jìn)行選擇這種系統(tǒng)的選擇器裝在控制器之前，對變送器

8、輸出信號進(jìn)行選擇。用于幾個被控變量的給定值、控制規(guī)律都一樣的場合。第16頁/共31頁19:3817HS冷卻液入料T1TTC反T2TT3T反應(yīng)器產(chǎn)品反例2 固定床反應(yīng)器中熱點溫度的控制在不同位置分別安裝溫度傳感器，由選擇器選出熱點溫度信號，送入控制器進(jìn)行控制。反應(yīng)器內(nèi)固定床上裝有催化劑以加速反應(yīng)，而反應(yīng)產(chǎn)生的熱量若不及時被冷卻液帶走，溫度過高會燒壞催化劑。因催化劑的老化、變質(zhì)和流動等原因，固定床不同位置的溫度可能不同第17頁/共31頁19:3818給定變送器2執(zhí)行器對象3段變送器1選擇器被控量1 控制器對象2段對象1段變送器1HS冷卻液入料T1TTC反T2TT3T反應(yīng)器產(chǎn)品反第18頁/共31頁1

9、9:38197.4.3選擇性控制系統(tǒng)的設(shè)計原則選擇性控制系統(tǒng)是多個常規(guī)控制系統(tǒng)的組合。與常規(guī)控制系統(tǒng)的設(shè)計相比，主要不同點是選擇器的設(shè)計選型和調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的確定。1選擇器的選型選擇器有高值選擇器HS與低值選擇器LS兩種。步驟：調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)-控制器正、反作用-選擇器低值、高值選擇器類型的確定原則：依據(jù)生產(chǎn)處于不正常情況下的取代調(diào)節(jié)器輸出信號高低來判斷，輸出為高，選擇高值選擇器，反之，選低值選擇器例1 蒸汽壓力與燃?xì)鈮毫Φ淖詣舆x擇控制例2 固定床反應(yīng)器中熱點溫度的控制第19頁/共31頁19:3820燃?xì)釶2C鍋爐給水LS蒸汽汽包爐膛HS選擇器1選擇器2P3TP3CP2TP1TP1C正反反反例

10、1 蒸汽壓力與燃?xì)鈮毫Φ淖詣舆x擇控制由于燃?xì)忾y是正作用閥，防止燃?xì)鈮毫^高的選擇器1就應(yīng)當(dāng)是低選，防止燃?xì)鈮毫^低的選擇器2就應(yīng)當(dāng)是高選。第20頁/共31頁19:3821HS冷卻液入料T1TTC反T2TT3T反應(yīng)器產(chǎn)品反例2 固定床反應(yīng)器中熱點溫度的控制控制思路就是按最高點溫度控制，所有的點的溫度都不會超標(biāo)，所以用高選器。第21頁/共31頁19:3822燃?xì)釶2C鍋爐給水LS蒸汽汽包爐膛HS選擇器1選擇器2P3TP3CP2TP1TP1C正PPPID2調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的確定對于正常工況下運行的調(diào)節(jié)器，由于有較高的控制精度要求，可用PI調(diào)節(jié)或PID調(diào)節(jié)；對于取代調(diào)節(jié)器，一般只要求其迅速發(fā)揮保護(hù)作用，

11、可用P調(diào)節(jié)。第22頁/共31頁19:3823燃?xì)釶2C鍋爐給水LS蒸汽汽包爐膛HS選擇器1選擇器2P3TP3CP2TP1TP1C正PPPID3調(diào)節(jié)器參數(shù)整定正常工作調(diào)節(jié)器的整定要求與常規(guī)控制系統(tǒng)相同，可按常規(guī)控制系統(tǒng)的整定方法進(jìn)行整定。對于取代調(diào)節(jié)器，要求能及時產(chǎn)生自動保護(hù)作用，其比例度應(yīng)整定得小一些。第23頁/共31頁19:38244積分飽和問題外反饋法、積分切除法、限幅法第24頁/共31頁19:3825 第第1010章章 典型生產(chǎn)過程控制典型生產(chǎn)過程控制 與工程設(shè)計與工程設(shè)計第25頁/共31頁19:3826火力發(fā)電廠外觀 在火力發(fā)電廠，最基本的工藝過程是用鍋爐生產(chǎn)蒸汽，使汽輪機(jī)運轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶

12、動發(fā)電機(jī)發(fā)電。 汽輪發(fā)電機(jī)組 鍋爐控制是火力發(fā)電生產(chǎn)過程自動化的重要組成部分。它的主要任務(wù)是根據(jù)負(fù)荷設(shè)備（汽輪機(jī)）的需要，供應(yīng)一定規(guī)格（壓力、溫度、流量和純度）的蒸汽。 第26頁/共31頁19:3827鍋鍋爐爐自自動動控控制制系系統(tǒng)統(tǒng) 鍋爐汽包水位控制、過熱蒸汽溫度控制、鍋爐燃燒控制第27頁/共31頁19:38281.汽包水位控制的重要性 2.汽包水位的控制方案 （1）單沖量水位控制方案 以汽包水位為被控參數(shù)、給水流量為控制參數(shù)構(gòu)成的單回路控制系統(tǒng)稱為單沖量控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計方便，缺點是克服給水自發(fā)性干擾和負(fù)荷干擾的能力差（虛假水位問題）將鍋爐的汽包水位控制在一個允許范圍內(nèi)，是鍋爐運行的主要指標(biāo)，也是鍋爐能提供符合質(zhì)量要求的蒸汽負(fù)荷的必要條件。 第28頁/共31頁19:3829（2）雙沖量水位控制方案 如果根據(jù)蒸汽流量的變化來校正虛假水位的誤動作，就能使調(diào)節(jié)閥動作準(zhǔn)確及時，減少水位的波動，改善控制質(zhì)量。也就是說，若將蒸汽流量作為前饋信號，就構(gòu)成了雙沖量控制系統(tǒng)。 雙沖量控制系統(tǒng)流程圖及方框圖第29頁/共31頁19:3830顯而易見，該控制方案與單沖量水位控制相比，控制質(zhì)量已有明顯改善，但它對于給水系統(tǒng)的干擾仍不能有效克服，需要再引入給水流量信號構(gòu)成三沖量串級控制系統(tǒng)。 （3）