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过程控制系统方案设计(总7页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--过程控制仪表与系统题目:工业含硫废气控制系统方案设计学院:信息科学与工程学院专业班级:测控技术与仪器1503班学号: 7学生姓名:王哲教师:李飞工业含硫废气控制系统方案设计摘要:许多化工厂在厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中都会产生各种含有污染的有害气体,其中含硫的气体对环境造成的污染尤为严重。
因此对含硫废气正确合理的处理至关重要。
在我国工业含硫废气一般多采用焚烧工艺,经焚烧炉焚烧,使污染性气体转换成安全物质。
经方案论证后,本设计采用双闭环串级控制系统,控制目标温度在600-800℃设定尾气焚烧炉炉温波动范围不超过±30℃。
该控制系统中运用PID算法,传感器将检测到的模拟信号送到变送器,变送器输出4~20mA的电流信号。
将变送器输出的标准信号送入控制器中,控制器通过分析比较所测参数与预设参数之后输出控制信号,执行器根据传送过来的信号进行变化,最终达到对系统温度的控制。
关键词:双闭环串级控制系统;炉温控制;流量控制;变送器1 引言含硫废气与加氢反应器出口过程器被加热至270-320℃左右与外补富氢气混合后进入加氢反应器在加氢催化剂的作用下转化为H2S。
加氢反应为放热反应,离开反应器的尾气-换热器换冷却后进入冷凝塔。
废气在冷凝塔中利用循环机冷水来降温。
70℃冷凝水自冷凝塔底部流出,经济冷泵加压后经急冷水冷却器用循环水冷却至40℃,循环至冷却塔顶。
部分急冷水经急冷水过滤器过滤后返回急冷水泵入口。
尾气中的水蒸气被冷凝,产生的酸性水由急冷水泵送至酸性水处理处。
为防止酸性水对设备的腐蚀,需向急冷水中注入氨根据ph值大小决定注入氨的量。
冷凝后的尾气离开冷凝塔进入回收塔,用30%的甲基二乙醇胺溶液吸收废气中的硫化氢,同时吸收部分二氧化碳。
吸收塔底富液用富液泵送至溶剂再生部分统一处理。
从塔顶出来的净化气经尾气分液罐分液后进入焚烧炉燃烧,有燃料气流量控制炉膛温度;废气中残留的硫化氢几乎全转化成二氧化硫,最后再对二氧化硫进行处理。
搅拌釜式反应器( 基于 PCS7 的带搅拌釜式反应器(CSTR)系统的 )系统的 过程控制系统设计 过程控制系统设计摘要: 摘要:带搅拌釜式反应器(CSTR)系统是一种常见的化工设备,工业生产时,一些很重 要的过程参数如进料流量、反应温度、反应物液位、反应压力等都需要加以控制。
本文针对 釜式反应器的工艺特点和控制要求,给出了一套基于 PCS 7 的控制方案。
在控制算法上,综 合应用了串级控制、 前馈控制、 变比值控制等多种控制方式。
尤其是对反应器升温曲线控制, 考虑到常规 PID 控制器的控制效果不佳, 本文给出了模糊 PID 控制器的控制方案。
MATLAB 仿真结果表明,模糊 PID 控制器较传统 PID 有更好的控制效果。
此外,本文还给出了控制 系统相应的硬件配置、网络拓扑结构,以及各控制回路在西门子 PCS7 环境下的实施框图。
关键词: 关键词:CSTR,PCS7,过程控制 , ,Design of Process Control System Based on PCS7 of Continuous Stirred-Tank Reactor SystemAbstract:CSTR system is widely used in chemical production and some crucial parameters as : feed flow, reaction temperature, reactant liquid level must be controlled. In this paper, an integrated control system based on Siemens PCS7 is designed according to the system characteristic and control requirement, which synthetically uses cascade control, feed-forward control, changing ratio control. Especially considering PID control may not be effective as object is reaction temperature with notable delay, fuzzy PID control is proposed and then simulated by MATLAB. The result demonstrates that it really improved the control effect. Then specific hardware configuration, network structure and software configuration is also given in order to carry out the system by Siemens PCS7. Keywords: CSTR,PCS7,process control , ,1 引言反应器是任何化学品生产过程中的关键设备,决定了化工产品的品质、品种和生产能 力。
一、设计目的与要求:了解并掌握单回路控制系统的构成和控制原理。
了解PID 参数整定的基本方法,如Ziegler-Nichols 整定方法、临界比例度法或衰减曲线法。
学会用matlab 中的Simulink 仿真系统进行PID 参数整定。
二、设计正文:在热工生产过程中,最简单、最基本且应用最广泛的就是单回路控制系统,其他各种复杂系统都是以单回路控制系统为基础发展起来的。
单回路控制系统的组成方框原理图如图1所示,它是由一个测量变送器、一个控制器和一个执行器(包括调节阀),连同被控对象组成的闭环负反馈控制系统。
干扰图1、单回路控制系统组成原理方框图控制器的参数整定可分为理论计算法和工程整定法。
理论计算方法是基于一定的性能指标,结合组成系统各环节的动态特性,通过理论计算求得控制器的动态参数设定值。
这种方法较为复杂繁琐,使用不方便,计算也不是很可靠,因此一般仅作为参考;而工程整定法,则是源于理论分析、结合实验、工程实际经验的一套工程上的方法,较为简单,易掌握,而且实用。
常用的工程整定法有经验法、临界比例度法、衰减曲线法、响应曲线法等等,本设计中主要是应用Ziegler-Nichols 整定方法来整定控制器的参数。
参数整定的基本要求如下所述:1、通过整定选择合适的参数,首先要保证系统的稳定,这是最基本的要求。
2、在热工生产过程中,通常要求控制系统有一定的稳定裕度,即要求过程有一定的衰减比,一般要求4:1~10:1。
3、在保证稳定的前提下,要求控制过程有一定的快速性和准确性。
所谓准确性就是要求控制过程的动态偏差和稳态偏差尽量地小,而快速性就是要求控制时间尽可能地短。
总之,以稳定性、快速性、准确性去选择合适的参数。
目前工程上应用最广泛的控制是PID 控制,这种控制原理简单,使用方便;适应性强;鲁棒性强,其控制品质对被控对象的变化不太敏感。
(1)比例控制(P 控制):G c (s)=K p =1/δ; (2)比例积分控制(PI 控制):G c (s)=K p (1+1/T I s)=1/δ(1+1/T I s); (3)比例积分微分控制(PID 控制):G c (s)=K p (1+1/T I s+T D s)。
2 目录一、设计目的 2二、设计要求 3三、实现过程3 1、 系统概述 (3)1.1加热炉 (3)1.2加热炉工艺过程 ...................................................... 4 13控制参数的选择及控制燃烧方案的确定 . (5)1.4加热炉的工艺结构及其设备组成 (6)1.5生产线的特点 ........................................................ 6 2、 设计与分析 .. (7)2.1加热炉生产工艺和控制要求 (7)2.2燃烧控制系统及仿真 (7)四、总结 11五、附录 12六、参考文献12 一、设计目的经过一个学期的过程控制系统课程的学习,对过程控制有了一个基本的了 解。
然而仅仅在理论方面是远远不够的,需要将所学的应用于实际生产过程中, 惟独这样才干真正的对过程控制有一个比较深入的认识,为以后的学习和工作打 下一个良好的基础。
通过这次课程设计,我们可以了解具体生产工业过程控制系 统设计的基本步骤和方法。
同时也对氧化铝的生产工艺有一个大概的认识,惟独 弄清晰生产工艺对控制的具体要求,才干去设计一个过程控制系统。
同时:1、 提高对所学自动化仪表和过程控制的原理、结构、特性的认识和理解, 加深对所学知识的巩固和融会贯通。
2、针对一个小型课题的设计开辟,培养查阅参考书籍资料的自学能力,通过独立思量,学会分析问题的方法。
3、综合运用专业及基础知识,解决实际工程技术问题的能力。
4、培养学生严谨的工作作风,相互合作的团队精神,提髙其综合素质,获得初级工程应用经验,为将来从事专业工作建立基础。
二、设计要求燃烧量对蒸汽母线压力:G(s)= —?——r+ 100^+11、査阅资料,深入掌握钢铁工业过程的工作原理及控制要求,绘制出钢铁工业生产过程工艺流程图。
2、设计控制方案。
(1)根据燃烧对象特性及控制要求,完成燃烧量的选择、执行器、变送器的选择、控制仪表选择等方案设计。
*****大学《过程控制系统》课程设计文件设计小组名称:设计小组班级:设计小组成员:2016年6月20日一、方案设计依据、范围及相关标准设计依据一个典型的化工生产过程大致有三个组成部分:(1)原料预处理(2)化学反应(3)产物分离很显然,化学反应是化工生产过程的核心,化学反应器是化工生产装置中的关键设备。
反应器各部分控制的选择、设计与操作,涉及如何在工业规模上实现反应过程,以及最有效地把化工原料转化为尽可能多的目的产品,实现经济效益,以满足国民经济需要。
设计范围本设计包括:1、系统分析(包括控制需求分析、对象特性分析、工艺流程分析、系统安全要求等)2、基础控制系统及开车顺序控制系统的设计(包括控制回路、控制算法、被控变量、操纵变量、控制规律、阀门特性、顺序逻辑、安全保障等功能设计)3、安全系统的设计(包括声光报警、安全联锁、紧急停车、安全仪表等功能设计)4、绿色生产、节能减排降耗方面的考虑设计遵循的标准及规范HG/T20505-2000《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》GB/T21109-2007《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》HG20505-2000《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》HG20559-1993《管道仪表流程图设计规定》GB/Z18718-2002《热处理节能技术导则》GB12241-89《安全阀一般要求》HG/T20511-2014《信号报警及联锁系统设计规范》二、系统分析(包括控制需求分析、对象特性分析、工艺流程分析、系统安全要求等)一、需求分析1、进料流量及比例控制反应器共有两股连续进料。
要求选手设计控制系统克服每股进料的流量扰动。
同时,需要保证两股物料以一定比例进料。
2、反应器液位控制要求选手设计液位控制系统,保证液位处于80%,以获得较大的反应停留时间,保证反应充分进行。
3、反应器压力安全控制为保证反应安全,需要对压力进行安全控制系统的设计。
4、反应器组份控制为得到一定的转化率的产品,要求选手对反应器最终产物的组份进行控制。
辽宁工业大学过程控制系统课程设计(论文)题目:石油裂解气温度控制系统的设计院(系):电气工程学院专业班级:自动化113班学号: 110302070学生姓名:赵洪坤指导教师:(签字)起止时间:2014.12.15-2014.12.26院(系):电气工程学院教研室:自动化摘要本设计是石油裂解气温度控制系统,以AT89C51单片机作为主控元件,采用单回路控制,运用PID算法,通过外围硬件电路和软件程序从而实现了石油裂解气温度的稳定控制。
该温度控制系统由温度信号检测电路、变送单元、单片机控制系统和执行装置等结构组成,通过各种电路和装置完成对温度信号的检测、变送和运算处理功能,并经气动执行装置作用于实际生产,从而使温度控制系统稳定在预定的范围内工作。
由于采用单片机控制,该系统具有结构简单,经济实用的特点。
关键词:温度控制单回路控制系统过程控制目录第1章绪论 (1)1.1温度控制系统的发展状况 (1)1.2设计温度控制系统的意义及相关技术指标 (1)第2章课程设计的方案 (2)2.1概述 (2)第3章器型的选择 (3)3.1控制器的选型 (3)3.2传感器的选型 (3)3.3变送器选型 (4)3.4执行器选型 (4)3.5最优方案 (5)第4章系统测试仿真与参数整定 (6)第5章课程设计总结 (7)参考文献 (8)第1章绪论1.1温度控制系统的发展状况随着科技的发展,近年来我国以信息化带动的工业化正在蓬勃发展,温度已成为工业控制对象中一种重要的参数,特别是在冶金,化工,机械等各类工业中,广泛使用各种加热炉、热处理炉和液态丙烯气化等方式实现温度的恒定控制。
对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制,所采用的处理方式和控制方案也有所不同。
处理方式一般有加热和冷却两种,控制方案一般有PID控制,直接数字控制(DDC),推断控制,预测控制,模糊控制(Fuzzy),专家控制(Expert Control),鲁棒控制(Robust Control),推理控制等。
成绩课程设计报告设计题目锅炉液位控制课程名称过程控制系统姓名刘颖莹学号2009001115班级自动化0902 导师何小刚设计日期2013年1月15日《过程控制系统》课程设计报告锅炉液位控制系统摘要在深入理解已学的有关过程控制和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统设计方法、系统设计原则的基础上,结合实际,根据工艺过程、工艺条件和工艺要求,制定正确的控制方案。
以过程控制实验室的“EFPT过程控制实验装置”为被控对象、“SUPCON JX-300 DCS”为控制装置,构成一个闭环系统,列写出“EFPT过程控制实验装置”阀门状态表,画出被控对象工艺流程图。
设计被控对象特性组态和控制系统一次仪表选型设计,控制系统测控点和控制回路设计,DCS的硬件配置和I/O点配置设计等。
设计用以VC2作出水量执行器的锅炉液位L2定值调节、以自来水作水源VC1作执行器的串联式压力定值调节以及以锅炉液位L2串级出水流量F2调节的控制系统。
关键词:EFPT过程控制;SUPCON JX-300 DCS;工艺流程图;锅炉液位;锅炉液位控制系统《过程控制系统》课程设计报告目录摘要 (I)第1章DCS系统设计的目的和任务 (1)1.1 设计目的 (1)1.2设计任务 (1)第2章设计的主要内容与要求 (2)2.1 主要设计内容 (2)2.2 设计基本要求 (2)第3章设备选型 (4)3.1“EFPT过程控制实验装置”阀门状态表 (4)3.2一次仪表选型表 (6)第4章系统设计 (8)4.1 系统流程图 (8)4.2 控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图 (9)4.3 DCS卡件配置图 (9)4.4 DCS系统(控制站卡件)地址配置表; (11)4.5 DCS I/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置表 (12)4.5.1模拟量输出 (13)4.5.2常规控制方案 (13)4.5.3信号板上与控制对象连接的现场仪表信号 (13)4.6系统控制框图 (14)4.7控制回路设计 (16)4.7.1水箱液位L2定值调节之一(VC1作出水量执行器)的流程图 (16)4.7.2压力P2定值调节之五(用水泵作水源、变频器作执行器的串联式压力调节)的流程图 (16)4.7.3锅炉液位L2调节之一串级进水流量F1调节的流程图 (17)总结 18参考文献 (19)总管图 (20)《过程控制系统》课程设计报告第1章DCS系统设计的目的和任务1.1 设计目的在深入理解已学的有关过程控制和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统设计方法、系统设计原则的基础上,结合联系实际的课程设计题目,使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法,初步掌握控制系统的工程性设计步骤,进一步增强解决实际工程问题的能力。
设计过程控制及样例1目的为了将《需求分析规格说明书》所规定的软件需求进行规范化的技术描述、组织和对象分层,明确《设计规格说明书》的工作程序和要素,规范公司开发活动,并籍以指导软件编程和测试等后续工作。
2适用范围部门: 应用开发事业部总监、软件部门、系统测试部、咨询部。
业务: 编制《软件设计说明书》。
3职责1)1)项目经理负责制定《设计工作计划》,并负责组织设计人员《软件设计说明书》。
2)2)部门经理审批《设计工作计划》,审核《软件设计说明书》。
3)3)应用开发事业部(副)总监组织《软件设计说明书》评审,批准《软件设计说明书》,控制《软件设计说明书》的修改。
4)4)应用开发事业部负责解释和修订软件设计程序。
4工作程序1)1)软件设计工作程序2)2)编制设计工作计划项目经理按照3-05/QR/001《设计工作计划》编制设计工作计划,经部门经理审批后,组织设计人员按计划开展软件设计工作。
3)3)编制软件设计说明书项目经理根据产品需求分析和技术构架,组织设计人员按照3-05/QR/002《软件设计说明书编写指南》编写软件设计说明书。
4)4)《软件设计说明书》的评审和确认《软件设计说明书》经部门经理审核后,提交应用开发事业部(副)总监,由应用开发事业部(副)总监组织相关人员进行评审。
必要时请用户参加评审,评审通过后应用开发事业部(副)总监批准《软件设计说明书》。
批准后的《软件设计说明书》及时提交编程人员和系统测试部,作为编程和系统测试的依据。
未通过评审的《软件设计说明书》,返回项目组由项目经理组织修改后再进行评审。
5)5)《软件设计说明书》修改控制严格控制经评审确认的《软件设计说明书》的修改。
经确认的《软件设计说明书》需要修改时,应填写3-02/QR/003《软件变更申请审批表》,并按规定进行变更评审确认。
修改后的软件设计说明书及相应修改记录应及时通知有关部门和人员。
6)6)应用开发事业部(副)总监应根据开发计划和质量计划,对设计阶段进度和质量以及资源配置进行监控、协调。