本文格式為Word版，下載可任意編輯——精餾塔提餾段的溫度控制系統(tǒng)南華大學(xué)

過程控制儀表課程設(shè)計

設(shè)計題目精餾塔提餾段的溫度控制系統(tǒng)學(xué)生姓名XXX專業(yè)班級自動化XXX學(xué)號XXXXXXXXXX指導(dǎo)老師XXX

2023年6月25日

目錄

1.系統(tǒng)簡介與設(shè)計目的………….22.控制系統(tǒng)工藝流程及控制要求…………….33．設(shè)計方案及儀表選型……….43.1控制方案的確定……………..43.2控制系統(tǒng)圖、方框圖……….54.各個環(huán)節(jié)儀表的選型，儀表的工作原理以及性能指標(biāo)…..74.1檢測元件…………………74.1.1鎧裝熱電偶特點…………….…….7

4.1.2鎧裝熱電偶主要技術(shù)參數(shù)…………….……74.2變送器……………..…74.2.1變送器主要技術(shù)指標(biāo)………………….…..74.3調(diào)理器……………….…84.4執(zhí)行器…………………84.4.1電／氣閥門定位器作用…………..……..85.繪制儀表盤電氣接線圖，端子接線圖…………….……………..106.儀表型號清單………….….117.設(shè)計總結(jié)…………………….12

①改善了被控過程的動態(tài)特性提高了系統(tǒng)的工作頻率。②對二次擾動有很強的戰(zhàn)勝能力。

③提高了對一次擾動的戰(zhàn)勝能力和對回路參數(shù)變化的自適應(yīng)能力。綜上所述根據(jù)系統(tǒng)工藝要求決定在系統(tǒng)設(shè)計中采用閉環(huán)串級控制方式。

x1+e1-z1主調(diào)理器x2+e2-z2副調(diào)理器執(zhí)行器副對象y2主對象y1副變送器主變送器

圖3-2一般閉環(huán)串級控制系統(tǒng)

3.2控制系統(tǒng)圖、方框圖

本系統(tǒng)為了較好的達到控制目標(biāo)采，用如圖2-3所示的提餾段溫度串級控制

系統(tǒng)。副調(diào)理器QC2根據(jù)加熱蒸汽流量信號控制調(diào)理閥，這樣就可以在加熱蒸汽壓力波動的狀況下，仍能保持蒸汽流量穩(wěn)定。但副調(diào)理器QC2的給定值則受主調(diào)理器θC1的控制，后者根據(jù)溫度θ改變蒸汽流量給定值Qr，從而保證在發(fā)生進料方面的擾動的狀況下仍能保持溫度θ滿足要求。用這個方法以十分有效地戰(zhàn)勝蒸汽壓力波動對于溫度θ的影響，由于流量自穩(wěn)定系統(tǒng)的動作很快，蒸汽壓力變化所引起的流量波動在2至3s以內(nèi)就消除了，而這樣短暫時間的蒸汽流量波動對于溫度θ的影響是很微小的。

進料

加熱蒸汽

圖2-3精餾塔提餾段溫度控制串級控制系統(tǒng)圖

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串級控制系統(tǒng)方塊圖如圖2-4所示，它有倆個閉環(huán)系統(tǒng)：副環(huán)是流量自穩(wěn)定系統(tǒng)，主環(huán)是溫度控制系統(tǒng)。

θrQr主調(diào)理——流量測量副調(diào)理調(diào)理D2+蒸汽管路D1+塔底Qθ溫度測量

圖3-4提餾段溫度串級控制系統(tǒng)框圖

主參數(shù)：塔底物料溫度θ副參數(shù)：加熱蒸汽流量Q控制量：蒸汽閥開度

一次擾動D1：加熱蒸汽壓力的波動對θ的擾動。

二次擾動D2：來自液相加料方面的各種干擾；包括它的流量、溫度和組分等，它們通過提餾段的傳質(zhì)過程以及再沸器中傳熱條件（塔釜溫度、再沸器液面等）。

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4.各個環(huán)節(jié)儀表的選型，儀表的工作原理以及性能指標(biāo)

4.1檢測元件

本系統(tǒng)選擇鎧裝熱電偶4.1.1鎧裝熱電偶特點：

1.熱響應(yīng)時間小，減少動態(tài)誤差2.可彎曲安裝使用3.測量范圍大

4.機械強度高，耐壓性能好4.1.2鎧裝熱電偶主要技術(shù)參數(shù)：1.精度等級：I級或II級2.公稱直徑：Φ13.彎曲直徑：R≥5D4.公稱壓力：常壓

測量500℃以上的高溫，它可以直接測量各種生產(chǎn)過程中從0℃~800℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽和其氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度，鎧裝熱電偶響應(yīng)時間τ0.5（秒）。

4.2變送器

本系統(tǒng)的變送器用于溫度的變送，應(yīng)選擇溫度變送器。其中較為常用的有模擬式溫度變送器，一體化溫度變送器以及智能式溫度變送器三種。本系統(tǒng)采用典型的模擬式溫度變送器中的DDZ-III型熱電偶溫度變送器，屬安全火花型防爆儀表。還可以與檢測元件熱電偶相匹配。將溫度信號線性轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號。本系統(tǒng)選擇KBW-1121熱電偶溫度變送器4.2.1主要技術(shù)指標(biāo)：

1、輸入信號：最小量程≥3mV最大量程

5.繪制儀表盤電氣接線圖，端子接線圖

圖5.1電器接線圖

6給出儀表型號清單：

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表6-1儀表清單

編號12345名稱溫度變送器熱電偶DDZ-III調(diào)理器電子式電動執(zhí)器2121個數(shù)型號KBW-1121K型鎳-鎳硅TDM-400M52286YT-1050電－氣閥門定位1器6薄膜氣動調(diào)理閥1ZMBS-16K

7.設(shè)計總結(jié)

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在為期一個多星期的課程設(shè)計中，遇到過好多好多的問題，但我通過好多有效地途徑，例如上網(wǎng)查相關(guān)資料，問身邊的同學(xué)與朋友，或者請教本專業(yè)的老師，都得到了解決。

在設(shè)計過程中，從拿到題目，方案的設(shè)計到方案的確定，都經(jīng)過了嚴(yán)謹?shù)乃伎?，回路的設(shè)計調(diào)理器的正反作用的確定，被控參數(shù)的選擇，使系統(tǒng)能夠達到設(shè)計目的。通過這次設(shè)