1、化工自動化 過程控制系統(tǒng)及管理,池州新賽德顏料有限公司2014年7月24日,周正節(jié),培訓任務來源及主要目的,國家安全監(jiān)管總局關(guān)于進一步嚴格危險化學品和化工企業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理的通知安監(jiān)總管三201446號 加強對危險化學品安全生產(chǎn)政策法規(guī)的培訓力度。各地區(qū)要進一步加大有關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)范性文件的宣貫培訓工作力度，要把重大危險源、輸送管道、安全生產(chǎn)標準化、隱患排查治理、化工過程安全管理，特別是化工（危險化學品）企業(yè)保障生產(chǎn)安全十條規(guī)定（國家安全監(jiān)管總局令第64號）等方面規(guī)定要求納入再培訓內(nèi)容。今年7月底前，市、縣兩級安全監(jiān)管部門要督促本行政區(qū)域內(nèi)所有危險化學品和化工企業(yè)完成其分管負責人、裝置負責

2、人和安全管理人員的再培訓，并組織專題考試?？荚嚥缓细竦娜藛T要限期補考，補考不合格的，要依法取消其與安全生產(chǎn)有關(guān)的任職資格。確保企業(yè)在學習、理解的基礎(chǔ)上，把有關(guān)法律法規(guī)及規(guī)章等要求轉(zhuǎn)化為企業(yè)的安全管理制度，并切實得到認真執(zhí)行。 自動化過程控制系統(tǒng)與管理是化工過程安全管理的重要內(nèi)容。,東至縣危險化學品安全生產(chǎn)攻堅工作主要內(nèi)容,1、目標：安全管理標準化、過程管理自動化、隱患排查和運行監(jiān)控信息化。 2、提高自動化控制水平：園區(qū)“兩重點一重大”已基本完成自動化控制系統(tǒng)改造。蒸餾系統(tǒng)自動化控制正在落實。在役裝置自動化控制系統(tǒng)改造，實現(xiàn)遠程中控室監(jiān)控是全面實現(xiàn)自動化的最終目標。,自動控制系統(tǒng)概述,引言什么是

3、控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的重要性 控制系統(tǒng)的組成及應用例子 為什么絕大多數(shù)控制系統(tǒng)均具有反饋 自動控制系統(tǒng)的分類 自動控制原理的發(fā)展歷史,引言什么是控制系統(tǒng),在家里，為了舒適地生活，我們需要控制室內(nèi)的溫度和濕度。 在交通領(lǐng)域，我們需要控制汽車精確而又安全地從一個地方到達另一個地方。 在工業(yè)上，制造過程中大量的生產(chǎn)產(chǎn)品需要滿足產(chǎn)品質(zhì)量和成本效益的要求。,要回答這個問題，我們可以聯(lián)系日常生活中那 些需要實現(xiàn)某種“目標”的例子：,再比如一個人，可以完成許多種類的目標，包括 作決定。其中有些目標比如撿起地上的物品 后再從一個地方走到另一個地方它的完成方 式是以一種程序化的方式來完成的。但有些目標 在人們要完

4、成它時，不僅要考慮如何完成，還要 考慮如何更好地完成比如：,百米運動員在一百米短跑中，他考慮的是：,在盡可能短的時間內(nèi)跑完這段距離,馬位松選手在他的比賽中，他考慮的是：,在盡可能短的時間內(nèi)跑完這段距離,在整個比賽過程中控制好能量的消耗并設計最佳 的比賽策略,綜上所述：所謂的控制系統(tǒng)就是為完成某種“目標”而采用的一整套的完成方法和步驟。而這些方法和步驟通常又包含能夠更好實現(xiàn)這些“目標”的最佳策略。 在工業(yè)領(lǐng)域，自動控制系統(tǒng)常常是指那些在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置，對生產(chǎn)過程、工藝參數(shù)、目標要求等進行自動的調(diào)節(jié)與控制，使之按照預定的方案達到要求的指標的設備。,自動控制系統(tǒng)的重要性,近年來

5、控制系統(tǒng)在現(xiàn)代文明和技術(shù)發(fā)展與進步上扮演了越來越重要的角色。我們?nèi)粘；顒拥拿恳粋€方面幾乎都受到了某種控制系統(tǒng)的影響?？刂葡到y(tǒng)已經(jīng)大量地應用到了工業(yè)的所有部門。如產(chǎn)品質(zhì)量、自動裝配線、機床控制、空間技術(shù)與武器系統(tǒng)、計算機控制、交通運輸、動力系統(tǒng)、機器人、微機系統(tǒng)、納米技術(shù)等。本次培訓是落實安全攻堅任務中一個主要方面，因此化工自動化控制尤其重要。,控制系統(tǒng)的應用實例,開環(huán)控制與閉環(huán)控制,開環(huán)控制和閉環(huán)控制,開環(huán)控制系統(tǒng) 若系統(tǒng)的輸出量不被引回來對系統(tǒng)的控制部分產(chǎn)生影響，則這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 閉環(huán)控制系統(tǒng) 若系統(tǒng)輸出量通過反饋環(huán)節(jié)返回來作用于控制部分，形成閉合環(huán)路，則這樣的系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制

6、系統(tǒng)，又稱為反饋控制系統(tǒng)。,開環(huán)控制和閉環(huán)控制的概念,開環(huán)控制和閉環(huán)控制的概念,由于開環(huán)系統(tǒng)無反饋環(huán)節(jié),一般結(jié)構(gòu)簡單,系統(tǒng)穩(wěn)定 性好，成本也低，這是開環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點。因此，在輸出量和輸入量之間的關(guān)系固定，且內(nèi)部參數(shù)或外部負載等擾動因素不大，或這些擾動因素產(chǎn)生的誤差可以預計確定并能進行補償,則應盡量采用開環(huán)控制系統(tǒng)。 開環(huán)控制的缺點是當控制過程受到各種擾動因素影響時，將會直接影響輸出量，而系統(tǒng)不能自動進行補償。特別是當無法預計的擾動因素使輸出量產(chǎn)生的偏差超過允許的限度時 ，開環(huán)控制系統(tǒng)便無法滿足技術(shù)要求，這時就應考慮采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。,開環(huán)系統(tǒng)的特點,反饋控制可以自動進行補償，這是閉環(huán)控制的一個突

7、出的優(yōu)點。 閉環(huán)控制要增加檢測、反饋比較，調(diào)節(jié)器等部件,會使系統(tǒng)復雜、成本提高。而且閉環(huán)控制會帶來副作用，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，甚至造成不穩(wěn)定。這是采用閉環(huán)控制時必須重視并要加以解決的問題。,閉環(huán)系統(tǒng)的特點,為什么大多數(shù)控制系統(tǒng)均有反饋,提高系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性 增加系統(tǒng)帶寬和總增益 提高系統(tǒng)的輸入阻抗、降低系統(tǒng)的輸出阻抗 提高系統(tǒng)的敏感度,自動控制系統(tǒng)的組成,例 水位控制系統(tǒng),通過對工作 原理進行分 析，可以得 到該系統(tǒng)的 系統(tǒng)框圖。,自動控制系統(tǒng)的分類,恒值控制系統(tǒng) 恒值系統(tǒng)的特點是：控制系統(tǒng)的輸入量是恒量，并且要求系統(tǒng)的輸出量相應地保持恒定。 恒值控制系統(tǒng)是最常見的一類控制系統(tǒng)。,按輸入量變化

8、的規(guī)律分類,隨動系統(tǒng) 隨動系統(tǒng)的特點是：輸入量是變化著的(有時是隨機的)，并且要求系統(tǒng)的輸出量能跟隨輸入量的變化而作出相應的變化。,過程控制系統(tǒng) 生產(chǎn)過程通常是指把原料放在一定的外界條件下，經(jīng)過物理或化學變化而制成產(chǎn)品的過程。在這些過程中，往往要求自動提供一定的外界條件，例如溫度、壓力、流量、液位、粘度、濃度等參量在一定的時間內(nèi)保持恒值或按一定的程序變化。 在化工、輕工、食品等生產(chǎn)過程中對溫度、流量、壓力、濕度等的控制過程控制系統(tǒng)。,圖為產(chǎn)品加工的在線調(diào)和流量控制（生產(chǎn)復配農(nóng)藥）,工廠中的溫度、壓力、流量的控制,自動控制系統(tǒng)的性能指標,系統(tǒng)的穩(wěn)定性 穩(wěn)定系統(tǒng):當擾動作用(或給定值發(fā)生變化)時，

9、輸出量將會偏離原來的穩(wěn)定值，這時，由于反饋環(huán)節(jié)的作用，通過系統(tǒng)內(nèi)部的自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)可能回到(或接近)原來的穩(wěn)定(或跟隨給定值)穩(wěn)定下來。 不穩(wěn)定系統(tǒng):由于內(nèi)部的相互作用，使系統(tǒng)出現(xiàn)發(fā)散而處于不穩(wěn)定狀態(tài)。,不穩(wěn)定的系統(tǒng)是無法進行工作的；因此，對任何自動控制系統(tǒng)，首要的條件便是系統(tǒng)能穩(wěn)定正常運行。,復雜控制系統(tǒng),按控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征分類，控制系統(tǒng)所謂的復雜，是相對于簡單而言的。凡是多參數(shù)具有兩個以上變送器、兩個以上控制器或兩個以上調(diào)節(jié)閥組成的多回路的自控系統(tǒng)，稱之為復雜控制系統(tǒng)。 目前常用的復雜控制系統(tǒng)有串級、分程、三沖量、前饋、選擇、比值等。并且隨著生產(chǎn)需要和科學技術(shù)的進步，又出現(xiàn)了許多新型的控

10、制系統(tǒng),串級控制系統(tǒng),一、串級控制系統(tǒng) 串級控制系統(tǒng)的特點：兩個調(diào)節(jié)器相串聯(lián)，主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定，適用于時間常數(shù)及純滯后較大的對象。 串級控制系統(tǒng)的基本概念與方框圖,串級控制系統(tǒng)的實際應用,加熱爐原料出口溫度控制系統(tǒng)若采用簡單溫度控制，當負荷發(fā)生變化時，由溫變、控制器和調(diào)節(jié)閥組成一個單回路控制系統(tǒng)，去克服由于變化而引起的原料出口溫度的波動，以保持出口溫度在設定值上。 但是，當燃料氣壓力波動大且頻繁時，由于加熱爐滯后很大，將引起原料出口溫度的大幅度波動。為此，先構(gòu)成一個燃料氣壓力（或流量）的控制系統(tǒng)（回路），首先穩(wěn)定燃料氣的壓力（或流量），而把原料出口溫度控制器的輸出，作為壓力控制

11、器的設定值，形成回路，使壓力控制器隨著原料出口溫度控制器的需要而動作，這樣就構(gòu)成了如圖中所示的溫度壓力串級控制系統(tǒng)。,TT,TC,PT,原料,PC,主回路,副回路,串級控制系統(tǒng)的方框圖,在這個控制系統(tǒng)中，原料出口溫度稱為被控變量，簡稱主變量。調(diào)節(jié)閥閥后燃料氣壓力稱為副被控變量，簡稱為副變量。溫度控制器稱為主控制器，壓力控制器稱為副控制器。從燃料閥閥后到原料出口溫度這個溫度對象稱為主對象。閥后壓力對象稱為副對象。由副控制器、調(diào)節(jié)閥、副對象、副測量變送器組成的回路稱為副回路。而整個串級控制系統(tǒng)包括主對象、主控制器、副回路等效環(huán)節(jié)和主變量測量變送器，稱為主回路，又稱主環(huán)和外環(huán)。,主測量變送單元,主調(diào)

12、節(jié)器,調(diào)節(jié)閥,副調(diào)節(jié)器,副對象,主對象,副測量變送單元,串級控制系統(tǒng)的特點：,1）、對進入副回路的擾動具有較迅速、較 強的克服能力； 2) 、可以改善對象特性，提高工作效率； 3) 、可消除調(diào)節(jié)閥等非線性的影響； 4）、串級控制系統(tǒng)具有一定的自適應能力。,分程控制系統(tǒng),一般來講，一臺調(diào)節(jié)器的輸出僅控制一個調(diào)節(jié)閥。若一臺調(diào)節(jié)器去控制幾個閥門，并且是按輸出信號的不同區(qū)間操作不同的閥門，這種控制方式習慣上稱為分程控制。,分程控制系統(tǒng)簡圖如下：,調(diào)節(jié)器,0.020.06Mpa,0.060.1Mpa,分程控制系統(tǒng)圖,分程控制方案中，閥的開閉形式，可分為同向和異向兩種,培訓材料,同向或異向規(guī)律的選擇,根據(jù)

13、工藝需要來決定。 設計分程控制系統(tǒng)的主要目的： 一、 擴大調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍,改善控制品質(zhì); 二、 滿足工藝的特殊要求。 工藝特殊要求的分程控制系統(tǒng) 例如：實行氮封的技術(shù)要求是,要始終保持儲罐內(nèi)的氮氣微正壓.儲罐內(nèi)物料增減時,將引起罐頂壓力的升降,應及時進行控制,否則將使儲罐變形。因此，當儲罐內(nèi)液面上升時，應停止補充氮氣，并將壓縮的氮氣適量排出。反之，液面下降時停止放出氮氣。只有這樣才能做到隔絕空氣，又保證容器不變形的目的。,甲醇儲罐氮封分程控制系統(tǒng),閥門開度,異向分程控制方案,給定值,三沖量控制系統(tǒng),如鍋爐汽包液位的控制。 所謂三沖量就是一個前饋加串級的控制系統(tǒng)。沖量實際就是變量，多沖量控制中

14、的沖量是指引入系統(tǒng)的測量信號。其主要沖量是水位，輔助沖量是蒸汽負荷和給水流量，它是為提高控制品質(zhì)而引入的。一般我們都采用水位、蒸汽流量和給水流量三沖量控制。,三沖量控制系統(tǒng)舉例,LC,FC,蒸汽,汽包,給水,前饋控制系統(tǒng),簡單控制系統(tǒng)屬于反饋控制，它的特點是按被控變量的偏差進行控制，因此只有在偏差產(chǎn)生后，控制器才對操縱變量進行控制，以補償擾動變量對被控變量的影響。若擾動已經(jīng)產(chǎn)生，而被控變量尚未變化，控制作用是不會產(chǎn)生的，所以，這種控制作用總是落后于擾動作用的，是不及時的控制。 對于滯后大的對象，或擾動幅度大而頻繁時，采用簡單控制往往不能滿足工藝的要求，若引入前饋控制，實現(xiàn)前饋反饋控制就能獲得顯

15、著的控制效果。,前饋-反饋控制系統(tǒng),前饋控制的基本原理就是測取進入過程的擾動量（包括外界擾動和設定值變化），并按照其信號產(chǎn)生合適的控制作用去改變控制量，使被控制變量維持在設定值上。,換熱器的前饋控制,S,選擇控制系統(tǒng),在我們生產(chǎn)中自動控制系統(tǒng)的主要任務之一就是要保證生產(chǎn)的安全、平穩(wěn)地進行。但在生產(chǎn)過程中，不可避免地會出現(xiàn)不正常的工況以及其他特殊情況。這樣正常設計的控制系統(tǒng)往往適合不了工況的要求。目前通常采用報警后由人工處理或自動連鎖停車的對策，但隨著裝置的大型化，一次開、停車過程要消耗大量的原料，并排放出大量的不合格產(chǎn)品，這樣顯然是很不經(jīng)濟的；再者出現(xiàn)不正常工況后全部轉(zhuǎn)由人工處理，則可能造成操

16、作人員的過分忙亂和緊張。所以必須考慮在非正常工況下由別的調(diào)節(jié)器按照適合當時特殊情況的另一套規(guī)律來進行控制，此外有一些工藝變量的控制，受到多種條件的約束和限制，因而也必須根據(jù)不同的情況來分別對待。在這樣的指導思想下就發(fā)展出了自動選擇控制系統(tǒng)。 選擇性控制系統(tǒng)的基本設計思想就是把在某些特殊場合下工藝過程操作所要求的控制邏輯關(guān)系疊加到正常的自動控制中去，它也被叫超馳控制系統(tǒng)或者取代控制系統(tǒng)。,選擇性控制系統(tǒng),在正常情況下，選擇器選正常調(diào)節(jié)器A，使輸出送至調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)對參數(shù)A的正?？刂?；但參數(shù)B要達到危險值，選擇器就自動選中控制器B，從而取代調(diào)節(jié)器A，這時對參數(shù)A來說，可能控制質(zhì)量不高，但生產(chǎn)仍能繼續(xù)

17、進行，并通過B調(diào)節(jié)器，使生產(chǎn)逐漸趨于正常，待到恢復正常后，控制器A又取代調(diào)節(jié)器B的工作，這樣就保證在參數(shù)B達到越限前就自動采取新的控制手段，不必硬性停車。,參數(shù)A,比值控制系統(tǒng),在化工生產(chǎn)中經(jīng)常要求兩種物料以一定的比例混合以后參加反應，以保證反應充分并安全節(jié)能等。 工業(yè)生產(chǎn)上為保持兩種或兩種以上物料比值一定的控制叫比值控制系統(tǒng)。 常見的比值控制系統(tǒng)有單閉環(huán)比值、雙閉環(huán)比值和串級比值控制系統(tǒng)。,單閉環(huán)比值控制系統(tǒng),從物料流量的控制部分看，是一個隨動的閉環(huán)控制回路，而主物料流量的控制部分則是開環(huán)的，主流量經(jīng)比值運算后使輸出信號與輸入信號成一定比例，并作為副流量控制器的給定值。 在穩(wěn)態(tài)時，主、副流量

18、滿足工藝要求的比值。當主流量負荷變化時，其流量信號經(jīng)變送器到比值器，比值器則按預定的比值使輸出成比例變化，即成比例地改變了流量控制器的給定值，則從物料經(jīng)調(diào)節(jié)自動跟隨主物料變化，使得在新的穩(wěn)態(tài)下保持不變。當副流量由于擾動作用而變化時，因主流量不變，即控制器的給定值不變，這樣，對于副流量的擾動，閉合回路相當于一個定值控制系統(tǒng)加以克服，使工藝要求的流量比值不變。,雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng),雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)實質(zhì)上是由一個定值系統(tǒng)和一個隨動控制系統(tǒng)所組成，它不僅能保持兩個流量之間的比值關(guān)系，而且能保證流量不變。與采用兩個單回路流量控制系統(tǒng)相比，其優(yōu)越性在于主流量一旦失調(diào)，仍能保持原定的比值。并且當主流量因擾

19、動而發(fā)生變化時，在控制過程中仍能保持原定的比值關(guān)系,串級比值控制系統(tǒng),上面兩種比值控制系統(tǒng)，其流量比是固定的不變的，故也稱為定比值控制系統(tǒng)。然而在某些生產(chǎn)過程中，卻需要兩種物料的比值按具體工況而改變，比值大小由另一個控制器來設定，比值控制作為副回路，從而構(gòu)成串級比值控制系統(tǒng)，也稱為變比值控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)的特點是控制精度高。,付回路,主回路,其它先進控制系統(tǒng),其它先進控制系統(tǒng)： 解耦控制、內(nèi)?？刂?、預測控制、軟測量、推斷控制及穩(wěn)態(tài)優(yōu)化控制等。 有時間、有精力可以參考相關(guān)書籍。,小結(jié)：,復雜控制系統(tǒng)的定義及分類 串級控制系統(tǒng) 分程控制系統(tǒng) 三沖量控制系統(tǒng) 前饋控制系統(tǒng) 選擇控制系統(tǒng) 比值控制

20、系統(tǒng) 其它控制系統(tǒng),自動控制系統(tǒng)組成,自動控制系統(tǒng)的組成舉例,圖1、稱為工藝控制流程圖,TT溫度變送器 TC溫度控制器 FT流量變送器 FC流量控制器 PT壓力變送器 PC壓力控制器 LT液位變送器 LC液位控制器,自動控制系統(tǒng)由測量變送、控制器、執(zhí)行器和被控對象等組成。,返回,任何一個自動控制系統(tǒng)，均可采用方框圖來描述。,自動控制系統(tǒng)組成及分類,反饋控制系統(tǒng),特點：,1. 構(gòu)成負反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。,反饋：將系統(tǒng)輸出直接或經(jīng)某些環(huán)節(jié)后又返回到輸入端。,負反饋：反饋信號與輸入信號極性相反。,自動控制系統(tǒng)絕不能單獨采用正反饋。,返回,2. 控制作用由偏差引起。,自動控制系統(tǒng)是具有被控變量負反饋的閉

21、環(huán)系統(tǒng)，控制作用由偏差產(chǎn)生。,三、自動控制系統(tǒng)的分類,1. 定值控制系統(tǒng),給定值恒定不變的控制系統(tǒng)。,2. 隨動控制系統(tǒng),給定值不固定，隨時間而變。,目的是使所控制的工藝參數(shù)準確快速地跟隨給定值變化。,3. 程序控制系統(tǒng),給定值變化，但它是一個已知的時間函數(shù)。,自動控制系統(tǒng)組成及分類,返回,簡單控制系統(tǒng)的設計,二、被控變量選擇,尋找對產(chǎn)量、質(zhì)量、安全等方面起決定作用的變量。,選擇原則：,盡量選用直接指標（或間接指標）；,應可測并有足夠靈敏度；,應獨立可調(diào)；,考慮工藝過程的合理性及儀表的現(xiàn)狀。,三、操縱變量選擇,用以克服干擾實現(xiàn)控制作用的變量。,執(zhí)行器控制的變量，最常見為流量、電壓、轉(zhuǎn)速等。,選

22、擇原則：,工藝的合理性、經(jīng)濟性；,克服干擾能力強，控制通道放大系數(shù)較大、滯后盡量小。,返回,簡單控制系統(tǒng)的設計,控制通道： 操縱變量至被控變量的信號聯(lián)系；,干擾通道： 干擾作用至被控變量的信號聯(lián)系。,被控對象： 自動控制系統(tǒng)中所要控制的工藝生產(chǎn)設備。,對象特性: 被控對象的輸出量隨輸入量及時間而變化的特性。,返回,簡單控制系統(tǒng)的設計,例：將濃縮乳液干燥成乳粉。,選間接參數(shù)T作被控變量,影響干燥筒出口溫度的因素：,滯后最小，但為生產(chǎn)負荷，不宜選用。,乳化物流量,控制通道滯后較大，對干燥溫度校正作用靈敏度較差。,旁路空氣量,因換熱器時間常數(shù)T大，對干燥溫度校正作用靈敏度最差。,加熱蒸汽量,選用旁路

23、空氣量做操縱變量,返回,簡單控制系統(tǒng)的設計,四、氣動執(zhí)行器選擇,1. 流量特性選擇,若廣義對象為線性且S值接近于1，可采用直線特性。,對非線性對象或S給定,希望閥開度,Mv,反作用,選用氣開閥。,控制器正作用,測量給定,希望閥開度,Mv,正作用,氣開,返回,簡單控制系統(tǒng)的設計,（二）控制規(guī)律的選取,根據(jù)廣義對象特性和工藝要求選擇。,1. 比例控制器,適用：控制通道滯后小，負荷變化小，允許有余差的系統(tǒng)。,特點：輸出與偏差成比例，調(diào)節(jié)作用快，克服干擾能力強。 存在余差，且KP 余差。,2. 比例積分控制器,特點：輸出與偏差存在時間成比例，可消除余差。 但會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性，可適當增加PB ( KP

24、)保持穩(wěn) 定性，A相應會增大，Ts加長。,適用：控制通道滯后較小，負荷變化小，不允許有余差的 系統(tǒng)。,返回,控制系統(tǒng)的投運,一、投運前的準備工作,熟悉工藝過程、控制方案和所用自動化儀表情況，進行全面檢查。,二、投運,1. 檢測系統(tǒng)投運,2. 調(diào)節(jié)閥手動遙控,控制器：切換至“手動”，打開閥1與2，關(guān)閉旁路閥3。,3. 自動控制,將PID參數(shù)放置到需要值上，檢查控制器正、反作用，當偏差為零(Dv=0)時，切換至“自動”。,改變手動輸出調(diào)整塔頂回流量，使塔頂溫度接近給定值。,返回,控制系統(tǒng)的投運,三、控制器參數(shù)的工程整定,觀察過渡過程曲線，進一步調(diào)整控制器參數(shù)。,注意：無論手、自動操作狀態(tài)，旁路閥3

25、均不允許打開，否則調(diào)節(jié)閥特性會產(chǎn)生畸變。,在控制器“手動自動”切換中，要做到無擾動切換。即要求調(diào)節(jié)閥閥位保持不變，保持被控變量不變。,按照確定的控制方案，求取控制質(zhì)量最佳的控制器參數(shù)。即：確定最佳的Kp(PB )、TI和TD 。,采用“內(nèi)給定”且控制器組態(tài)為“自動跟蹤”，控制平穩(wěn)， 可“手動自動”相互無擾動切換。,否則須Dv=0時切換。,返回,小 結(jié),一、簡單控制系統(tǒng)的設計,二、控制系統(tǒng)的投運,簡單控制系統(tǒng)：由一個被控對象、測量變送、控制器和 執(zhí)行器所組成的單回路反饋控制系統(tǒng)。,如何選擇被控變量、操縱變量、執(zhí)行器、控制器等。 選擇的主要原則。,投運前的準備工作和投運步驟。,返回,自動控制原理的

26、發(fā)展歷史,經(jīng)典控制理論：4050年代形成的SISO系統(tǒng) 基于：二戰(zhàn)軍工技術(shù) 目標：反饋控制系統(tǒng)的鎮(zhèn)定 基本方法：傳遞函數(shù)，頻率法，PID調(diào)節(jié)器(頻域) 現(xiàn)代控制理論： 6070年代形成 MIMO系統(tǒng) 基于： 冷戰(zhàn)時期空間技術(shù)，計算機技術(shù) 目標：最優(yōu)控制 基本方法：狀態(tài)方程（時域）,智能控制技術(shù)： 90年代開始發(fā)展 專家系統(tǒng) 模糊控制 神經(jīng)網(wǎng)絡 正在發(fā)展的各個領(lǐng)域 自適應控制 大系統(tǒng)理論 魯棒控制 非線性控制（微分幾何，混沌，變結(jié)構(gòu)）,危險化工工藝控制要求及控制方法介紹,安全控制的基本要求：一般為反應器溫度、壓力報警與聯(lián)鎖；進料介質(zhì)流量控制與聯(lián)鎖；反應系統(tǒng)緊急切斷進料聯(lián)鎖；液位控制；物料比例控制

27、與聯(lián)鎖；可燃和有毒氣體檢測報警裝置；緊急冷卻系統(tǒng)；安全泄放系統(tǒng)。緊急停車系統(tǒng)。 宜采用的控制方法：一般都設立聯(lián)鎖關(guān)系，一旦發(fā)生異常工況啟動聯(lián)鎖，緊急切斷所有進料，并將反應器進行冷卻、降溫。 安全設施，包括安全閥、防爆膜、緊急切斷閥及緊急排放系統(tǒng)等。 該控制要求與控制方法與自動化控制操作是有區(qū)別的，國家推薦的控制方案主要為安全聯(lián)鎖自動化控制，而自動化操作是以上所講到的反饋，調(diào)節(jié)，自動操作。 舉例：某工廠氯化亞砜氯化工藝按控制要求設計了超溫聯(lián)鎖切斷氯化亞砜滴加，其主要內(nèi)容是非正常工況下聯(lián)鎖，要實現(xiàn)自動化操作是用溫度檢測儀表反饋、調(diào)節(jié)、計算機控制氯化亞砜滴加閥，實現(xiàn)自動操作，基本不出現(xiàn)非正常工況。,

28、自動化控制系統(tǒng)管理制度,為確保自動化控制系統(tǒng)的安全運行，提升裝置本質(zhì)安全水平，特制定本制度。 1、自動化控制系統(tǒng)必須由儀表人員專門管理，并取得相應的資格。 2、自動化控制系統(tǒng)必須定期實施檢維修，檢維修作業(yè)應遵守相關(guān)的安全操作規(guī)程。 3、開車前、停車后，應對自動化控制系統(tǒng)進行聯(lián)動調(diào)試，確保運行正常，符合生產(chǎn)要求。 4、自動化聯(lián)鎖控制系統(tǒng)必須定期進行試驗，確保運行正常，重要自動調(diào)節(jié)回路在開車前必須進行室內(nèi)外行程校對。 5、儀表人員必須對自動化控制系統(tǒng)進行日常維護保養(yǎng)，出現(xiàn)問題及時處理，確保運行正常。 6、對有毒有害、易燃易爆監(jiān)測報警裝置必須按期檢測。 7、DCS系統(tǒng)必須定期進行清掃。 8、UPS、

29、CPU電池必須按期更換。 9、控制參數(shù)的更改必須經(jīng)工藝技術(shù)人員同意并由主管領(lǐng)導批準，方可實施。 10、自動化控制系統(tǒng)的任何部位故障必須由專門的儀表人員進行確認處置，其他任何人不得私自處理。 11、自動化控制系統(tǒng)應建立相應的管理臺帳。 12、自動化控制系統(tǒng)的任何聯(lián)鎖裝置不得私自摘除，如需摘除必須由工藝技術(shù)人員同意，經(jīng)主管領(lǐng)導批準，并做好記錄，采取相應的安全防范措施，方可實施。 13、冬季應對自動化控制系統(tǒng)的室外儀表采取必要的保溫措施。 14、自動化控制系統(tǒng)應根據(jù)科學技術(shù)進步，進行必要的設備設施更新和技術(shù)提升，以滿足安全生產(chǎn)的需要。,自動化控制系統(tǒng)管理制度,第一章 總 則 第一條 為了規(guī)范公司自動

30、化控制系統(tǒng)的管理，確保自動化控制系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行，依據(jù)國家相關(guān)法律、法規(guī)和公司儀表及自動化控制設備管理辦法，制定本規(guī)定。 第二條 本規(guī)定明確了自動化控制系統(tǒng)的管理、維護、運行和 安全注意事項、自動化控制系統(tǒng)備品備件及UPS的管理、自動化控制系統(tǒng)點檢的內(nèi)容以及外委檢修、點檢的批準。 第三條 各單位應加強自動化控制系統(tǒng)的管理，保證自動化控 制系統(tǒng)在安全平穩(wěn)狀態(tài)下運行。 第四條 各單位應積極采用國內(nèi)外先進的自動化控制系統(tǒng)管理 方法和檢維修技術(shù)，不斷提高工業(yè)自動化控制系統(tǒng)管理水平。 第五條 本規(guī)定適用于公司及所屬各單位集散控制系統(tǒng)（DCS）、 安全儀表系統(tǒng)（SIS、ESD）、可編程控制器（PLC）以及

31、在先進過程控制（APC）和優(yōu)化過程控制（OPC）系統(tǒng)中使用的上位計算機等的管理。,自動化控制系統(tǒng)管理制度,第二章 管理職責 第六條 公司自動化管理部職責： 對各單位自動化控制系統(tǒng)硬件、軟件管理、自動化控制系統(tǒng)運行管理及點檢工作的情況進行監(jiān)督檢查； 自動化控制系統(tǒng)外委檢修、點檢的審批，承包方選擇及點檢、檢修的組織工作。 第七條 各單位職責： 自動化控制系統(tǒng)硬件管理及日常檢查、維護、保養(yǎng)工作；自動化控制系統(tǒng)軟件程序、網(wǎng)絡文件管理，軟件及相關(guān)數(shù)據(jù)修定管理； UPS電源及網(wǎng)絡機房管理； 自動化控制系統(tǒng)運行管理； 自動化控制系統(tǒng)備品備件的管理； 自動化控制系統(tǒng)檔案的管理； 自動化控制系統(tǒng)的點檢管理。,自

32、動化控制系統(tǒng)管理制度,第三章 自動化控制系統(tǒng)的硬件管理 第八條 各單位儀表維護單位應按裝置建立自動化控制系統(tǒng)軟、硬件設備檔案及臺帳，檔案、臺帳應實行微機管理。臺帳應說明名稱、型號、規(guī)格、數(shù)量、用途、制造廠、出廠日期等。檔案對單臺設備而言，其內(nèi)容包括應用裝置和投用時間、通訊速度、安裝地點、運行情況、發(fā)生的故障、原因、處理和檢修經(jīng)過及結(jié)果等。 第九條 各單位維護單位根據(jù)不同的自動化控制系統(tǒng)各自特點，做好自動化控制系統(tǒng)定期檢查、維護、保養(yǎng)及緊急故障處理等各項工作，一般應包括以下工作內(nèi)容： 定期（每兩月一次）對操作站、機柜等設備及空氣過濾網(wǎng)進行清灰； 定期（每半年一次）整理操作站及工程師站硬盤文件存儲

33、，并做好移動硬盤、刻錄光盤雙重備份；對于重要系統(tǒng)文件，應光盤刻錄備份兩份，并做好登記工作； 對于冗余的數(shù)據(jù)通訊通道，在條件具備時進行切換檢查，以確認兩條數(shù)據(jù)通訊通道互備功能完好； 制定并完善自動化儀表控制系統(tǒng)緊急故障處理應急預案，并報經(jīng)本單位機械動力部門、和分管領(lǐng)導（總工程師）批準后，儀表維護單位組織學習以備急用； 及時在設備檔案上填寫檢查、維修、保養(yǎng)記錄，并作好原始記錄的保存工作。,自動化控制系統(tǒng)管理制度,第四章 自動化儀表控制系統(tǒng)的軟件管理 第十條 軟件系統(tǒng)程序、文件管理各單位儀表維護單位對自動化控制系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)啟動程序、測試程序、診斷程序、考核程序、網(wǎng)絡組態(tài)文件、應用軟件以及制造廠提供

34、的一些專用軟件包（如回路自整定、預測控制、先進控制、專家系統(tǒng)）等至少應具備兩套媒體，一備一用。 對系統(tǒng)備份文件應建立文件清單，并要指定專人負責保管。 系統(tǒng)組態(tài)文件嚴禁擅自修改，確需修改時，需提出申請報告，說明修改理由、方法和步驟，經(jīng)單位機械動力部門、生產(chǎn)技術(shù)部門和分管領(lǐng)導（總工程師）批準后方可修改。 第十一條 軟件、數(shù)據(jù)修改管理在工藝控制條件和要求不變的情況下，如需對有關(guān)的應用軟件或某些組態(tài)數(shù)據(jù)進行修改時，由儀表維護單位提出修改方案，經(jīng)生產(chǎn)車間、機械動力部門、生產(chǎn)技術(shù)部門會簽后方可修改。儀表維護單位應制定出具體的修改方法和步驟，填寫組態(tài)數(shù)據(jù)表，指定專人實施。 若要修改工藝控制條件和要求，或要增

35、加某些控制系統(tǒng)，應先由生產(chǎn)車間提出工藝控制方案，經(jīng)生產(chǎn)技術(shù)部門審批后（重要工藝控制方案的修改必須經(jīng)單位總工程師審批），通過機械動力部門交儀表維護單位。后者可提出相應的軟件實施方案、方法和步驟。經(jīng)生產(chǎn)車間、機械動力部門、生產(chǎn)技術(shù)部門會簽后組織實施。 增改的應用軟件須作摸擬調(diào)試，確認其功能完全滿足工藝要求，并經(jīng)機械動力部門、生產(chǎn)技術(shù)部門簽字確認方可投入運行。 增改后的應用軟件在投運成功后，有關(guān)技術(shù)資料要及時整理歸檔、備份。 第十二條 由通用計算機、工業(yè)控制微機組成的控制、數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)，應執(zhí)行專機專用，嚴禁任何人運行與系統(tǒng)無關(guān)的軟件，以防病毒對系統(tǒng)的侵襲。 第十三條 為推進技術(shù)進步，提高生產(chǎn)裝置自

36、動化水平，應隨時做好系統(tǒng)軟件版本升級工作。,自動化控制系統(tǒng)管理制度,第五章 UPS管理 第十四條 UPS電源管理 UPS供電電源應保證說明書上的技術(shù)要求，如達不到應采取措施滿足要求。 對UPS供給中控室儀表的電源應保證在220VAC10%（100VAC10%）范圍內(nèi)。 電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)為蓄電池供電時，中控室必須有聲光報警裝置。 蓄電池應定期檢查充放電情況，并記錄存檔。 第十五條 自動化控制系統(tǒng)機房管理自動化控制系統(tǒng)機房應有單獨的空調(diào)系統(tǒng)，確保機房溫 度在1825之間，變化率3/hr，相對濕度在4565%之間，變化率6%hr。 機房內(nèi)嚴禁吸煙、飲食、堆放雜物，每周清掃一次，確保整潔。 外單位人員進入機房，必須經(jīng)各單位主管部門同意，方可進入。 進入機房必須換拖鞋，穿整潔工作服。接觸機柜內(nèi)卡件、端子前要帶接地良好的防靜電手鐲。 機房內(nèi)要有消防設施，車間安全員要定期檢查，確保完好可靠。 機房內(nèi)電纜通道等入口，應用防火密封材料堵好與外界隔絕，以免可燃氣體串入。機房內(nèi)要有防鼠類小動物、進出口防水措施，以防意外事故。 機房內(nèi)不允許鋪設會產(chǎn)生靜電的地毯。,