化工仪表自动化ppt

这是一个关于化工仪表自动化ppt，包括了基本要求，简单调节系统，自控系统基本类型，术语介绍，常见执行器，PID控制器，常见复杂控制形式等内容，中石化催化裂化装置高级技师培训班技师/高级技师要会初级工、中级工、高级工和技师/高级技师所有的题库内容。简单调节系统又称单回路反馈控制系统，是指由一个被控对象、一个测量变送器、一个控制器和一只调节阀所组成的单回路闭合控制系统。它是石油、化工等许多部门生产过程中最常见、应用最广泛、数量最多的控制系统。简单控制系统结构简单，投资少，易于调整和投运，能满足一般生产过程控制要求，因而应用很广泛。它尤其适用于被控对象纯滞后小，时间常数小，负荷和干扰变化比较平缓，或者对被控变量要求不太高的场合。简单控制系统常用被控变量来划分，最常见的是温度、压力、流量、液位和成分等五种控制系统。 任何一个简单的自动调节系统，可以概括成由两大部分组成：一部分是为实现自动调节所必须的自动化装置；另一部分是自动化装置控制下的生产设备。最基本的自动化装置主要由三部分构成：测量元件与变送器：其作用就是测量并将测量结果转化为一种特定的信号，传送给自动调节器。自动调节器：接受变送器送来的信号，与工艺需要保持的定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将结果用特定信号发送给执行器，欢迎点击下载化工仪表自动化ppt哦。

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中石化催化裂化装置高级技师培训班技师/高级技师要会初级工、中级工、高级工和技师/高级技师所有的题库内容。简单调节系统又称单回路反馈控制系统，是指由一个被控对象、一个测量变送器、一个控制器和一只调节阀所组成的单回路闭合控制系统。它是石油、化工等许多部门生产过程中最常见、应用最广泛、数量最多的控制系统。简单控制系统结构简单，投资少，易于调整和投运，能满足一般生产过程控制要求，因而应用很广泛。它尤其适用于被控对象纯滞后小，时间常数小，负荷和干扰变化比较平缓，或者对被控变量要求不太高的场合。简单控制系统常用被控变量来划分，最常见的是温度、压力、流量、液位和成分等五种控制系统。 任何一个简单的自动调节系统，可以概括成由两大部分组成：一部分是为实现自动调节所必须的自动化装置；另一部分是自动化装置控制下的生产设备。最基本的自动化装置主要由三部分构成：测量元件与变送器：其作用就是测量并将测量结果转化为一种特定的信号，传送给自动调节器。自动调节器：接受变送器送来的信号，与工艺需要保持的定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将结果用特定信号发送给执行器。执行器：根据自动调节器发出的信号改变阀门的开启度。 简单控制系统由被控对象、测量变送单元、调节器和执行器组成。 过渡过程的品质指标 最大偏差 在衰减振荡过程中，最大偏差就是第一个波的峰值A，上图所示。当然，最大偏差是越小越好，其值越大就表示被调参数偏离给定值也越大，偏离的时间也越长。即系统离开规定的工艺参数指标也越远，但不能超过工艺规定的被调参数的短暂最大偏离值，否则就会影响产品质量或引起事故。故工艺技术人员和操作人员，要提出允许最大偏差值。有时也用超调量B来表示被调参数偏离给定值的程度，即图中第一个峰值A与新稳定值C的差值，即B=A-C。衰减比 衰减比是表示过渡过程振荡剧烈程度的一个指标。用它可以判断是否衰减以及衰减的程度，实际上就是判断调节系统能否建立新的平衡状态，以及建立平衡状态的快慢程度。衰减比就是衰减振荡过程前后两个波的峰值之比，在上图中，就是B:B’，习惯上表示为n:1。一般希望衰减比为4:1，即被调参数在经过两个波峰以后就可以认为是稳定下来了。根据工艺情况不同，一般取n为4到10之间。余差和过渡时间 当过渡过程结束后，被调参数的新稳态值与给定值的差值，叫做余差。在上图中以C表示。一般希望余差越小越好，但在实际生产中也并不是要求任何调节系统的余差都很小。 从干扰作用发生的时刻起，直到系统又建立新的平衡稳态值的±5％这一范围之内所经历的时间，叫过渡时间或调节时间，如上图中的Tp。显然，过渡时间力求短一些为好。振荡周期振荡周期Ts就是衰减过程振荡一次所需要的时间，即被调参数变化从第一个波峰到同侧第二个波峰之间的时间。在相同的衰减比下，例如4：1，参数都是经过两次振荡之后就可以回到稳态值，因此振荡周期短，则被调参数达到稳态值的时间就短，一般希望Ts小一点，但也不能太小，否则被调参数波动频率就高，仪表的工作就频繁，会使仪表使用寿命缩短。 以上五项指标中，只有余差是静态特性，其余的都是属于动态特性。 电磁阀是利用电磁力的作用，推动阀芯换位，以实现气流或液流换向的阀类。执行器的组成 薄膜式和活塞式 调节机构 偏心阀特别适用于高粘度，高压差，流通能力大，以及调节系统要求密封，可调范围宽（100：1）的场合。控制阀所能控制的最大流量Qmax与最小流量Qmin的比值，称为控制阀的可调范围或可调比。 正反作用 执行机构和阀体的组合形式 储罐液位调节系统，当调节阀装在出口管线上时，应选风开式调节阀。流量特性 调节器的调节规律，是指调节器的输入和输出之间的关系。调节器的输入信号是给定值x(t)与测量值y(t)之差，即偏差e(t)。 e(t)＝x(t)- y(t) 调节器的输出信号是送到执行机构的控制命令p(t)。因此，调节器的输出信号p(t)随输入信号e(t)变化的规律，即调节器的调节规律。 调节器的基本调节规律有比例，积分和微分等几种。工业上所用的调节规律是其基本规律之间不同的组合。不同的调节规律适用不同特性和要求的工艺生产过程。若对调节器的选用不当，不是白白增加投资，就是不能满足工业生产要求。 双位调节的动作规律是当测量值大于给定值时，调节器的输出为最小（或最大），而当测量值小于给定值时，则输出为最大（或最小），即调节器只有两个输出值。相应的调节机构也只有开和关两个极限位置。 纯比例控制 用数学形式表示，可写成： P=Kpe 式中 P—比例调节器的输出变化 Kp—比例系数， e一调节器偏差输入值 在一般比例调节器的刻度盘上，都不直接用比例系数Kp作为刻度，而习惯用比例度δ(或称比例带，比例范围)来刻度。 比例度的意义 就是使调节器输出变化满刻度时，偏差输入对应于满刻度的百分数。是调节器放大倍数的倒数，即δ=1/Kp×100%。比例度δ越小，调节器的放大倍数Kp就越大，它的动作就越灵敏。反之，比例度越大，放大倍数就越小，调节器的动作就越不灵敏。调节器的比例作用功能有两点：一是把测量值和给定比较，得出偏差；二是发出一个与偏差大小成比例的输出信号去控制调节阀。 积分控制器（I） 调节器的输出是偏差随时间的积分 积分控制器的作用是消除系统的静态误差，只要有偏差存在，调节器输出会不断变化，直到偏差为0。但积分控制有时会改变系统的稳定性，降低系统响应速度，所以一般不单独采用积分作用，而与比例作用配合使用。 比例(P):依偏差的大小来动作，越小作用越强。积分(I):依偏差是否存在来动作，越小作用越强。微分(D):依偏差变化速度来动作，越大作用越强。参数过强，会引起振荡；过弱，不起作用。比例度、积分时间、微分时间均应合适。 调节参数整定通过调节系统的工程整定，使控制器获得最佳参数，即过渡过程要有较好的稳定性与快速性。一般希望调节过程具有较大的衰减比，超调量要小些，调节时间越短越好，又要没有余差。对于定值控制系统，一般希望有4：1的衰减比，即过程曲线振动一个半波就大致稳定。如对象时间常数太大，调整时间太长时，可采用10:1衰减。有了以上最佳标准，就可整定控制器参数在最佳值上。 最常用的整定方法有经验法、临界比例度法、衰减曲线法和反应曲线法等。 临界比例度法是应用较广的一种整定调节器参数的方法。它的特点是不需要求得被控对象的特性，而直接在闭环情况下进行参数整定。具体整定方法如下：先在纯比例作用下，即将控制器的Ti放到最大，Td置于零，逐步地减小比例度，直至系统出现等幅振荡为止，记下此时的比例度和振荡周期，分别称作为临界比例度k和临界振荡周期TK，K和TK就是控制参数整定的依据。然后可按表所列出的经验算式，分别求出三种不同情况下的控制器最佳参数值。临界比例度法整定参数的经验算式表衰减曲线法 临界比例度法是要使系统产生等幅振荡，还要多次试凑，而用衰减曲线法较为简单，而且可直接求得调节器比例度。衰减曲线法分为4：1和10：1两种。 4：1衰减曲线法：使系统处于纯比例作用下，在达到稳定时，用给定值改变的方法加入阶跃干扰，观察被控变量记录曲线的衰减比，然后逐渐从大到小改变比例度，使其出现4：1的衰减比为止。记下此时的比例度S(4:1衰减比例度)和它的衰减周期T S记。然后按下表的经验公式确定三种不同规律控制下的调节器的最佳参数值。 4:1衰减曲线法算表例题某串级控制系统采用两步整定法整定调节器参数，测得4：1衰减过程得参数为：解：按简单控制系统中4：1衰减曲线法整定参数的计算表，可计算出主调节器的参数值为： 10：1衰减曲线法有的生产过程，由于采用4：1的衰减仍嫌振荡太强，则可采用10：1衰减曲线法。方法同上，使被控变量记录曲线得到10：1的衰减时，记下这时的比例度S使和上升时间TS 。然后再按下表经验公式来确定调节器的最佳参数值。 10:1衰减曲线法算表 采用衰减曲线法时必须注意以下几点: 加给干扰不能太大，要根据工艺操作要求来定，一般为5%左右（全量程），但也有特殊的情况。必须在工况稳定的情况下才能加设干扰，否则得不到较正确的S 、TS值。对于快速反应的系统，如流量、管道压力等控制系统，想在记录纸上得到理想的4：1曲线是不可能的。此时，通常以被控变量来回波动两次而达到稳定，就近似地认为为4：1的衰减过程。经验法经验法是根据参数整定的实际经验，对生产上最常见的温度、流量、压力和液位等四大控制系统进行调节。将调节器参数预先放置在常见范围的某些数值上，然后改变设定值，观察控制系统的过渡过程曲线。如过渡过程曲线不够理想，则按一定的程序改变控制器参数，这样反复凑试，指导满意的控制质量为止。各种控制系统PID参数经验数据表 用经验凑试法整定PID参数，在整定中观察到曲线最大偏差大且趋于非周期过程，需要把比例度（B）。 A.增大 B.减小 C.增加到最大 D.减小到最小调节系统的投运 简单调节系统的投运是指当系统设计、安装就绪，或者经过停车检修之后，使控制系统投入使用的过程。简单调节系统的投运步骤： 1.现场手动操作 2.手动遥控 3.由手动遥控切换到自动 练 习 1.比例度越小，调节器的放大倍数的变化（ B ）。 A.越小 B. 越大 C. 不变 D. 先变大后变小 2. 自动调节系统中，调节器的调节作用是( BCD )。 A. 微积分作用 B. 积分作用 C. 微分作用 D. 比例作用 3. 按照工艺过程需要控制的参数值变化来分类，可将自动调节系统分为( ACD )。 A. 定值调节系统 B. 变值调节系统 C. 程序调节系统 D. 随动调节系统 练 习 4. 仪表自动化，就是在化工生产设备上配置一些自动化仪表，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行。（√） 5.在化工生产过程中，测量仪表对工艺进行自动测量的四大参数是压力、温度、流量、液位。（√） 6.如果一个调节器的输出同时送往（ 两个）或更多的调节阀，而各个调节阀的（工作范围）不同，这样的系统叫做( C )系统。 A. 定值调节系统 B. 随动调节系统 C. 分程调节系统 D. 程序调节系统 练 习 7. 当测量值本身波动较大时，不宜加微分， 微分作用要合适，过大会引起振荡。 （√） 8. 仪表自动化指的是什么? 答：所谓仪表自动化，就是在化工生产设备上配置一些自动化仪表，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行。 9. 何为串级控制系统？简要说明串级调节系统的投用过程。 答：串级控制系统是以主控制器的输出作为副控制器的给定值，副控制器的输出去操纵控制阀，以实现对主变量的定值控制。 练 习 首先将主控制器给定开关置于内给定，副控制器的给定开关置于外给定，主副控制器切换开关均置于手动位置。先手动操作副环，稳定后，投副环自动，最后投主环自动。 10.自动操作是用仪表模拟手动操作的过程。（√） 11.停仪表风时，干燥岗位将系统内各调节仪表由自动改为手动。（√） 两个阀门定位器分别为： 20～58KPa 62～100KPa 复杂控制系统的分类包括（A，B，D）。 A.前馈控制 B.比值控制 C.过程控制 D.选择控制 比值控制系统的类型有（A，B，C，D）。 A.开环比值 B.单闭环比值 C.双闭环比值 D.变比值 三冲量控制实际上是前馈加反馈控制系统。 注 意在DCS的下列组成部分中，直接与生产过程相连接的部件是I/O部件。 DCS系统的供电要求为220V＋10％V AC 。 DCS系统是以微处理机为核心的综合仪表控制系统。 DCS(Distributed Control System )系统是集散控制系统的简称。 DCS 操作站中过程报警和系统报警的意义是不一样的，过程报警是由于工艺参数超过设定的报警值而产生，系统报警是由于系统本身报警而产生的。 下列DCS模块故障现象，对生产有影响的是（ B ）。 A.单个显示器黒屏 B.工艺数据不刷新，伴随有系统报警 C.单个显示器画面不能调用 D.工作站数据不刷新 下列DCS模块故障现象，对生产没有影响的是（A）。 A.某一点或数点（4/8/16）工艺数据不刷新 B.某一点或数点（4/8/16）输出回路没有响应 C.某一区域（几十点或上百点）工艺数据不刷新，甚至所有工作站全部黒屏 D.某一点或数点（4/8/16）输出回路数据突变 遇到某一区域（几十点或上百点）工艺参数不刷新（伴随有系统报警）的故障现象，控制回路会进行（C）控制。 A.自动 B.手动 C.自动切至手动 D.保持原状态 某一区域（几十点或上百点）工艺参数不刷新（伴随有系统报警），若故障点多数为指示参数（不带控制回路），正确的处理方法是(C)。 A.进行紧急停车 B.依据现场仪表进行手动控制 C.参照其他正常参数进行操作 D.将控制阀改副线操作 遇到某一区域（几十点或上百点）的工艺参数不刷新故障时，对于带控制回路的输出锁位点，正确的处理方法是(D)。 A.进行紧急停车 B.依据现场仪表进行手动控制 C.依据一次表指示进行手动控制 D.将控制阀改副线操作 看到电源与系统报警时，正确处理的方法是（A）。 A.立即联系仪表DCS运行维护人员 B.按紧急停工处理 C.将控制阀改副线操作 D.依据现场仪表进行手动控制 对于单个显示器黒屏，主要是（B）故障，对生产没有影响。 A.输入卡件 B.显示器 C.工作站坏死 D.控制器 ESD系统和DCS系统之间不可以任意互相操作。 预测控制系统实质上是指预测控制算法在工业过程控制上的成功应用。预测控制算法是一类特定的计算机控制算法的总称；最有代表性的预测控制算法，是一种基于模型的预测控制算法，这种算法的基本思想是先预测后控制，即首先利用模型预测对象未来的输出状态，然后据此以某种优化指标来计算出当前应施加于过程的控制作用。 SOE是事件顺序记录的简称。 先进控制系统以模型为基础，通过调节多个相互耦合的控制回路，实现多个目标的控制。通常由多变量模型预估控制器、中间调节回路和工艺计算三部分组成。 下列选项中，属于先进控制的方法是（A，C，D）。 A.统计控制 B.优化控制 C.模糊控制 D.采样控制 下列控制方案不属于先进控制的有（B）。 A.自适应控制 B.超驰控制 C.预测控制 D.神经元网络控制qZq红软基地