1中北大學課程設計說明書課程設計說明書院程題目：精餾塔提餾段溫度單回路 控制方案設計閆宏偉職稱:教授2學專學專 院：機械與動力工程學院 業：過程裝備與控制工程 控制方案設計起迄日期：2013年12月30日~2014年1月10日 課程設計地點：中北大學 指導教師：劉廣璞閆宏偉 3中北大學課程設計說明書課程設計任務書，初步具備設計分析一個過法。(4)培養查閱圖書資料、產品手冊和各種工具書的能力；(5)培養編寫技術報告和編制技術資料的能力。2．設計內容和要求(包括原始數據、技術參數、條件、設計要求等)：件；框圖；特性，選擇控制算法；計4中北大學課程設計說明書2．撰寫課程設計說明書一份(A4紙)。社5中北大學課程設計說明書年月日6中北大學課程設計說明書 10 7中北大學課程設計說明書在逐板下降的同時，它與上升的蒸汽在每層塔板上相互接觸，同時進行部分汽化和部分總物料平衡F=D+B(1.2-1)8中北大學課程設計說明書由式(6.2-1)和(6.2-2)聯立可得[5]：x=F(zx)+xDDfBBDxz=DfFxxDB (1.2-2) (1.2-3)式中F、D、B——分別為進料、頂餾出液和底餾出液流量；zf、xD、xB——分別為進料、頂餾出液和底餾出液中輕組分含量。下降。而當BF增加時將引起頂、底餾出液中輕組分含量增加。即xD、xB上升。然而，在DF(或BF)一定，且zf一定的條件下并不能完全確定xD、xB的數值，Bx(1x)s=BD (1.2-4)從上式可見：隨著分離度s的增大，而xB減小，說明塔系統的分離效果增大。影響分離F式(6.2-6)的函數關系也可用一近似式表示：Vx(1x)F=Inx(1x) (1.2-6)9中北大學課程設計說明書下降，分離效果提高了。由于V是由再沸器施加熱量來提高的，所以該式實際是表示塔即xD與xB將被完成確定。也就是說，由一個塔的物料平衡關系與能量平衡關系兩個方程進料板，塔頂冷凝器，回流罐，塔釜、再沸器等分別建立各自得動態方程。下面以二元精餾塔第j塊塔板為例說明如何建立單板動態方程。LL+VV=dMjj+1jj1jdtLxLx+VyVy=d[Mx]jjj+1j+1jjj1j1jjdt式中:L表示回流量，下標指回流液來自哪塊板；V表示上升蒸汽量，下標指來自哪一塊板的上升蒸汽；M指液相的蓄存量； (1.2-7) (1.2-8)由于各部分的動態方程。可整理得到整塔的動態方程組。對于整個精餾塔來說是一中北大學課程設計說明書(1).加熱蒸汽流量控制精餾塔溫度，控制通道：p1p2p，5G(s)p.控制方案設計簡單控制系統，是指由一個控制對象、一個檢測元件及變送器、一個調節器和一個執行2.1精餾塔提留段溫度控制系統設計方案提餾段溫度控制系統采用單回路控制方案，該控制系統的被控對象是D308塔靈敏板的溫度。由于對靈敏板的溫度指標要求嚴格，而其影響干擾又很多，而干擾的存在會直接影響產品的質量，這里的主要干擾是進料流量，它存在容量滯后較大、負荷變化較劇烈、干擾比較頻繁的問題。2.2精餾塔提餾段被控變量的選擇反映產品質量的變化。1中北大學課程設計說明書件選型(2)廣泛采用集成電路，儀表的電路簡化、精度提高、可靠性提高、維修工作量減(3)整套儀表可構成安全火花型防爆系統。DDZ-Ⅲ型儀表室按國家防爆規程進行設中北大學課程設計說明書化，如圖所示[7]中北大學課程設計說明書構簡單、泄露量小(甚至可以完全切斷)和允許壓差小。具體型號為ZXP型氣動薄膜單座調節閥。主要技術參數(見表2)2234520223405206112.1779..65(mm)(Kv)直線比對于調節閥，由于其流量特性為直線和等百分比[5]，故G(s)=f(s)V=K=1%/%Vu(s)V中北大學課程設計說明書規規格(測溫范圍)0~800℃，0~1200℃0~1300℃，400~700℃200~500℃，600~900℃500~800℃，500~1300℃K鎳硅KBW1121鎳鉻—接線圖(如圖2-7)PVTC中北大學課程設計說明書PVTCKTs+11KTs+110.1G=假設K(T/hrTM+TGGTM+F反饋控制系統的被控對象選擇精餾塔提餾段溫度靈敏板，控制變量選擇精餾塔精餾段靈敏板溫度，操作變量選擇加熱蒸汽流量，通過控制蒸汽閥開度，最終實現對精餾塔中北大學課程設計說明書G(s)=f(s)V=K=1%/%Vu(s)V0.14.3調節器控制規律驗數據[5]參參數該對象慣性時間和純滯后時間。各參數的關系如下式：Kp=1；Ti=Kp；Td=Kd。6KiKp中北大學課程設計說明書統，由于其對象容量滯后較大，被控變量受干擾作用后變化遲緩，一般選用較小的比例度，較大的積分時間，同時要加入微分作用，微分時間是積分時間的四分之一。((1)，時的系統響應時的系統響應圖中北大學課程設計說明書(1)考慮將比例度增大，設定(1)考慮將比例度增大，設定，,時，時的系統響應時的系統響應圖(2)可以考慮將積分時間調小來觀察響應曲線的變化， (3)設定，，,時，系統的響應曲線ID中北大學課程設計說明書，T=4min,T=1min系統的響應曲線ID在達到穩定后保持在穩定值附近變化，超調量相比較而言也較小，即，此時的出最佳參兩周的過程檢測與儀表課程設計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在此期間我們熱情高漲，也曾一度失落過。從開始時滿腹激情到最后疲憊不堪的復雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。在設計過程中遇到的問題，可以說是有一定難度的，一開始大家都很有耐心地查找資料，可到后面建立被控對象數學模型的時候，很多同學都不懂怎么進行下去。不過我自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。另外，在用SIMULINK真時，在電腦前一坐就是半天，人累的有些是腰酸背痛，但苦中也有樂，中北大學課程設計說明書經過將近兩個星期的艱辛付出，有痛苦也