精馏塔控制系统课程的设计.doc

辽宁工业大学 过程控制系统 课程设计（论文） 题目： 精馏塔提馏段温度控制系统设计 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 自动化082 学 号： 080302051 学生姓名： 曹威 指导教师： 起止时间：2011.06.27-2011.07.04 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室：测控技术与仪器 学 号 学生姓名 专业班级 自动化082 设计题目 精馏塔提馏段温度控制系统设计 课程设计（论文）任务 设计任务： 设计精馏塔提馏段温度控制系统。 精馏塔是石油化工生产过程中的主要装置，通过精馏操作可将由多组分组成的混合物分离成较纯组分的产品。精馏塔温度是保证分离纯度的重要指标，塔釜的部分产品经过再沸器回流到塔内，一方面保证精馏塔温度恒定，另一方面保证生产的连续性。工艺要求提馏段温度温度控制在800 ±0.5 ℃。在生产过程中蒸汽压力变化剧烈，而且幅度大，有时从0.5Mpa突然下降到0.3Mpa，压力变化了40%。 设计要求： 1、确定控制方案并绘制P&ID图、系统框图； 2、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参数； 3、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式； 4、若设计由计算机实现的数字控制系统应给出系统硬件电气连接图及程序流程图； 5、按规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上 技术参数： 测量范围：0～1000℃ ； 控制温度：800 ±0.5 ℃； 最大偏差：1.5℃； 工作计划 1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（2天，分散完成） 2、确定系统的控制方案，绘制P&ID图、系统框图。（1天，实验室完成） 3、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号。（2天，分散完成） 4、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式。（实验室1天） 5、仿真分析或实验测试、答辩。（3天，实验室完成） 6、撰写、打印设计说明书（1天，分散完成） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 指导教师签字： 总成绩： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘 要 随着石油化工的迅速发展，精馏操作的应用越来越广，分流物料的组分越来越多，分离的产品纯度越来越高。采用提馏段温度作为间接质量指标，它能够较直接地反映提馏段产品的情况。将提馏段温度恒定后，就能较好地确保塔底产品的质量达到规定值。所以，在以塔底采出为主要产品、对塔釜成分要求比对馏出液高时，常采用提馏段温度控制方案。由于精馏塔操作受物料平衡和能量平衡的制约，鉴于单回路控制系统无法满足精馏塔这一复杂的、综合性的控制要求，设计了基于串级控制的精馏塔提馏段温度控制系统。 影响物料平衡因素包括进料量和进料成分变化，顶部馏出物及底部出料变化；影响能量平衡因素主要包括进料温度或热焓变化，再沸器加热量和冷凝器冷却量变化，及塔的环境温度变化。采用串级控制系统能有效地去除蒸汽压强的波动对温度的影响。使用超驰控制系统控制釜液输出端，在塔釜温度较低时，塔底不出料只有当温度达到低线以上，液位控制器取代温度控制器以后，才有出料排出。 关键词：提馏段 温度 串级控制 超驰控制 目 录 第1章 绪 论 1 第2章 控制方案 2 2.1 基本原理 2 2.1.1物料平衡关系 2 2.2设计方案 3 2.2.1控制方案类型 3 2.2.2控制方案的选择 4 第3章 系统各仪表选择 9 3.1 检测变送器的原理 9 3.1.1 温度变送器的选择 10 3.1.2 流量变送器的选择 10 3.1.3 液位变送器的选择 11 3.2 执行器的选择 12 3.3 调节器的选择 12 3.4 调节器与执行器、检测变送器的选型 13 第4章 系统仿真 14 4.1串级控制系统matlab仿真分析 14 4.2液位控制系统仿真分析 16 第5章课程设计总结 17 参考文献 18 第1章 绪 论 精馏塔是化工生产中分离互溶液体混合物的典型分离设备。它是依据精馏原理对液体进行分离，即在一定压力下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同，使轻组份（即沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽化。经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，从