化工儀表自動(dòng)化及在生產(chǎn)中的應(yīng)用.pdf

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1、化工儀表自動(dòng)化及在生產(chǎn)中的應(yīng)用林曉(海南省洋浦技工學(xué)校，海南儋州578101)摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，為化工自動(dòng)化生產(chǎn)提供了更大的便利，4匕．z-儀表是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的前提，如何把化工儀表自動(dòng)化的技術(shù)應(yīng)用好是重要的研究?jī)?nèi)容之一。本文就自動(dòng)化控制原理及化工儀表在自動(dòng)化中的作用進(jìn)行分析，并通過(guò)化工生產(chǎn)設(shè)備精餾塔的自動(dòng)控制來(lái)詳述化5-儀表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)程，以體現(xiàn)出儀表自動(dòng)化控制對(duì)石化生產(chǎn)帶來(lái)的便利以及高效率。關(guān)鍵詞：化工；儀表；自動(dòng)化；控制；精餾塔1化工自動(dòng)化的控制原理1．1概念所謂自動(dòng)化，就是指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程

2、自動(dòng)的按照給定的規(guī)律運(yùn)行，使被控對(duì)象的一個(gè)或幾個(gè)物理量按照預(yù)定的要求變化。1_2控制原理及組成自動(dòng)控制的原理是在參照了人工調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的，其控制理念仿照了人工操作控制的全過(guò)程。比如對(duì)保持某儲(chǔ)罐一定的液位值進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，人工調(diào)節(jié)的操作方法是：用眼睛觀察液位，在大腦中將觀察到的液位值與工藝要求的液位值進(jìn)行比較，當(dāng)指示值偏大，則用手將儲(chǔ)罐出口閥門開大；當(dāng)指示值偏小，則用手將儲(chǔ)罐出口閥門開小，最終確保液位值在所要求的高度?？梢?，人工調(diào)節(jié)過(guò)程是通過(guò)眼睛觀察，大腦分析判斷，手進(jìn)行操作的過(guò)程，如果用自動(dòng)化的裝置代替入的眼、腦和手去調(diào)節(jié)，就形成了自動(dòng)控制系統(tǒng)。一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)必然包括被控制對(duì)

3、象、檢測(cè)變送環(huán)節(jié)、控制器、執(zhí)行器等四個(gè)部分組成。2化工儀表與自動(dòng)化化工儀表是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的前提和基礎(chǔ)，是組成自動(dòng)控制系統(tǒng)各部分的具體體現(xiàn)。根據(jù)自動(dòng)化系統(tǒng)的組成，可把化工儀表分成幾類：測(cè)量變送儀表、控制儀表、執(zhí)行儀表、顯示報(bào)警儀表等。2．1測(cè)量變送儀表其包括測(cè)量元件和變送元件，是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的檢測(cè)變送環(huán)節(jié)，測(cè)量?jī)x表是自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要組成部分，系統(tǒng)的控制精度首先取決丁測(cè)量?jī)x表的檢測(cè)精度。主要檢測(cè)的工藝參數(shù)有：壓力、流量、溫度、液位等。根據(jù)測(cè)量?jī)x表所測(cè)量的內(nèi)容，測(cè)量?jī)x表可分為：壓力測(cè)量變送儀表、流量測(cè)量變送儀表、溫度測(cè)量變送儀表、液位測(cè)量變送儀表等。隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了以檢測(cè)產(chǎn)品物性和成分為

4、主要檢測(cè)內(nèi)容的儀表，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的直接控制。2．2控制儀表是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制器，控制儀表是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的核心裝置。檢測(cè)儀表將所測(cè)量的被控參數(shù)轉(zhuǎn)換成電流或電壓信號(hào)送往控制器，控制器將測(cè)量信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較產(chǎn)生偏差，并按照一定的調(diào)節(jié)規(guī)律去控制執(zhí)行器，最終使得被控參數(shù)保持在預(yù)設(shè)的要求內(nèi)。自動(dòng)化控制生產(chǎn)中常用的控制器為DDZ-IB型控制器，該控制器品種很多，有基型控制器，有與計(jì)算機(jī)控制聯(lián)用的控制器，還有為滿足各種復(fù)雜要求的特種控制器?？刂破鞯妮斎牒洼敵鲭娦盘?hào)為1～5V和4～20mA。共中4～20mA的輸出信號(hào)可通過(guò)250E2精密電阻轉(zhuǎn)換成1～5V的電壓信號(hào)。目前控制器廣泛應(yīng)用的調(diào)節(jié)規(guī)律

5、是PID調(diào)節(jié)，控制器的控制精密度主要看PID參數(shù)選擇合理性，PID參數(shù)的整定要通過(guò)專業(yè)技術(shù)人員的整定和優(yōu)化后才能投入使用?？刂破鞅仨氁邆涫肿詣?dòng)切換功能，在控制系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，要先進(jìn)行手動(dòng)輸入改變調(diào)節(jié)器的輸出，待系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后再改為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)自動(dòng)控制狀態(tài)出現(xiàn)狀況時(shí)，必須要切換到手動(dòng)狀態(tài)以防止系統(tǒng)失控。2．3執(zhí)行儀表是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器，主要接受控制器送來(lái)的控制信號(hào)，去改變生產(chǎn)工藝中管道的物料流量，使生產(chǎn)過(guò)程按預(yù)定的要求正常進(jìn)行。執(zhí)行器可分為電動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)三類。工藝選擇可根據(jù)控制要求來(lái)選擇不同類型的調(diào)節(jié)閥作為執(zhí)行器，其中最常用的執(zhí)行器為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。2．4顯示報(bào)警儀表即信號(hào)聯(lián)鎖自動(dòng)

6、保護(hù)系統(tǒng)，是生產(chǎn)過(guò)程中的一種安全裝置。其雖然不是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成部分，但是在生產(chǎn)控制中也是必不可少的部分，該系統(tǒng)的信號(hào)源也是通過(guò)各種測(cè)量?jī)x表獲得。當(dāng)信號(hào)識(shí)別部件接收到測(cè)量?jī)x表發(fā)送來(lái)的工藝參數(shù)后，就會(huì)與設(shè)定值比較進(jìn)行判斷，一旦接收到的信號(hào)源與設(shè)定值發(fā)生偏差，安全聯(lián)鎖系統(tǒng)即刻給出告警和切斷信號(hào)，以保護(hù)裝置的安全。3化工儀表自動(dòng)化在精餾塔的控制操作中的應(yīng)用3．1精餾塔的認(rèn)識(shí)精餾塔主要是一個(gè)分離混合液體的設(shè)備，它廣泛應(yīng)用在石油化工生產(chǎn)中；精餾塔的工作原理就是利用混合液體不同組份的沸點(diǎn)不同，通過(guò)反復(fù)的部分汽化與部分冷凝，將混合液中不同組分達(dá)到分離的目的。3：2精餾塔在某石化生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)控制要求在某

7、化工企業(yè)里，精餾塔主要用來(lái)提純符合要求的溶劑供生產(chǎn)使用。在對(duì)精餾塔的控制操作中，首先要確定控制目標(biāo)：產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品產(chǎn)量、能量消耗等。其中質(zhì)量指標(biāo)是必要條件，2017年04月他摹；籮霹175在質(zhì)量指標(biāo)一定的條件下，應(yīng)使產(chǎn)品的產(chǎn)量盡可能提高，同時(shí)能量消耗盡可能最低。第二要清楚造成精餾塔擾動(dòng)的因素：進(jìn)料的提量和降量操作；溫度的影響；塔壓的波動(dòng)。3．3精餾塔的自動(dòng)控制回路根據(jù)生產(chǎn)要求，在精餾塔105cc的