資源描述：
《 間歇式反應(yīng)器自控設(shè)計.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、黃山學(xué)院間歇式反應(yīng)器自控設(shè)計院系：機電工程學(xué)院班級：11自動化卓越班姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：施云貴教授成績：專業(yè)綜合設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目間歇式反應(yīng)器自控設(shè)計二、設(shè)計目的本設(shè)計是學(xué)生第一次進行的綜合性專業(yè)訓(xùn)練，是自動化專業(yè)的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)，其設(shè)計目的是進一步鞏固和加深對所學(xué)理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析和解決工程實際問題的能力，使學(xué)生對自控設(shè)計有較完整的概念，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的控制理論、儀表、控制工程等知識進行工程設(shè)計的能力，進一步提高設(shè)計計算、制圖、視圖、編寫技術(shù)文件，查閱參考文獻與資料、儀表類型選擇的能力。通過此次設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生樹立為社會主義建設(shè)服務(wù)的觀
2、念。設(shè)計者應(yīng)該有敢于創(chuàng)新和勇于負(fù)責(zé)的精神，從投入施工的角度來嚴(yán)肅對待自己的設(shè)計，使自己的設(shè)計能最大限度滿足生產(chǎn)實際需要，既經(jīng)濟，又可靠。要善于利用書本知識，而又不迷信書本，要善于獨立思考，反對粗心大意，草率從事以及不負(fù)責(zé)的態(tài)度；設(shè)計中應(yīng)善于全面綜合的考慮各項復(fù)雜因素，有選擇性吸收前人的成果，發(fā)揮主觀能動性，大膽提出創(chuàng)造性的設(shè)計方案。三、設(shè)計任務(wù)及要求在設(shè)計內(nèi)容選擇上要結(jié)合具體的生產(chǎn)實際，題目要有一定的實際意義，做到理論聯(lián)系實際。自控設(shè)備設(shè)計要求采用計算機控制系統(tǒng)（如DCS、PLC、FCS等）。本設(shè)計應(yīng)當(dāng)在教師指導(dǎo)下，由學(xué)生獨立完成下面內(nèi)容：（1）設(shè)計說明書：包括設(shè)
3、計指導(dǎo)思想和設(shè)計依據(jù)，自動化水平和控制方案的確定，設(shè)計計算，儀表選型，以及采用新技術(shù)新產(chǎn)品的依據(jù)，安全技術(shù)措施，重要的復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)的說明，設(shè)計中存在的問題等等；（2）填寫表格：如自控設(shè)備匯總表、調(diào)節(jié)閥計算數(shù)據(jù)表、綜合材料表等。設(shè)計要求方案合理、計算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、圖面圖形和標(biāo)注符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，說明書編寫符合指導(dǎo)書規(guī)定要求。目錄專業(yè)綜合設(shè)計任務(wù)書I第1章工藝流程11.1工藝流程簡要說明11.2工藝控制要求11.3確定控制方案21.4帶控制點的工藝流程圖21.4.1控制回路方框圖3第2章調(diào)節(jié)閥確立6第3章控制點與儀表選擇73.1I/O點表確立73.2安全柵型
4、號選擇與安裝方式83.3儀表型號選擇93.3.1現(xiàn)場表的選取10收獲和體會13第1章工藝流程1.1工藝流程簡要說明圖1-1間歇式化學(xué)反應(yīng)器工藝流程圖間歇式化學(xué)反應(yīng)器是生產(chǎn)苯酚過程中不可缺少的磺化工段的主要設(shè)備。其工藝流程如圖1-1所示。首先把硫酸罐（高位槽）中的濃硫酸定量放進反應(yīng)釜里，然后連續(xù)注入苯汽，其最大流量可達2500立升/小時，用加熱油（變壓器油）連續(xù)加熱4小時左右，其反應(yīng)溫度為120℃，進行化學(xué)反應(yīng)方程式如下：C6H6+H2SO4=C6H5SO3H+H2O(吸熱反應(yīng))最后產(chǎn)品C6H5SO3H(苯磺酸)由反應(yīng)器底部放料，未反應(yīng)完的苯汽，通過分層分離器以后回
5、收再使用。主要控制指標(biāo)是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，但是現(xiàn)在無法直接測量。1.2工藝控制要求①反應(yīng)器動態(tài)特性可以近似的看成一階慣性環(huán)節(jié)，其放大倍數(shù)Kp=0.8，時間常數(shù)Tp=1.5分。②硫酸加入量2噸。③苯最大流量2500立升/小時。④變壓器油溫度200℃，最大流量5噸/小時。⑤反應(yīng)器規(guī)定值為120℃。⑥反應(yīng)所需時間約4小時。⑦加熱油管內(nèi)徑25㎜。⑧苯流量（回流管）管內(nèi)徑20㎜。⑨加熱蒸汽管內(nèi)徑50㎜。⑩加熱蒸汽最大流量500m3/h，壓力6㎏/m3。1.3確定控制方案根據(jù)工藝過程的簡述，以及性能指標(biāo)的要求，確定使用的控制方案是一個串級控制和一些簡單回路控制。采用串級控制系統(tǒng)
6、的部分是對反應(yīng)釜內(nèi)溫度和加熱油流量的控制。因為采用單回路的控制系統(tǒng)雖然簡單但對于加熱油所受的外部擾動作用小，如加熱油控制閥閥前溫度的變化，系統(tǒng)的抗擾動能力弱，都可能影響控制系統(tǒng)的品質(zhì)。為此我們采用串級控制系統(tǒng)，在串級回路中，主控對象是反應(yīng)釜內(nèi)的溫度，其輸出作為加熱油流量控制的給定值，所以加熱油的流量是被調(diào)參數(shù)，反應(yīng)釜內(nèi)的溫度是調(diào)節(jié)參數(shù)。這樣可以大大提供控制品質(zhì)。1.4帶控制點的工藝流程圖根據(jù)工藝過程的簡述，以及性能指標(biāo)的要求，可得出帶控制方案的流程圖如圖1-2。圖1-2間歇式化學(xué)反應(yīng)器帶控制方案工藝流程圖1.4.1控制回路方框圖1、加熱裝置串級控制方框圖在設(shè)計工藝
7、過程要求保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，所以需要檢測生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量，若直接檢測生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量所需要設(shè)備十分昂貴，因此采用間接地方式去檢測產(chǎn)品質(zhì)量，再次選擇了與產(chǎn)品有直接關(guān)系的溫度控制檢測來代替直接檢測產(chǎn)品質(zhì)量。在控制過程中由于加熱油的流量有浮動，所以對加熱的溫度產(chǎn)生了一定的擾動，所以為了提高對加熱溫度的更精確地檢測與控制所以引入了串級控制方案與分層控制方案。串級控制的基本概念與結(jié)構(gòu)：串級控制系統(tǒng)采用兩套檢測變送器和兩個調(diào)節(jié)器，前一個調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個調(diào)節(jié)器的設(shè)定，后一個調(diào)節(jié)器的輸出送往調(diào)節(jié)閥。前一個調(diào)節(jié)器稱為主調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱主變量（主被控參數(shù)），即工藝控制指標(biāo)
8、；后一個調(diào)
