化工生产安全运行及控制培训课件(PPT 45张)

由有关 的生 产过程 工艺设 备 如容器 、泵 、机器 、管 企业生产过程管理与控制的递阶结构 道 等组成

常规控制： 所谓常规控制是指采用经典的 PID (比
例 十积分 十微分)控制算法或其他简单的控制算法， 使工业生产过程的被控变量，在遭受到外来扰动情
况下，稳定地维持在预先的给定值上。

这种控制系统最典型的是单回路 (单个参数的控 制)负反馈控制系统 (或叫反馈控制 回路)

影响工业生产的安全因素：

原材料的组成变化 产品性能与规格的变化 生产过程中设备的安全可靠性 装置与装置、工厂与工厂之间的关联性 生产设备特性的漂移 控制系统失灵

现代工业生产过程，能量平衡接近于临界状态， 一个局部的扰动，就会在整个生产过程传播开 来，给安全生产带来威胁。
122工业生产过程自动控制

20世纪70年代：
电动Ⅱ型仪表，统一标准信号：4~20mA 集散型控制系统（DCS-Distributed
Control
System)取代DDC控制系统 可编程控制器广泛应用

20世纪80年代至今：
计算机广泛应用 DCS大量在工业控制中应用 工业生产过程自动化、工厂自动化 计算机集成制造技术（(CIMS-Contemporary

电动阀是由电机的正反转带动阀门开或关的 气动阀是用压缩空气开关的.

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气动门又分气开和气关门: 气开门就是有压缩空气并且气源充足时门打开,无起源时门靠 弹簧关闭; 气关门是有压缩空气门被关闭,气源消失门打开. 特点:气动门的优点就是开关迅速. 原理:气动头里边活塞上下两个腔室,一个腔室是进气的,另一 个腔室里边是弹簧,如果上腔室是弹簧,那么下腔室就是进气 的这种就是失气关闭型, 燃油快关门如果下腔室是弹簧,那么 上腔室就是进气的这种就是失气开启型
气动蝶阀
气动法兰蝶阀
气动对夹式蝶阀
电动法兰蝶阀
1.2.2工业生产自动控制


为了使一个工业生产过程或一个企业 良好、高 效地运行 ，都离不开对整个生产过程物料、能 源、人力等的管理、组织和运作。要达到此目 的，必须对工业生产过程的信息、数据进行及 时的检测和控制。 生产计划 、生产调度、安全稳定地生产与操作 等，都离不开 自动化技术 。
量的变量

测不准原理：任何物体的一些成对的性质，比 如位置和动量，不可能对两者同时精密测定。
1.2工业过程自动化技术及安全控制


1.2.1自动化仪表技术的发展 需要测定的参数：温度、压力、流量、液 面…… 测量原理基本不变，测量手段变化迅速
气动→电动 就地控制→中央控制室
仪表屏操作→计算机操作站
1、化工生产安全运行及控制
1.1安全生产与运行操作

1.1.1工业生产过程操作 现代工业生产过程存在的安全操作与控制问题：
开车、停车 工艺流程及设备间切换 工艺运行中安全控制 间歇生产过程操作
生产负荷的改变
异常状态下的紧急处理
工业生产过程的安全要求

对上述运行过程按一定的顺序操作 其他要求：


在汽车行业，现场总线控制技术应用的非常普 遍，近两年国内新的汽车生产线和旧的生产线 的改造，大部分都采用了现场总线的控制技术。 国外设计的现场总线控制系统已应用很广泛， 从单机设备到整个生产线的输送系统，全部采 用现场总线的控制方法。而国内的应用仍大多 集中中生产线的输送系统 。随着技术的不断发 展和观念的更新必然会逐步扩展其应用领域。
监视和管理整个生产过程 对生产过程进行规划、调度和决策 生产过程的异常现象记录，事故案例的积累以及安
全操作与控制措施的总结
1.1.2影响工业生产的安全因素



一个工厂、一个生产流程工一个生产装置，均 需按产品品质和数量的要求、原材料供应及公 共设施情况，由工艺设备组建一定的工艺流程 而后组织生产。 工艺流程：主要是针对生产，为合理使用各种 机械，提高机械使用率，提高总体生产力的一 个工艺技术安排。 生产过程中各种扰动、设备特性的改变、操作 的稳定均对安全生产产生影响。

如果外来 的扰动是可 以测量 的，则可组成 单回路的反馈 加前馈控制系统

先进控制是对那些不同于常规单回路 PID控制， 并具有比常规 PID控制更好控制效果的控制策 略的统称，而非专指某种计算机控制算法。
Integrated Manufacturing Systems) ) 现场总线控制技术发展



现场总线控制系统: （FCS:Fieldbus Control System) 继集散控制系统（DCS)后的新一代控制系统， 它是电子、仪器仪表、计算机技术和网络技术 的发展成果。 现场总线使得现场仪表、执行机构、控制室设 备之间构成网络互连系统，实现全数字化、双 向、多参数的数字通信，为控制系统的全分布 和全数字化运行奠定了基础。
模拟信号→数字信号 ……

20世纪50年代：
电子管时代 多用气动控制，采用气动信号作为统一标准信号 电子管式的自动平衡记录仪 就地式控制

20世纪60年代：
晶体管取代电子管 开始用电动仪表 计算机在生产过程中应用，实现直接数字控制
（DDC-Directly Digital Comtrol)
优化层 提供各种优 化 目标 或约束条件 为先进控制层提供优 化给定值 、优化控制 轨迹或生产方案 实 现 常规 控制 层 无 法 做 到 的多 变 量 控 制 用于自动监视和代替 人工自动控制工业生 产过程 乙最基本 的 自动化设备 由计 算机(或 DCS)和有 关软件及控制算法等组成 由计 算机(或 DCS)和有 关软件及控制算法等组成 由生产过程工艺参数的测量 变送仪表、仪器、自动执行 机构组成 。
蝴蝶效应：一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，可能在美国
得克萨斯州引起一场龙卷风。 在初始条件下的十分微小的变化，经过不断放大， 对事物未来会造成极其巨大的影响与后果。
1.1.3影响工业生产过程控制的因素

从负反馈角度分析：测量的影响
一些生产过程的变量很难测定 技术的发展，使过去某些不可测变量变为可测变量 间接测量：利用可测变量与相关模型，计算不可测