化工过程控制工程60页PPT
《过程控制工程》课件
反馈控制原理基于负反馈机制，通过传感器检测系统输出，并将其与期望输出进行比较，产生一个误差信号。控 制器根据误差信号调整系统输入，以减小实际输出与期望输出之间的偏差。这种控制方式具有快速响应、抗干扰 能力强等优点。
前馈控制原理
总结词
前馈控制原理是一种开环控制系统，通过预先对扰动因素进行补偿，来减小其 对系统输出的影响。
执行器分为电动、气动和液压等类型，根据被控对象的特性选择合适的执行器， 以实现精确的控制效果。
传感器
传感器是过程控制系统中的测量元件，用于检测被控对象的 参数并将其转换为电信号或数字信号。
传感器的类型包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等 ，它们的选择直接影响系统的测量精度和控制效果。
过程单元
系统仿真
总结词
系统仿真是在计算机上模拟实际生产过 程，用于评估和比较不同控制策略的效 果。
VS
详细描述
系统仿真通过模拟生产过程中各个工艺变 量的变化，可以预测系统在不同控制策略 下的行为。通过比较不同控制策略的效果 ，可以找到最优的控制方案。系统仿真还 可以用于培训操作人员，提高其对系统的 理解和操作能力。
02
过程控制系统的基本组 成
控制器
控制器是过程控制系统的核心，用于 接收来自传感器的输入信号，并根据 设定值与实际值的偏差产生控制输出 。
控制器的类型包括比例控制器、积分 控制器和微分控制器等，它们通过不 同的控制算法来调整执行器的输出， 以实现系统的稳定和优化。
执行器
执行器是过程控制系统的执行机构，根据控制器的输出信号来调节被控对象的参 数。
详细描述
集成化控制系统将生产过程中的各种设备和系统进行集成，实现数据共享、信息交互和协同工作，提高生产过程 的整体协调性和效率。同时，集成化控制系统还有助于降低能源消耗和减少环境污染，促进可持续发展。
过程控制工程课件
Δpl
p2-ap1
÷
教学进程
15.3.2 防喘振控制系统
（2） 可变极限流量
出入口压力与入口流量的关系 不同形式的变换，组成防喘振控制系统。
流体：液体或气体 液体传送——泵 气体传送——风机或压缩机
控制目标：流量、压力控制，安全保护控制
教学进程
15.2 泵和压缩机的控制
15.2.1离心泵的控制
离心泵的叶轮在电动机的带 动下做高速旋转运动，产生离心力。
泵速越高，离心力越大，出口压 头越高。 出口流量增大，出口压力降低。
离心泵特性公式：
H R1n2 R2Q2
■ 性能 流量Q 140~1800m3/h 扬程H 9~125m 进口直径 150~600mm
教学进程
15.2 泵和压缩机的控制
15.2.1离心泵的控制 离心泵特性曲线
压头H
a
n4 n3 n2 n1
a
排出量Q 另外，管路系统的压力也对泵的特性有影响
教学进程
15.2.1 离心泵的控制
管路阻力： （1）管路两端的静压差hp （2）管路两端的静液柱高度，即升扬高度hL （3）管路的摩擦损失hf （4）控制阀两端的节流损失hv
极限线方程 几种常见的操作线方程
p2/p1
Q2
p2 a b Q12
p1
T1
p2 p1
a0
a1Q1
a2Q12
H 多变 Q12
p2 a b K 2 • p1
p1
r p1
教学进程
15.3.2 防喘振控制系统
（2） 可变极限流量
出入口压力与入口流量的关系
不同形式的变换，组成防喘振控制系统。
●场合： 常用，但排量小于正常排量的30%时要调整
化工过程安全管理 ppt课件
6、当安全与生产、经济、效益发生矛盾时，安全 优先。
2021/5/7
19
▪ 毛主席曾经说过：“抓而不紧，等于不抓”。这 句话包含了三层意思：工作要想做下去（执行）， 一定要有分解，有布置；要想把工作做好，则要 在工作过程中不断进行监督和检查；反之，如果 工作仅有布置而没有去落实，则相当于没有布置， 其结果可想而知了。联系到安全生产中，则反映 出安全工作重在落实，贵在坚持。那么，我们在 生产中如何落实安全条例并坚持持之以恒呢？
2021/5/7
29
▪ （六）确定风险辨识分析内容。化工过程风险分析应包括：工艺技 术的本质安全性及风险程度；工艺系统可能存在的风险；对严重事 件的安全审查情况；控制风险的技术、管理措施及其失效可能引起 的后果；现场设施失控和人为失误可能对安全造成的影响。在役装 置的风险辨识分析还要包括发生的变更是否存在风险，吸取本企业 和其他同类企业事故及事件教训的措施等。
发生爆炸，共造成5人死亡、1人下落不明、2人
2021/5重/7 伤、21人轻伤。
5
▪ 2010年7月19日，辽宁省大连，保税区的大连中石油国
际储运有限公司原油库输油管道发生爆炸事故现场。事
故造成作业人员1人轻伤、1人失踪；在灭火过程中，消
防战士1人牺牲、1人重伤。据统计，事故造成的直接财
产损失为22330.19万元。
2021/5/7
10
▪ 2011年7月16日，大连，中国石油大连石化公司 厂区内1000万吨常减压蒸馏装置换热器泄漏着 火。
2021/5/7
11
▪ 2012年3月27日，北京市通州区，中石油
输油管道发生漏油事件。图为工人师傅正
化工自动化过程控制系统PPT课件
蒸 汽
素的变化引起出口物料
的温度变化时，通过温
度仪表测得的变化，并 进料
将其信号送至调节器与
给定值进行比较，调节
器根据其偏差信号进行
运算后将控制命令送至
调节阀，改变蒸汽量维
持出口温度。
.
给定值
蒸
汽
TC
加
热
器
TT
温
度
控
制
系
统
16
2.1.3、流量控制系统
它由管路、孔板和差压变送 器、流量调节器和流量调节 阀。控制目标是保持流量恒 定。当管道其他部分阻力发 生变化或有其他扰动时，流 量将偏离设定值。利用孔板 作为检测元件，把孔板上、 下游的差压引至差压变送器， 将流量差压值转换成电流信 号；该信号送至调节器与给 定值进行比较，流量控制器 根据偏差信号进行运算后将 控制信号送至调节阀，改变 阀门开度，就改变了流量， 使流量维持在设定值上。
.
19
三、自控系统的分类
按系统的结构特点分类
– 反馈控制系统 – 前馈控制系统 – 前馈－反馈控制系统
.
20
按给定值信号的特点分类 定值控制系统：将被控制量保持在某一定值或 很小的范围中的控制系统 随动控制系统：被控量的给定值随时间任意地 变化的控制系统 程序控制系统：被控量的给定值按预定的时间 程序而变化的控制系数
.
4
生产过程控制的发展
20 世纪 50 年代以前
经典控制理论PID控制规律
实现控制的手段主要是单个 传感器、控制器和执行器。
20 世纪 80 年代以后
.
自动化的实现工具也由 DCS 5
发展到了现场总线控制系统
人工控制和自动控制
人工控制：在人的直接参与下，使被控 量等于给定值
化工自动化过程控制系统PPT课件(2024)
化工自动化发展趋势
实现化工生产过程的全流程集成 ，包括设备层、控制层、管理层 等多个层次的集成。
利用工业互联网技术，实现化工 生产过程的远程监控、故障诊断 和预防性维护。
2024/1/30
智能化 集成化 绿色化 网络化
利用人工智能、机器学习等技术 ，实现化工生产过程的自适应、 自学习和自优化。
发展环保型化工自动化技术，降 低能耗和排放，提高资源利用效 率。
2024/1/30
23
控制器选型原则及注意事项
注意事项
熟悉控制器的编程语言和编 程方式。
2024/1/30
了解控制器的输入输出信号 类型和范围。
考虑控制器的抗干扰能力和 稳定性。
24
05
过程控制系统设计与实施案例 分析
Chapter
2024/1/30
25
典型过程控制系统设计思路剖析
2024/1/30
执行器
接收控制器的控制信号，通过改 变被控对象的操作条件（如阀门 开度、加热功率等）来调节被控 参数。
8
过程控制系统工作原理
设定值与测量值的比较
控制器将设定值与测量值进行比较， 得出偏差信号。
控制规律运算
控制器根据偏差信号按照一定的控制 规律（如PID控制）进行运算，输出 控制信号。
执行器动作
执行器接收控制信号后，通过改变被 控对象的操作条件来调节被控参数。
认识
掌握了自动化控制系统的基本 原理和过程控制策略，能够分
析和解决实际问题
通过实验和案例分析，加深了 对理论知识的理解和应用
提高了自己的实践能力和综合 素质，为未来的学习和工作打
下了坚实的基础
2024/1/30
35
第二章-化工生产基本过程PPT课件
2021/7/24
10
（2）安全
• 正确地储存原料也是减少原料的损耗、避免安全事故 的发生，提高生产经济效益的重要方面。在过去或即 使现在有些化工厂无论从工程设计、工程施工直到正 常生产，都忽略了化工原料储存的环节，以至于化工 原料在储存的过程中造成原料的流失，甚至燃烧、爆 炸事故的发生，给人们的生命财产造成了不必要的损 失。所以，在化工生产过程中必须重视化工原料的储 存，以防止流失或安全事故的发生。
2021/7/24
24
第二节 反应过程
(Reaction Process)
2021/7/24
25
应用知识：
1．不同反应器的结构特征、优缺点以及适用范围； 2．反应影响因素分析的方法，选择反应条件的依据； 3．操控各反应条件的方法与技巧。 技能目标：
1．能根据反应类型和对反应的要求正确地选用化学 反应器；
7
一、原料的选用与储存
(Selection, Use and Storing of Raw Material)
2021/7/24
8
一、原料的选用与储存
• 1、原料的选用
化工原料的选用，首先要考虑原料来源是否可靠； 其次要考虑运输是否方便、安全；再者在确定原料后， 要选择成本低廉、安全可靠的运输方式。所以原料的 选用是一个复杂的系统工程，要从技术的、经济的、 安全的、环保的等多方面综合考虑后，确定技术成熟、 经济合理、来源可靠，而且环境友好，又符合国家能 源政策的原料作为该生产装置的原料路线。
2021/7/24
19
2.固体原料输送
• 固体原料的输送都是敞开输 送过程，有的利用皮带输送 机，如右上图，进行具有一 定斜坡高度的输送，如电解 食盐水溶液之前的粗盐的精 制，就是利用皮带输送机械 将工业粗盐从粗盐仓库输送 到具有一定高度的食盐溶解 槽中；
化工过程控制方案.课件
5
第6页，共60页。
第一节 流体输送设备的自动控制
3.控制泵的出口旁路
图8-4 改变旁路阀调流 量
将泵的部分排出量重新送回到吸入管路， 用改变旁路阀开启度的方法来控制泵的实 际排出量。
控制阀装在旁路上，压差大，流量 小，因此控制阀的尺寸较小。
该方案不经济，因为旁路阀消耗一部分高压液体能量，使总的机 械效率降低，故很少采用。
32
第31页，共60页。
第三节 精馏塔的自动控制
一、精馏塔的干扰因素及对自动控制的要求
1.干扰因素
图8-24 精馏塔的物料 流程图
（1）进料流量F的波动（＊）
（2）进料成分ZF的变化（＊） （3）进料温度及进料热焓QF的变化 （4）再沸器加热剂（如蒸汽）加入热量的 变化
（5）冷却剂在冷凝器内除去热量的变化
图8-25 提馏段温控的控制方案示意图
35
五个辅助控制系统 1.塔底采出量 2.塔顶流出液 3Байду номын сангаас进料量 4.塔顶压力
5.塔顶回流量
第34页，共60页。
第三节 精馏塔的自动控制
提馏段温控的主要特点与使用场合：
（1）采用了提馏段温度作为间接质量指标，因此它 能较直接地反映提馏段产品情况。将提馏段温度恒定 后，就能较好地保证塔底产品的质量达到规定值。
Q G2 KFtm
24
第23页，共60页。
第二节 传热设备的自动控制
当被加热介质的出口温度t2为被控变量时，常采用下述两
种控制方案。
1.控制蒸汽流量
通过改变加热蒸汽量来稳定被加热 介质的出口温度。当阀前蒸汽压力有 波动时，可对蒸汽总管加设压力定值 控制，或者采用温度与蒸汽流量（或 压力）的串级控制。
化工过程控制工程
化工过程控制工程1. 引言化工过程控制工程是指应用各种控制技术和工程方法，对化工过程进行监测、调整和控制的工程领域。
它在化工生产中起着至关重要的作用，可以提高产品的质量、增强生产过程的稳定性，并降低能源消耗和生产成本。
本文将介绍化工过程控制工程的基本概念、主要方法和应用领域。
2. 化工过程控制工程的基本概念化工过程控制工程是在化学工艺过程中应用自动控制理论和方法，对过程进行监测、调整和控制的学科。
它主要依靠传感器、仪器和控制器来采集、处理和执行相关的工艺参数和操作指令。
化工过程控制工程的目标是实现化工过程的稳定运行，并达到一定的性能指标。
通过对过程参数的监测和调整，可以保持工艺过程在合适的范围内运行，避免因操作误差或外界扰动而导致的工艺失控和生产事故。
3. 化工过程控制工程的主要方法化工过程控制工程常用的方法包括反馈控制、前馈控制、模型预测控制等。
3.1 反馈控制反馈控制是化工过程控制工程中最常用的方法之一。
它通过不断监测过程输出，将其与预期目标进行比较，并对控制器输出进行调整，使过程输出与预期目标尽可能接近。
3.2 前馈控制前馈控制是一种在发生扰动或变化前预先调整控制系统输出的方法。
通过提前对扰动进行预测和补偿，可以使系统更加稳定，减少对反馈控制的依赖。
3.3 模型预测控制模型预测控制是一种基于过程模型的控制方法。
通过对过程的建模和预测，可以根据预测结果进行控制器输出的计算和调整，从而实现对过程的控制。
4. 化工过程控制工程的应用领域化工过程控制工程在各个化工领域都有广泛的应用，其中包括：4.1 石油化工化工过程控制工程在石油化工领域的应用非常广泛。
它可以用于炼油、裂解、重整、聚合等各个环节的过程控制，保证产品质量和生产效率。
4.2 化学制药在化学制药领域，化工过程控制工程可以用于药物合成、提纯和包装等环节的控制。
通过对制药过程的监测和调整，可以确保产品的质量和安全性。
4.3 化学品生产化工过程控制工程在化学品生产中也有着重要的应用。
化工过程控制工程60页PPT
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
化工过程控制工程
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯来
过程控制工程共60页PPT
过程控制工程
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
过程控制工程ppt课件-PPT文档资料55页PPT
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
过程控制工程ppt课件-PPT文档资料
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•8、你可以很有个性，但源自些时候请收 敛。•9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
化工过程控制工程
化工过程控制工程本文档旨在介绍《化工过程控制工程》课程的目的和重要性。
化工过程控制工程是一门关注化工过程中控制原理和技术的学科。
它主要研究如何设计和优化化工过程的控制系统，以确保过程操作的稳定性、安全性和高效性。
该课程的目的是培养学生在化工领域中具备优秀的过程控制工程能力，使他们能够理解和应用各种控制原理和技术来解决化工过程中的实际问题。
重要性：增强安全性：控制系统能够监测和调整化工过程中的各项参数，从而减少事故发生的可能性，提高工作场所的安全性。
提高效率：优化的控制系统能够减少能源和原材料的浪费，提高生产效率，降低成本。
保证产品质量：通过精确控制各个工艺参数，可以确保产品的一致性和质量稳定性。
自动化生产：采用过程控制系统可以实现化工生产的自动化，减少人工操作，提高生产效率和安全性。
通过研究《化工过程控制工程》课程，学生将能够掌握过程控制的基础知识和技术，并具备解决实际问题的能力，为将来的工作做好准备。
化工过程控制工程》课程主要涉及以下内容：化工过程控制基础知识：介绍化工过程控制的基本概念、原理和方法，包括过程建模与仿真、传感器与仪表、控制回路与控制策略等方面的知识。
过程监测与数据处理：研究如何对化工过程进行实时监测，收集和处理各种数据，并进行数据分析、统计和优化；同时了解常见的过程异常检测与故障诊断方法。
控制系统设计与调节：介绍化工过程控制系统的设计原则与方法，包括控制系统结构与层次、控制器类型与参数调节等内容；同时还研究多变量控制和先进控制技术。
过程优化与控制策略：研究如何对化工过程进行优化，包括利用数学模型和仿真工具进行优化设计、调整控制策略、优化工艺参数等方面的内容。
课程实践与案例分析：通过实际案例和工程实践，将所学知识应用到实际化工过程中，培养学生的动手能力和问题解决能力。
理解化工过程控制的基本概念和原理掌握化工过程的建模与仿真方法熟悉常见的传感器与仪表设备了解不同的控制系统结构与层次研究过程数据处理和分析技巧掌握常用的控制器类型和参数调节方法理解过程优化的基本原理和方法研究多变量控制和先进控制技术培养实践能力和问题解决能力本课程采用多种教学方法，旨在提高学生的研究效果和实践能力。
化工过程控制及仪表 控制系统基本概念优选PPT
方框：表示一个 组成部分，称环节。 箭头连线：表示信号传递关系。 圆圈：比较环节，表示信号相加减。 一、简单控制系统方框图
环节 控制器
+
-
给定值
x
＋
偏差
＋e
干扰
控制器
控制信号 操纵变量
p 执行器 q
ƒ
被控对象
z －－
测量值
检测元件及变送器
被控变 量
y
上页 小 结 下页
茂名学院信息学院自动化系
—化工仪表及自动化—
•自动操纵系统： 2 自动控制系统的组成
偏差信号：给定值与测量值的差，在反馈系统中根，控据制预器是先根据规偏定差信的号 步骤自动地对生产设备进行某种周
期性的操作。
•自动控制系统：对生产中某些关键性参数进行自动调节，使它们在
受到干扰的影响而偏离正常状态时，能自动地调回 到规定的的数值范围内。
上页 小 结 下页
二、控制系统常用术语
被控变量：需要控制 的工艺参数。 给定值（设定值）：生产过程中被控变量的期望值。 测量值：由检测元件得到的被控变量的实际值。 操纵变量（控制变量）：受控于执行器，克服 干扰影响，实现控制作用
的变量，它是执行器的输出信号。 • 干扰（外界扰动）：引起被控变量偏离给定值，除操作变量以外的各
种因素。 • 偏差信号：给定值与测量值的差，在反馈系统中，控制器是根据偏差信号
的大小来控制操纵变量的。 • 控制信号：控制器将偏差按一定规律计算得到的量。
上页 小 结 下页
茂名学院信息学院自动化系
—化工仪表及自动化—
1.5 自动控制系统的分类
分类方法很多，按照是否存在反馈来分 开环控制系统： 结构简单、成本较低，但受干扰影响大。