过程控制系统设计实例解析共41页文档
过程fmea和过程fmea实例详解
4
无
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192
备注：
1.图中的表格彩色部分为第四版新增加的内容
2.本案例中采用的建议措施是基于SOD的排序，其中855的数据是最高风险，根据先降低严重度，再降低频度数，最后降低探测度的原则，提出建议措施。
过程
功
能
要求
潜 在
失 效
模 式
潜 在
失 效
后 果
严
重
度
S
级
别
潜在失
效起因
/机 理
现行过
程控制
预 防
频度数
O
现行过程控制探测
探
测
度
D
R
P
N
建 议
措 施
责任及
目标完
成日期
措 施 结 果
采取的措施
S
O
D
RPN
原因
失效模式
NO030
冲中心孔：
加工产品装配或定位用孔
采用自制的冲头一次冲压成型
自制冲头无法一次冲压成型
车型年/车辆类型：_______________________________关键日期：FMEA日期：(原始)___________(修订)：_______________
核心小组：_______________________________________________________________________________________________________________________________________
冲压后尺寸孔径偏大
后道工序无法装配。产品100%报废
8
冲头制造尺寸错误
无
3
使用冲头模具验证
控制系统的工程实践与案例分析
控制系统的工程实践与案例分析一、引言控制系统在现代工业领域中起着至关重要的作用。
它能够监测和调整各种过程参数，以确保系统的正常运行和优化性能。
本文将着重讨论控制系统的工程实践与案例分析，旨在探索实际应用中所面临的挑战以及解决方案。
二、控制系统的基础1. 控制系统的概念与分类控制系统是指通过传感器获取反馈信号，然后通过执行器对系统进行调节或控制的一种系统。
根据控制对象的性质，控制系统可以分为开环控制和闭环控制。
a. 开环控制：无反馈信号参与的控制方式，控制对象的输出不受控制系统影响。
b. 闭环控制：通过反馈信号进行调节的控制方式，控制对象的输出受控制系统影响。
2. 控制系统的组成要素控制系统通常由以下几个基本要素组成：a. 传感器：用于获取待控参数的实时信号。
b. 控制器：根据传感器反馈信号进行计算和逻辑判断，并输出相应的控制信号。
c. 执行器：接收控制信号，并对控制对象进行调节。
d. 控制对象：待控制的实际物理系统。
三、控制系统的工程实践1. 系统建模与仿真在进行控制系统设计之前，通常需要进行系统建模与仿真。
通过对系统的数学模型进行建立，并进行仿真验证，可以评估系统性能，并进行参数调整。
2. 控制策略选择根据控制系统的要求和性能指标，需选择合适的控制策略。
常见的控制策略包括比例积分微分控制（PID控制）、模糊控制、自适应控制等。
3. 硬件设计与实施控制系统的硬件设计包括选择适合的传感器和执行器，并与控制器进行连接。
在实施过程中，需进行正确的信号接线和保证传感器与执行器的稳定工作。
4. 参数调整与优化在系统实际运行中，通常需要根据实际情况对控制器参数进行调整和优化。
通过试验和实践，寻找最佳的参数组合，以实现系统的最优性能。
四、案例分析为了更好地理解控制系统的工程实践，以下是一个真实案例的分析。
案例：温度控制系统某工厂的生产过程需要对温度进行控制，以确保产品质量和工艺的稳定性。
该温度控制系统采用闭环控制，具备以下组成要素： - 传感器：温度传感器，用于实时监测环境温度。
过程控制课程设计剖析
目录一概述 (2)1.1 化学反应器的基本介绍 (2)1.2 夹套式反应器的控制要求 (3)1.2.1 质量指标 (3)1.2.2 物料平衡和能量平衡 (3)1.2.3 约束条件 (3)1.3 夹套式反应器的扰动变量 (4)1.4 夹套式反应器的特性 (4)二控制方案设计 (5)2.1 被控变量和控制变量的选择 (6)2.1.1 被控变量的选择 (6)2.1.2控制变量的选择 (6)2.2 控制回路的设计 (6)2.3 现场仪表选型 (6)2.3.1 测温检测元件及变送器 (7)2.3.2 执行器 (8)2.4 控制器正、反作用的选择 (8)2.5 控制系统方框图 (8)2.6 分析被控对象特性及控制算法的选择 (9)2.6.1 被控对象特性分析 (9)2.6.2 控制算法的选择 (9)三控制系统的仿真及参数整定 (9)3.1 控制系统的SIMULINK仿真 (9)3.2 单回路控制系统PID参数整定方法 (10)四课程设计总结 (11)参考文献 (12)1 概述1.1 化学反应器的基本介绍反应器（或称反应釜）是化工生产中常用的典型设备，种类很多。
化学反应器在结构、物料流程、反应机理、传热、传质等方面存在差异，使自控的难易程度相差很大，自控方案差别也比较大。
化学反应器可以按进出物料状况、流程的进行方式、结构形式、传热情况四个分类：一、按反应器进出物料状况可分为间歇式和连续式反应器通常将半连续和间歇生产方式称为间歇生产过程。
间歇式反应器是将反应物料分次加入反应器中，经过一定反应时间后取出反应中所有的物料，然后重新加料在进行反应。
间歇式反应器通常适用于小批量、多品种、多功能、高附加值、技术密集型产品的生产，这类生产反应时间长活对反应过程的反应温度有严格程序要求。
连续反应器则是物料连续加入，化学反应连续不断地进行，产品不断的取出，是工业生产最常用的一种。
一些大型的、基本化工产品的反应器都采用连续的形式。
第6章过程控制系统的应用实例-Read
第6章 过程控制系统的应用实例6.1 精馏塔的控制精馏是石油化工、炼油生产过程中的一个十分重要的环节，其目的是将混合物中各组分分离出来，达到规定的纯度。
精馏过程的实质就是迫使混合物的气、液两相在塔体中作逆向流动，利用混合液中各组分具有不同的挥发度，在互相接触的过程中，液相中的轻组分逐渐转入气相，而气相中的重组分则逐渐进入液相，从而实现液体混合物的分离。
一般精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐等设备组成，如图6.1所示。
图6.1 简单精馏控制示意图进料流量F从精馏塔中段某一塔板上进入塔内，这块塔板称为进料板。
进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。
溶液中组分的数目可以是两个或两个以上。
实际工业生产中，只有两个组分的溶液不多，大量需要分离的溶液往往是多组分溶液。
多组分溶液的精馏在基本原理方面和两组分溶液的精馏是一样的。
本节只讨论两组分溶液的精馏。
6.1.1 精馏原理在恒定压力下，单组分液体在沸腾时虽然继续加热，其温度却保持不变，即单组分液体的沸点是恒定的。
对于两组分的理想溶液来说，在恒定压力下，其沸点却是可变的。
例如对于A、B两种混合物的分馏，纯A的沸点是140℃，纯B的沸点是175℃。
如果两组分的混合比发生变化，混合溶液的沸点也随之发生变化，如图6.2中的液相曲线所示。
第6章 过程控制系统的应用实例·333··333·150140160170180020406080100100806040200A ：B ：组分/(％)温度/℃图6.2 A 、B 两组分混合物温度-浓度曲线设原溶液中A 占20%，B 占80%，此混合液的沸点是164.5℃，加热使混合液体沸腾。
这时，与液相共存的气相组分比是A 占45.8%，B 占54.2%。
这些气体单独冷凝后所形成的混合液体中，A 占45.8%，B 占54.2%；如果使此冷凝后的混合液体沸腾，其沸点是154.5℃。
9过程控制系统设计实例汇编
9.1.2 锅炉控制要求及主要控制系统
锅炉是火电厂重要的动力设备，其任务就是根据生产负 荷的不同需要，提供相应规格(压力和温度)的蒸汽，同时应 保证锅炉经济和安全的运行。 锅炉的主要控制要求： ① 供给满足负荷需要的蒸汽量； ② 过热蒸汽压力保持在一定范围之内； ③ 过热蒸汽温度保持在一定范围之内； ④ 汽包水位保持在一定范围之内； ⑤ 炉膛负压保持在一定范围之内； ⑥ 保持锅炉燃烧的经济性； ⑦ 保证锅炉安全稳定运行。
过程控制
Process Control
上篇 过程控制系统
第9章 过程控制系统设计实例
本章要点 ◇ 蒸汽锅炉原理及主要控制系统 ◇ 离心泵和离心式压缩机原理及主要控制系统 ◇ 钢坯加热炉原理及主要控制系统 本章学习目标 ◇ 了解蒸汽锅炉、流体输送设备、加热炉的系统结构及工作原理 ◇ 进一步熟悉相关的自动控制系统的组成及原理，
锅炉本体是锅炉的主要组成部分，包括炉膛、燃烧器、点火 装置、空气预热器、省煤器、蒸发器、汽包、过热器及再热 器等，其中炉膛又包括水冷壁、炉墙和构架等。
锅炉辅助设备主要包括煤或燃气等燃料供应系统（包括煤场 、输煤机等）、煤粉制备系统（包括给煤机、磨煤机、煤粉 分离器等）、水处理系统（包括阳床、阴床、各种水箱及除 氧器等）、给水系统（给水泵等）、通风系统（包括送风机 、引风机等）、除灰除尘系统（除尘器等）、测量及控制系 统等。
重点掌握控制系统的应用问题 ◇ 掌握过程控制系统的设计思想与设计方法
第9章 过程控制系统设计实例
9.1 火电厂锅炉过程控制系统设计 9.2 流体输送设备过程控制系统设计 9.3 钢坯加热炉过程控制系统设计
9.1 火电厂锅炉过程控制系统设计
9.1.1 工艺过程概述 9.1.2 锅炉控制要求及主要控制系统 9.1.3 锅炉汽包水位控制 9.1.4 过热蒸汽温度控制 9.1.5 锅炉燃烧过程控制
过程控制系统设计
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《过程控制系统设计》
课程设计报告
姓名：
学号：
班级：
指导老师：
设计时间：2013年月日～月日
第一部分双容水箱液位串级PID控制实物实验时间：同组人：
注：按以下要求撰写该部分报告
一、实验目的
二、实验原理（画出“系统方框图”和“设备连接图”）
三、实验步骤
四、实验记录（包括现象、实验数据和波形图）
五、结果分析
六、思考题
七、分析与总结
第二部分实际生产过程控制系统设计与仿真
注：按以下要求撰写该部分报告
一、设计内容和要求（从任务书上获取）
二、设计原理（画出“系统原理方框图”和“设备连接图”）
三、仿真记录（包括模块图、控制器参数整定时的多组典型数据和波形图）
四、结果分析
五、改进设计（若题目有要求）
六、总结
1页。
《过程控制系统》课程设计PPT文档共32页
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
《过程自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
过程控制系统课程设计报告书
过程控制系统课程设计报告书过程控制系统课程设计报告书课设小组:第四小组目录摘要 1第一章课程设计任务及说明 21.1课程设计题目 21.2 课程设计内容 31.2.1 设计前期工作 31.2.2 设计工作 4第二章设计过程 42.1符号介绍 42.2水箱液位定制控制系统被控对象动态分析 62.3压力定制控制系统被控对象动态分析72.4串级控制系统被控对象动态分析7第三章压力 P2 定值调节83.1 压力定值控制系统原理图83.2 压力定值控制系统工艺流程图 8第四章水箱液位L1定值调节94.1 水箱液位控制系统原理图94.2 水箱液位控制系统工艺流程图 9第五章锅炉流动水温度T1调节串级出水流量F2调节的流程图105.1串级控制系统原理图105.2串级控制系统工艺流程图11第六章控制仪表的选型126.1 仪表选型表126.2现场仪表说明136.3 DCS I/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置表14 第七章控制回路方框图15总结15参考文献16摘要过程控制课程设计是过程控制课程的一个重要组成部分。
通过实际题目、控制方案的选择、工程图纸的绘制等基础设计和设计的学习,培养学生理论与实践相结合能力、工程设计能力、创新能力,完成工程师基本技能训练。
使学生在深入理解已学的有关过程控制和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统设计方法、系统设计原则的基础上,结合联系实际的课程设计题目,使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法,初步掌握控制系统的工程性设计步骤,进一步增强解决实际工程问题的能力。
关键词:过程控制设计 DCS第一章课程设计任务及说明1.1课程设计题目:附图为某过程控制实验装置的P&ID图,该图为一示意图,并不完全符合规范。
根据该图,请完成以下任务:不完全符合规范的P&ID图1、指出该图不符合“自控专业工程设计用图形符号和文字代号(HG/T20637.2)”的地方。
过程控制系统设计实例PPT课件
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第9章 过程控制系统设计实例
9.1火电厂锅炉过程控制系统设计
1. 锅炉汽包水位的动态特性
影响汽包水位变化的因素很多，但主要是锅炉蒸发量（蒸 汽流量D）、给水流量W和燃料量B。
⑴ 在给水流量作用下汽包水位的动态特性
当给水流量扰动作阶跃变化后， 汽包水位起初并不立即上升，而 是呈现出一段起始惯性段，这近 似于一个积分环节和时滞环节的 串联，故可用下列传递函数表示
加法器的运算式为
P C1Ic C2 I F I0
双冲量控制系统 方案1
Ic—液位控制器LC的输出； IF—蒸汽流量变送器的输出； I0 —初始偏置值。 正常负荷下，I0正好与C2IF抵消； C1、C2为加法器系数。
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第9章 过程控制系统设计实例
9.1火电厂锅炉过程控制系统设计
故对于汽包内水的停留时间、负 荷变化较大的情况不宜采用。
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第9章 过程控制系统设计实例
9.1火电厂锅炉过程控制系统设计
⑵ 双冲量控制系统 （前馈-反馈控制系统）
在汽包水位控制中，最主要的干扰就是负荷的变化。如果将 蒸汽量引入系统作为校正信号，就可有效纠正虚假水位引起 的误动作，从而减小水位的波动，提高控制品质。
备群.
火力发电生产过程原理框图
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第9章 过程控制系统设计实例
1. 火力发电厂工艺过程
能 量
燃料的化学能
形 态
蒸汽的热能
的 转
机械能
变
过
程
9.1火电厂锅炉过程控制系统设计
蒸汽的热能（在锅炉中进行） 汽轮发电机旋转的机械能 电能（在发动机中进行）
火电单元机第5组页生/共产41流页程示意图
过程控制系统课程设计
熟悉常用的控制算法、控制 器设计和优化方法。
了解过程控制系统的性能指 标评价方法，能够对所设计 的系统进行性能分析和优化 。
课程设计流程
01 02 03 04 05
确定设计任务和要求，明确设计目标。
进行系统分析和设计，包括被控对象特性分 析、控制算法选择、控制器设计等。
完成系统实现，包括硬件选型、软件编程、 系统调试等。
通过参加科研项目、实践实习等方式，加强实践 能力培养，提高解决实际问题的能力。
谢谢聆听
01
实验注意事项
02
确保数学模型的准确性；
03
合理选择控制器参数；
04
注意仿真实验的边界条件。
实验结果分析与讨论
实验结果展示
通过图表等形式展示实验结果，包括系统响应曲线、误差曲线等 。
结果分析
对实验结果进行分析，包括系统性能评估、控制器性能评估等。
结果讨论
根据实验结果，讨论控制策略的有效性、可行性以及改进方向等 。
过程控制分类
根据控制对象的不同，过程控制可分为温度控制、压力控制、流量控制、液位 控制等；根据控制策略的不同，过程控制可分为开环控制和闭环控制。
过程控制系统组成
A
被控对象
被控对象是过程控制系统中需要调节的工艺参 数，如温度、压力、流量等。
测量变送器
测量变送器用于将被控对象的参数转换为 标准信号，以便控制器进行处理。
针对特定应用场合进行流量控制系统的优化设计，如减少管道阻力、 提高阀门调节性能等，以提高系统的控制精度和稳定性。
06 过程控制系统仿真与实验
MATLAB/Simulink仿真工具介绍
MATLAB概述
MATLAB是一款由MathWorks公司开发的高级编程语言和交互式环境，广泛应用于算 法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算等领域。
过程控制系统课程设计
2 目录一、设计目的 2二、设计要求 3三、实现过程3 1、 系统概述 (3)1.1加热炉 (3)1.2加热炉工艺过程 ...................................................... 4 13控制参数的选择及控制燃烧方案的确定 . (5)1.4加热炉的工艺结构及其设备组成 (6)1.5生产线的特点 ........................................................ 6 2、 设计与分析 .. (7)2.1加热炉生产工艺和控制要求 (7)2.2燃烧控制系统及仿真 (7)四、总结 11五、附录 12六、参考文献12 一、设计目的经过一个学期的过程控制系统课程的学习，对过程控制有了一个基本的了 解。
然而仅仅在理论方面是远远不够的，需要将所学的应用于实际生产过程中， 惟独这样才干真正的对过程控制有一个比较深入的认识，为以后的学习和工作打 下一个良好的基础。
通过这次课程设计，我们可以了解具体生产工业过程控制系 统设计的基本步骤和方法。
同时也对氧化铝的生产工艺有一个大概的认识，惟独 弄清晰生产工艺对控制的具体要求，才干去设计一个过程控制系统。
同时：1、 提高对所学自动化仪表和过程控制的原理、结构、特性的认识和理解， 加深对所学知识的巩固和融会贯通。
2、针对一个小型课题的设计开辟，培养查阅参考书籍资料的自学能力，通过独立思量，学会分析问题的方法。
3、综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。
4、培养学生严谨的工作作风，相互合作的团队精神，提髙其综合素质，获得初级工程应用经验，为将来从事专业工作建立基础。
二、设计要求燃烧量对蒸汽母线压力：G(s)= —?——r+ 100^+11、査阅资料，深入掌握钢铁工业过程的工作原理及控制要求，绘制出钢铁工业生产过程工艺流程图。
2、设计控制方案。
(1)根据燃烧对象特性及控制要求，完成燃烧量的选择、执行器、变送器的选择、控制仪表选择等方案设计。
过程控制系统课程设计讲解
过程控制系统课程设计报告书课设小组：第四小组目录摘要 (1)第一章课程设计任务及说明 (2)1.1课程设计题目 (2)1.2 课程设计内容 (3)1.2.1 设计前期工作 (3)1.2.2 设计工作 (4)第二章设计过程 (4)2.1符号介绍 (4)2.2水箱液位定制控制系统被控对象动态分析 (6)2.3压力定制控制系统被控对象动态分析 (7)2.4串级控制系统被控对象动态分析 (7)第三章压力P2 定值调节 (8)3.1 压力定值控制系统原理图 (8)3.2 压力定值控制系统工艺流程图 (8)第四章水箱液位L1定值调节 (9)4.1 水箱液位控制系统原理图 (9)4.2 水箱液位控制系统工艺流程图 (9)第五章锅炉流动水温度T1调节串级出水流量F2调节的流程图 (10)5.1串级控制系统原理图 (10)5.2串级控制系统工艺流程图 (11)第六章控制仪表的选型 (12)6.1 仪表选型表 (12)6.2现场仪表说明 (13)6.3 DCS I/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置表 (14)第七章控制回路方框图 (15)总结 (16)参考文献 (16)摘要过程控制课程设计是过程控制课程的一个重要组成部分。
通过实际题目、控制方案的选择、工程图纸的绘制等基础设计和设计的学习，培养学生理论与实践相结合能力、工程设计能力、创新能力，完成工程师基本技能训练。
使学生在深入理解已学的有关过程控制和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统设计方法、系统设计原则的基础上，结合联系实际的课程设计题目，使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法，初步掌握控制系统的工程性设计步骤，进一步增强解决实际工程问题的能力。
关键词：过程控制设计 DCS第一章课程设计任务及说明1.1课程设计题目：附图为某过程控制实验装置的P&ID图，该图为一示意图，并不完全符合规范。
根据该图，请完成以下任务：不完全符合规范的P&ID图1、指出该图不符合“自控专业工程设计用图形符号和文字代号（HG/T20637.2）”的地方。