蒸发器E1201系统控制方案
蒸发器E1201系统控制方案
蒸发器E1201系统控制方案—2012年“西门子杯”全国大学生工业自动化挑战赛大赛主题：绿色与安全沈阳建筑大学广思源队2012年7月8日方案设计依据、范围及相关标准1.设计依据（1）2012年西门子杯全国大学生自动化挑战赛设计开发型竞赛组分赛区考题及其初赛评分细则。
（2）新一代高级多功能过程控制实训系统（SMPT-1000）说明。
（3）SIMATIC PCS7使用手册及产品目录。
2.设计范围本设计包括基础过程控制系统（BPCS）方案设计、安全相关系统（SRS）方案设计、自控设备的选型以及仪表电源供给方案设计。
3.设计遵循的标准和规范（1）HG/T 20636-1998 《自控专业设计管理规定》（2）HG/T 20637-1998 《自控专业工程设计文件的编制规定》（3）HG/T 20638-1998 《自控专业工程设计文件深度的规定》（4）HG/T 20639-1998 《自控专业工程设计用典型图表及标准目录》（5）HG 20505-2000 《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》（6）HG/T 20507-2000 《自动化仪表选型设计规定》（7）HG/T 20509-2000 《仪表供电设计规定》（8）HG 20512-1992 《仪表配管、配线设计规定》（9）HG/T 20519-1992 《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》（10）HG 20556-1993 《化工厂控制室建筑设计规定》（11）HG 20559-1993 《管道仪表流程图设计规定》（12）GB/T 21109-2007 《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》（13）IEC61882 《危险与可操作性分析应用指南》序言针对本次西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛设计开发型的被控装置——蒸发器E1201，本参赛队按照自控系统设计规范，进行了工程方案的设计。
自控工程设计常用的方法是由工艺专业提条件，自控与工艺专业一起讨论确定控制方案，确定开、停车以及紧急事故处理方案等。
0 认识小锅----工艺流程
手操阀说明 ：
位号 HV1101
执行机构说明 锅炉上水管线调节阀旁路阀
工艺流程介绍
经处理的软化水进入除氧器V1101上部的除氧头，进行热力除氧，软化水流量为 FI1106，温度为常温20℃，经由调节阀FV1106进入除氧器V1101顶部。除氧蒸汽分两 路，一路进入热力除氧头，管线上设有调节阀PV1101；另外一路进入除氧器下水箱， 管线上设有开关阀XV1106。除氧的目的是防止锅炉给水中溶解有氧气和二氧化碳，对 锅炉造成腐蚀。热力除氧是用蒸汽将给水加热到饱和温度，将水中溶解的氧气和二氧 化碳放出。除氧器压力为PI1106，除氧器液位为LI1101。软化水在除氧器底部经由上 水泵P1101泵出，进入锅炉汽包。
执行机构说明 锅炉上水管线调节阀 直接去省煤器的锅炉上水管线调节阀 去减温器的锅炉上水管线调节阀
燃料管线调节阀 过热蒸汽管线调节阀
软化水管线调节阀 除氧蒸汽管线调节阀
鼓风机变频 烟道挡板
开关阀说明 ：
位号 XV1104 XV1105 XV1106
执行机构说明 汽包顶部放空阀 过热蒸汽管线开关 通入除氧器下水箱的除氧蒸汽管线开关阀
工艺流程介绍
加热炉工艺流程
热物料
FV 1105
FI 1105
TI 1104
FI 1103
PT 1101
FV 1104
双效蒸发电仪控制技术要求有哪些内容
双效蒸发电仪控制技术要求有哪些内容双效蒸发电仪是一种用于高效地将水分离出来并产生电力的设备。
在整个过程中，控制技术起着至关重要的作用，它决定着设备能否稳定、高效地工作。
下面将从技术要求和控制策略两个方面对双效蒸发电仪控制技术要求进行详细分析。
技术要求1.温度控制：在蒸发过程中，控制系统需要能够实时监测和调节蒸发器和冷凝器的温度。
合理的温度控制可以保证蒸发效率，避免过高或过低的温度对设备产生影响。
2.流量控制：控制系统需要对进水和排水的流量进行精确控制，以保证蒸发器和冷凝器内部的水分能够得到充分循环和利用。
合理的流量控制可以有效提高设备的能效，保证设备的正常运行。
3.压力控制：在蒸发电仪的运行过程中，压力是一个重要的参数。
控制系统需要能够实时监测和调节蒸发器和冷凝器的压力，以保证设备在安全范围内运行。
4.能效优化：双效蒸发电仪是一种高效节能的设备，控制系统需要能够根据实时的工况和负荷情况对设备进行调整，以实现能效的最大化。
需要考虑设备的规模和容量，根据需要进行灵活的调整，以保证设备能够以最低的能耗实现最大的产出。
控制策略1.自动化控制：双效蒸发电仪的控制系统需要具备自动化的能力，能够根据预设的参数和实时的工况自动对设备进行调节和控制。
自动化控制可以减少人工操作和管理成本，提高设备运行的稳定性和可靠性。
2.远程监测：现代的控制系统需要具备远程监测的能力，可以通过互联网等方式实时监测设备的运行状态和参数。
这样可以及时发现设备的异常情况，提前进行预警和处理，保证设备的安全和稳定运行。
3.智能优化：控制系统需要具备智能优化的能力，可以根据实时的工况和负荷情况对设备进行智能调整和优化。
通过数据分析和算法优化，实现能效的最大化，降低设备的运行成本。
4.系统集成：控制系统需要与设备的其他系统进行集成，实现信息的共享和资源的协同利用。
比如与数据采集系统、能源管理系统的集成，实现设备运行数据的共享和管理，提高整个系统的效率。
基于自适应PID的蒸发器温度控制系统
基于自适应PID的蒸发器温度控制系统作者：王效陶嗣巍来源：《现代职业教育.高职本科》 2015年第5期王效，陶嗣巍（内蒙古民族大学机械工程学院，内蒙古通辽 028000）［摘要］采用参数辨识法建立蒸发器的温度传递函数，设计模糊PID控制器并对蒸发器温度控制过程进行仿真，采用模糊PID控制器对蒸发器的温度控制过程进行实际控制，均获得了良好的控制效果。
从仿真与实验两方面验证了模糊PID控制器的控制效果优于传统PID控制器。
［关键词］ SMPT-1000蒸发器；模糊PID控制器；温度控制；传递函数［中图分类号］G712［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2015）13-0122-02蒸发器的温度控制过程具有非线性、强耦合、时变和大迟滞等特性，主要采用常规的PID控制方法。
该方法具有算法简单，可靠性高的特点。
但对非线性、强耦合、时变和大迟滞控制过程，会出现整定不良、性能欠佳等问题。
模糊控制器是近年来发展起来的一种新型控制器，适用于非线性对象，能够获得较高的收敛速度和控制精度。
其优点是不要求掌握被控对象的数学模型，根据人工控制规则组织控制决策表，然后由该表决定控制量的大小，但其控制精度一般不高。
将模糊控制和PID控制两者结合起来，扬长避短，既具有模糊控制灵活、适应性强的特点又具有PID控制精度高的特点。
一、实验装置和工艺流程（一）实验装置简介高级多功能过程控制实训系统SMPT-1000是一款将全数字仿真技术与实物外观模拟装置相结合，集多种实验功能于一体的，以工业锅炉为原型的半实物仿真实验装置。
它以工业锅炉和蒸发器为仿真对象，给出了水汽热能全流程动态仿真模型，可以真实地反映过程工业实际生产过程中的各种特效，具有仿真成本低，模型准确的特点。
（二）工艺流程蒸发器的工艺流程如下图所示，待浓缩的稀液由蒸发器上部的管路进入蒸发器E1201，吸收过热蒸汽提供的热量，稀液中的水分变成二次蒸汽从蒸发器顶部排出，浓缩液从蒸发器底部排出。
蒸发器温度控制系统方案
蒸发器温度控制系统方案(总12页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除1 设计任务液氨蒸发器采用出口产品温度为主被控变量，加热蒸汽流量为副被控变量。
主、副对象的传递函数分别为：011()(201)(301)G s s s =++， 0.1021()0.21sG s e s -=+主、副扰动通道的传递函数分别为：11()0.21f G s s =+， 2()1f G s =试分别采用单回路控制和串级控制设计温度控制系统。
设计要求如下：（1）分别进行控制方案设计，给出相应的闭环系统原理图； （2）对设计的控制系统进行仿真，整定控制器参数；（3）给出系统的跟踪性能和抗干扰性能仿真，包括一次扰动和二次扰动； （4）对不同控制方案对系统的影响做对比分析。
2 整体方案设计单回路控制变量的选择对于被控量和操作量选择的原则，其中，被控量选择的原则是能直接反映生产过程中产品产量和质量，选择的结果直接影响生产，因此此设计的被控量是温度。
操纵量是克服扰动影响、使系统重新恢复平稳运行的积极因素，应该遵循快速有效的克服干扰的原则去选择操纵量，因此此设计的操纵量是加热蒸汽流量。
串级控制系统的选择串级控制系统选择主变量时要遵循以下原则：在条件许可的情况下，首先应尽量选择能直接反应控制目的的参数为主变量；其次要选择与控制目的有某种单值对应关系的间接单数作为主变量；所选的主变量必须有足够的变化灵敏度。
故在本系统中选择出口产品温度作为主变量。
副回路的设计质量是保证发挥串级系统优点的关键。
副变量的选择应遵循以下原则：应使主要干扰和更多的干扰落入副回路；应使主、副对象的时间常数匹配；应考虑工艺上的合理性、可能性和经济型。
故选择本系统中的加热蒸汽流量为副变量。
又因为外环是主回路，内环是副回路，所以温度调控是主回路。
控制器的选择PID控制器的参数整定是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
120series-IM-TS UE温度开关说明书中文
安装与维护说明书
安装维护前，请先通读说明书，并参阅最后一页推荐的操作、保修、厂家责任。
概述
错误的使用此项产品会导致爆炸及人员伤亡。在安装 前一定要仔细阅读并理解此产品的性能及特点以确保 使用的安全。
这个设备仅只能用于 CLASS I，DIVISIONS 1 & 2, GROUPS B,C 以及 D；CLASS II，DIVISIONS 1 & 2,GROUPS E, F 和 G；CLASS III， 或是非危险情况的区域。
注意事项： 美国联合电器控制公司推荐在选择和安装UE压力和 温度控制的过程中注意下列的事项。在安装前，必须 详细阅读和理解安装和维护说明。 1．为了避免损害器件，耐压和最高温度不能超过说
明书内允许的范围，即使是短暂的过程中。操作 中可以允许在启动和测试时达到最大压力和最高 温度，但是在连续操作中，，一定要严格安装范 围制定的数据来操作。长时间的工作在最大压力 和最高温度下会减小传感器的寿命。 2．一个备用件在恶劣环境应用中非常必要，如元件 的损坏可能会危及到生命和财产，或高低限的失 控将导致系统崩溃。 3．必须要注意控制器量程的选择，确保在无意甚至 有意的情况下的设定值错误选择也不会导致系统 安全上有隐患。 4．在震动，冲击的地方或者温度变化大的地方不会 损害或影响控制器，但是在潮湿的地方要将入口 点密封起来防止湿气的进入。 5．出货后禁止改变或修整元件，如果必须更改，必 须先要和UE公司咨询。 6．要注意对元件的监控，注意元件是否有设定点飘 移或者显示错误的情况发生，如果有，立刻要对 元件进行检查。 7．对元件进行预防性的维护和定期的检查是很重要 的，可以检查元件是否有损害，这些可能会危及 到财产和人员安全。 8．对于所有的元件，在使用前都必须检查出厂设置。 9．说明书中规定的额定功率一定不能超过。超载将 会对元件进行损害。电线单元一定要安照当地或 国际的标准选择正确的型号安装。 10． 不要把元件安装在一个环境温度超过说明书制 定范围的环境中 质量保证体系： 在质保期间，如果材料或者工艺出现的问题，将由出 售者负责免费维修或者更换。但是这些服务只限于从 购买产品起的36个月内。
蒸发器清洗装置电控系统的创新设计
蒸发器清洗装置电控系统的创新设计摘要：采用数控方式控制清洗装置，以伺服驱动器和伺服电机构成的半闭环伺服系统；设计了清洗装置的电气控制系统，包括电源系统、主控制单元、继电器系统、手持单元、分度转盘、液压回路与气动系统和开关量输入输出信号。
关键词：蒸发器清洗；数控系统；伺服驱动；电气控制面对现场自动清洗作业的工作环境，清洗装置需要满足防尘、低噪音、抗腐蚀、抗高温、高效能等要求。
使用数控系统是采用开放式体系结构设计的世纪星系列HNC-210B数控系统，内置嵌入式工业PC、内嵌式PLC接口于一体，以数控方式控制机械装置，针对自动清洗作业时的特点及功能需求，设计了以华中数控系统为主控制单元的电气控制系统。
1控制系统的设计清洗装置的控制系统以世纪星系列HNC-210B数控系统为主控制单元，配置10.4英寸的彩色液晶显示屏和手持单元接口，内嵌式PLC接口与传感器和送管器机构的开关量信号连接，XY向直线导轨机构和回转支撑机构上的伺服电机通过伺服驱动器与主控制单元相连，从而形成高性能、配置灵活、结构紧凑、易于使用和可靠性高的控制系统，可以同时控制XY向直线导轨机构上的4个直线进给轴和回转支撑机构上的1个旋转轴，支持4轴联动。
XY向直线导轨机构和回转支撑机构上的伺服电机通过伺服驱动器与主控制单元连接，构成伺服控制系统；送管器机构、传感器及手摇脉冲盒通过内嵌式PLC接口与主控制单元相连构成电气控制系统；液晶显示屏被主控制单元集成在一起，构成了控制操作台，对清洗装置的运行实施控制和监视，清洗装置总体控制系统框图如图1所示。
图1清洗装置控制系统总体结构框图2 伺服控制系统蜂窝式蒸发器内的加热管遍布于整个圆形蒸发器内，清洗装置需对每根加热管进行清洗，XY向直线导轨机构和回转支撑机构构成的定位系统需对平面内每个加热管进行精确定位，因此需要伺服电机和伺服驱动单元构成的伺服系统对定位系统实施位置控制。
2.1伺服控制系统的结构为满足自动清洗作业的要求和保证自动清洗作业能准确和高效的完成，采用可靠的、精度高且运动惯量较小的伺服系统是必须的，其包括主控制单元、伺服驱动器和伺服电机组成。
一种多效蒸发器全自动温度控制系统[实用新型专利]
![一种多效蒸发器全自动温度控制系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/709cc6326f1aff00bfd51e72.png)
专利名称：一种多效蒸发器全自动温度控制系统专利类型：实用新型专利
发明人：张元志
申请号：CN202020625012.4
申请日：20200423
公开号：CN212538373U
公开日：
20210212
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种多效蒸发器全自动温度控制系统，包括配合使用的压缩机、排气管、支管、冷凝器一、冷凝器二、节流阀一、节流阀二、增压泵和蒸发器，压缩机通过排气管与冷凝器一且通过支管与冷凝器二相连接，节流阀一安装于排气管上，节流阀二安装于支管上，支管的末端与排气管相连接，排气管的末端与增压泵相连接，增压泵通过管道与蒸发器相连接，蒸发器包括蒸发器本体和安装于蒸发器本体上的温度检测机构，温度检测机构由温度传感器和PLC控制器组成，温度传感器安装于蒸发器本体上且通过线路与PLC控制器相连接。
本实用新型在蒸发器上安装有温度检测装置，可以对蒸发器的温度进行实时监测，提高蒸发器工作时的安全性。
申请人：南京启瑞水处理设备工程有限公司
地址：210008 江苏省南京市玄武区珠江路88号新世界中心A4423
国籍：CN
代理机构：南京业腾知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：马威
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一种蒸发器中冷冻水流量的调节方法[发明专利]
![一种蒸发器中冷冻水流量的调节方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5f851f500a1c59eef8c75fbfc77da26925c5968d.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810565732.3(22)申请日 2018.06.04(71)申请人 张家港市金腾化工机械制造有限公司地址 215616 江苏省苏州市张家港市塘桥镇鹿苑经济开发区金腾化工机械(72)发明人 徐伟锋 金益鸣 褚春 (74)专利代理机构 南京天华专利代理有限责任公司 32218代理人 夏平(51)Int.Cl.F25B 39/02(2006.01)(54)发明名称一种蒸发器中冷冻水流量的调节方法(57)摘要本发明公开了一种可根据蒸发器中水温的变化而改变循环泵功率的蒸发器中冷冻水流量的调节方法，其具体步骤为：当水温≥15度时，循环泵以大于等于95％的功率运行，当水温≤零下10时，循环泵以52％的功率运行；当水温>零下10而≤零下5度时，循环泵以60％的功率运行；当水温>零下5度而≤零度时，循环泵以68％的功率运行；当水温>零度而≤5度时，循环泵以76％的功率运行；当水温>5度而≤10度时，循环泵以84％的功率运行；当水温>10而<15度时，循环泵以92％的功率运行。
本发明所述的调节方法可广泛地用应于各种冷冻机组中。
权利要求书1页 说明书2页CN 108870809 A 2018.11.23C N 108870809A1.一种蒸发器中冷冻水流量的调节方法，该调节方法基于：用于控制冷冻水流量的循环泵由变频电机或者由变频器控制的电机驱动，蒸发器的出口处设置有温度传感器；所述调节方法的具体步骤为：当水温≥15度时，循环泵以大于等于95％的功率运行，当水温≤零下10时，循环泵以52％的功率运行；当水温>零下10而≤零下5度时，循环泵以60％的功率运行；当水温>零下5度而≤零度时，循环泵以68％的功率运行；当水温>零度而≤5度时，循环泵以76％的功率运行；当水温>5度而≤10度时，循环泵以84％的功率运行；当水温>10而<15度时，循环泵以92％的功率运行。
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蒸发器E1201系统控制方案—2012年“西门子杯”全国大学生工业自动化挑战赛大赛主题：绿色与安全沈阳建筑大学广思源队2012年7月8日方案设计依据、范围及相关标准1.设计依据（1）2012年西门子杯全国大学生自动化挑战赛设计开发型竞赛组分赛区考题及其初赛评分细则。
（2）新一代高级多功能过程控制实训系统（SMPT-1000）说明。
（3）SIMATIC PCS7使用手册及产品目录。
2.设计范围本设计包括基础过程控制系统（BPCS）方案设计、安全相关系统（SRS）方案设计、自控设备的选型以及仪表电源供给方案设计。
3.设计遵循的标准和规范（1）HG/T 20636-1998 《自控专业设计管理规定》（2）HG/T 20637-1998 《自控专业工程设计文件的编制规定》（3）HG/T 20638-1998 《自控专业工程设计文件深度的规定》（4）HG/T 20639-1998 《自控专业工程设计用典型图表及标准目录》（5）HG 20505-2000 《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》（6）HG/T 20507-2000 《自动化仪表选型设计规定》（7）HG/T 20509-2000 《仪表供电设计规定》（8）HG 20512-1992 《仪表配管、配线设计规定》（9）HG/T 20519-1992 《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》（10）HG 20556-1993 《化工厂控制室建筑设计规定》（11）HG 20559-1993 《管道仪表流程图设计规定》（12）GB/T 21109-2007 《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》（13）IEC61882 《危险与可操作性分析应用指南》序言针对本次西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛设计开发型的被控装置——蒸发器E1201，本参赛队按照自控系统设计规范，进行了工程方案的设计。
自控工程设计常用的方法是由工艺专业提条件，自控与工艺专业一起讨论确定控制方案，确定开、停车以及紧急事故处理方案等。
本次工程设计的主要任务包括：（1）接受工艺等专业的设计条件，提出设备、管道、电气等专业的设计条件；（2）负责生产装置的检测、控制、报警、联锁/停车和监控/管理计算机系统的设计；（3）负责检测仪表、控制系统及其辅助设备和安装材料的选型设计；（4）负责PLC、ESD和上位计算机（监控、管理）的系统设置、功能要求和设备选型，并参加软件的编制工作；（5）负责控制室、仪表车间的设计。
大赛要求以一个实用的控制工程项目为背景，大赛组委会作为甲方发布工程项目的控制需求，各参赛队伍以乙方身份，根据甲方对于安全、稳定、绿色生产的要求，完成工程方案设计，并进入现场实施工程项目。
目录第一章蒸发器E1201对象分析 (6)1.1 蒸发器E1201对象描述 (6)1.1.1 蒸发器工艺流程的描述 (6)1.1.2 蒸发器E1201对象工艺过程简介 (8)1.2 蒸发器控制任务描述 (8)1.3 蒸发器特性分析 (8)1.3.1 状态图描述 (8)1.3.2 蒸发器特性分析 (11)1.3.3 被控参数特性分析 (12)第二章蒸发器控制方案设计 (13)2.1 总体方案设计原则 (14)2.2 基础过程控制系统(BPCS) (14)2.2.1 基础过程控制系统设计原则 (14)2.2.3 蒸发器温度-蒸汽流量串级控制 (19)2.2.4蒸发器液位-稀液流量串级控制 (21)2.2.5 蒸发器蒸发系统综合控制方案表 (24)2.2.6 开车顺序控制 (24)2.2.7 正常停车顺序控制 (25)2.3 蒸发器控制节能减排 (25)2.3.1 蒸发器开车过程中的节能 (26)2.3.2 蒸发器控制方案设计中的节能减排 (26)2.4 安全相关系统（SRS） (26)2.4.1 安全相关系统设计原则 (26)2.4.2 安全相关系统设计步骤 (27)2.4.3 蒸发器安全分析与保护层设计 (28)2.4.4 安全相关系统设计 (39)2.5蒸发器系统动态模型的建立 (41)2.5.1基本原理 (41)2.5.2模型建立 (43)2.6 蒸发器仪表流程图（P&ID） (44)第三章自控设备的选择 (46)3.1 控制装置的选择 (46)3.1.1 DCS/SIS选型 (46)3.1.2 系统输入输出模块配置 (47)3.1.3 系统软件配置 (53)3.2 检测仪表和执行机构的选择 (54)3.3 系统配置 (56)3.3.1 系统配置图 (57)3.3.2 仪表回路图 (60)第四章仪表供电系统设计 (62)4.1 仪表供电要求 (62)4.2仪表供电配电设计 (63)4.3 系统连接 (68)第五章控制方案实施 (69)5.1 通信网络实施 (69)5.2 控制功能实施 (69)第六章经济效益分析 (74)6.1、经济分析 (74)6.1.1 生产规模预测 (74)6.2项目成本、经济效益预测分析 (74)6.2.1成本预测分析（2012年） (74)6.2.2经济效益预测分析（2012年） (76)6.2.3 投资利润率 (76)6.2.4投资利税率 (76)6.2.5 销售净利润率 (76)6.2.6 盈亏平衡分析 (76)第一章 蒸发器E1201对象分析只有在充分了解被控对象的基础上才能进行控制方案的设计，这里首先对被控装置蒸发器进行对象特性分析。
1.1 蒸发器E1201对象描述1.1.1 蒸发器工艺流程的描述蒸发器是通过加热，使溶液浓缩或者从溶液中析出物质的设备。
蒸发器向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化，同时，提供较大空间使气液两相完全分离。
它被广泛用于化工、轻工等行业。
蒸发器的主要控制指标是最终产品的浓度。
蒸发器主要由两个部分组成：加热室和蒸发室：其中加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化；蒸发室使气液两相完全分离。
加热室中产生的蒸汽带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸汽分离。
通常除沫器设在蒸发室的顶部。
本次大赛所提供的蒸发器为SMPT-1000型蒸发器，其工艺流程图如图1.1所示：二次蒸汽冷凝水浓缩液过热蒸汽FI1201FI1105FV1201FV1105PI1201FI1203FV1203LI1201TI1201FI1202FV1202稀液蒸发器E1201图1.1 系统工艺流程图被控对象的检测仪表说明和执行机构说明分别见表1-1和1-2：表1-1 检测仪表说明位号检测点说明单位FI1105 过热蒸汽流量Kg/sFI1201 稀液流量Kg/sFI1202 浓缩液流量Kg/sFI1203 二次蒸汽流量Kg/sLI1201 蒸发器液位%TI1201 蒸发器温度℃PI1201 蒸发器压力M Pa表1-2 执行机构说明位号执行机构说明FV1105 过热蒸汽管线调节阀FV1201 蒸发器入后稀液管线调节阀FV1202 蒸发器底部出口浓缩液管线调节阀FV1203 蒸发器顶部出口二次蒸汽管线调节阀1.1.2 蒸发器E1201对象工艺过程简介蒸发器是一类有相变的换热装置，在过程工业中广泛应用于浓缩、提纯等环节。
满足工艺要求的过热蒸汽由蒸发器E1201 中部通入蒸发器夹套，过热蒸汽流量为FI1105，过热蒸汽管道上设调节阀FV1105。
经过换热后的过热蒸汽变为冷凝水排出。
待浓缩的稀液由蒸发器上部进入蒸发器，在与过热蒸汽换热后，稀液中的水分变成二次蒸汽由蒸发器顶部排出，浓缩液则由蒸发器底部排出。
稀液流量为FI1201，析液流量管线设调节阀FV1201。
浓缩液流量为FI1202，浓缩液流量管线设调节阀FV1202。
二次蒸汽流量为FT1203，二次蒸汽流量管线设调节阀FV1203。
蒸发器压力为PI1201，温度为TI1201，液位为LI1201。
1.2 蒸发器控制任务描述针对本次控制对象的控制任务，具体分为以下三个方面：（1）满足生产指标的考虑：在浓缩液流量稳定的前提下，保证浓缩液中组分（糖分）维持在7.4%~7.6%的波动范围之内。
所有操作要保证有序进行，工况要保持全程稳定，并要充分考虑生产过程中可能出现的异常工况。
（2）满足节能指标的考虑：出于对效能、环境等因素的考虑，要求在控制系统的设计和实施中对过热蒸汽用量等能耗等指标予以充分考虑。
（3） 满足控制指标的要求：从生产单元冷态起，按照开车步骤实施全自动顺序控制，保证开车稳步进行，保证系统无扰投运。
1.3 蒸发器特性分析1.3.1 状态图描述为了便于对蒸发器进行对象分析，更系统、更全面的了解和掌握控制对象的特性，下面采用系统描述语言——状态图对蒸发器装置进行描述，状态图能够清楚表达系统的所有状态及其转移条件，其中图1.2给出了系统正常工作过程的状态图，图1.3给出了系统紧急停车时的状态图。
并且表1-3和表1-4分别为系统工作状态列表和条件列表。
1243S1S2S3S4S5S1.1S1.2S1.3S2.1S2.2S2.3S2.4S3.1S3.2S3.3S4.1S4.2S4.3终止状态正常停车起始状态冷态开车稳态工况StopS6S7S8S9图1.2 系统正常工作状态图12356S6S7S8S941t2t图1.3 紧急停车状态图符号内容符号内容0 初始状态S1.1打开阀FV12011 冷态开车S1.2LI1201达到80%2 稳态工况S1.3设置控制器LIC1201设定值并投自动3 正常停车S2.1打开阀FV12024 终止状态S2.2打开阀FV12035 紧急停车S2.3流量FI1202超过1.6kg/s6 紧急处理S2.4设置控制器FIC1202设定值并投自动S1 进料S3.1打开阀FV1105S2 LI1201稳定在80%S3.2温度TI1201超过99℃S3 浓缩液出口流量稳定在1.74Kg/sS3.3设置控制器TIC1201设定值并投自动S4 蒸发器温度稳定在108℃S4.1提升负荷，调节阀FV1202S5 蒸发器的出口流量稳定在4.63Kg/sS4.2流量FI1202超过4.5Kg/sS6 关闭阀FV1202S4.3设置控制器FIC1202设定值并投自动 S7 关闭阀FV1105表系统1-3 工作状态表表1-4 条件列表符号 内容ready 所有阀门全部处于关闭状态start按下开车按钮S8 关闭阀FV1203 S9 关闭阀FV1201stop 按下停车按钮a1 按下紧急停车按钮或紧急停车联锁自动启动t1 蒸发器温度T1201超过200℃t2 蒸发器液位高于90％1.3.2 蒸发器特性分析通过上述状态图描述可以知道被控对象——蒸发器是一个复杂的控制系统。
其主要输入变量主要有过热蒸汽流量FI1105和稀液流量FI1201等，输出变量主要有二次蒸汽流量FI1203、冷凝水、浓缩液流量FI1202。