5.1 精馏塔控制系统
精馏塔温度控制系统设计
精馏塔温度控制系统设计精馏塔是一种常见的化工设备，用于分离液体混合物中的成分。
精馏塔温度控制系统的设计是确保精馏塔能够稳定运行，提高产品质量和产量的关键。
下面将详细介绍精馏塔温度控制系统的设计原理和步骤。
精馏塔温度控制系统的设计原理是根据精馏塔内部的物料性质和工艺要求，通过控制介质的流量和温度来实现温度的稳定控制。
精馏塔内部通常分为多个段落，每个段落都有一个特定的温度要求。
温度的控制涉及到对塔釜的加热和冷却以及介质的流量调节。
1.确定控制目标：根据工艺要求和产品规格，确定需要控制的温度范围和偏差，以及控制精度要求。
2.确定控制方法：根据工艺特点和实际情况，选择适合的控制方法。
常见的控制方法包括比例控制、比例积分控制、比例积分微分控制等。
3.确定传感器：选择合适的温度传感器，用于测量精馏塔内部的温度。
常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻等。
4.确定执行器：根据控制目标和方法，选择合适的执行器。
常见的执行器包括电动调节阀、蒸汽控制阀等。
5.设计控制回路：根据控制方法和控制器的性能，设计控制回路。
控制回路包括传感器、控制器和执行器。
6.参数整定：根据实际情况和反馈调整，优化控制回路的参数。
参数整定通常包括比例增益、积分时间和微分时间等。
7.验证和优化：通过实际运行验证控制系统的性能，并根据实际情况进行反馈调整和优化。
总之，精馏塔温度控制系统的设计是确保精馏塔能够稳定运行，提高产品质量和产量的关键。
设计步骤包括确定控制目标、控制方法、传感器和执行器的选择、设计控制回路、参数整定以及验证和优化。
合理的设计能够使温度控制更加稳定和可靠。
精馏塔回流罐液位控制系统设计
精馏塔回流罐液位控制系统设计
系统结构设计：
精馏塔回流罐液位控制系统的结构设计通常包括液位传感器、液位控
制器、执行器以及控制回路。
其中，液位传感器用于实时测量液位，并将
测量值传输给液位控制器；液位控制器通过对接收到的液位信号进行处理，并输出控制信号给执行器，以调节回流液流入罐内的流量。
传感器选择：
在液位传感器的选择上，可以考虑使用压力传感器、雷达传感器、超
声波传感器等。
不同的传感器具有不同的测量原理和特性，选择合适的传
感器需要考虑到系统的要求，例如精度、可靠性、响应速度等。
液位控制器选择：
液位控制器的选择可以根据控制要求和技术特性进行。
常见的液位控
制器包括PID控制器、模糊控制器、自适应控制器等。
选择合适的液位控
制器需要考虑到系统的动态性能、抗干扰能力、稳态误差等因素。
控制策略设计：
控制参数调整：
控制参数调整是液位控制系统设计中一个重要的环节。
通过对液位控
制器的参数进行调整，可以提高系统的响应速度、稳定性和抗干扰能力。
常用的方法包括试验法、数学建模法、自整定法等。
系统性能评估：
对于设计好的精馏塔回流罐液位控制系统，需要进行系统性能评估。
评估指标通常包括系统的稳态误差、调节时间、超调量等。
通过对系统性能的评估，可以判断设计的优劣，并进行优化改进。
总结：
精馏塔回流罐液位控制系统设计是一个综合性的工程项目，需要考虑多个因素的综合影响。
通过合理的系统结构设计、传感器选择、液位控制器选择、控制策略设计、参数调整和系统性能评估，可以设计出一个性能优良的精馏塔回流罐液位控制系统。
先进控制系统
先进控制系统在工业生产过程中,一个良好的控制系统不但要保护系统的稳定性和整个生产的安全性,满足一定约束条件,而且应该带来一定的经济效益和社会效益,然而设计这样的控制系统会遇到很多困难,特别是复杂工业过程往往具有不确定性(环境结构和参数的未知性, 时变性,随机性,突变性),非线性,变量间的关联性以及信息的不完全性和大纯滞后性等, 要想获得精确的数学模型十分困难.因此,对于过程控制系统的设计,已不能采用单一基于定量的数学模型的传统控制理论和控制技术,必须进一步开发高级的过程控制系统,研究先进的过程控制规律,以及将现有的控制理论和方法向过程控制领域移植和改造等方面受到越来越多的控制界的关注. 世界各国在加强建模理论,辨识技术,优化控制,最优控制,高级过程控制等方面进行研究,推出了从实际工业过程特点出发,寻求对模型要求不高,在线计算方便,对过程和环境的不确定性有一定适应能力的控制策略和方法,如自适应控制系统,预测控制系统, 稳健控制系统,智能控制系统等先进控制系统.对于含有大量不确定性和难于建模的复杂系统,基于知识的专家系统,模糊控制,人工神经网络控制,学习控制和基于信息论的智能控制等应运而生,它们在许多领域都开始得到了应用,成为自动控制的前沿学科之一. 由于变量间的关联,使系统不能正常平稳运行,出现各类解耦控制系统.对于大纯滞后系统自1957 年史密斯提出Smith 预估补偿器以来,又相继出现了各种改进Smith 预估补偿方法,如观测补偿器控制方案,内模控制,双控制器,达林控制算法,纯滞后对象采样控制等,但均尚未完全真正解决.人们还在继续努力想方设法寻求解决办法.针对信息不完全性出现了推断控制系统和软测量技术.本章就目前应用较多且取得经济效益的预测控制, 软测量技术发展及应用等方面作一些简单介绍,以推动先进控制技术的应用. 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.这些控制策略的先进性在于它们目前在工业过程中尚很少使用.尽管先进控制的定义并不严格和统一,但是先进控制的任务确是十分明确的,即用来处理那些采用常规PID 控制效果不好,甚至无法控制的复杂工业过程控制问题.先进控制最大的特点就是可以带来丰厚的回报.以石油化工为例,一个先进控制项目的年经济效益在百万元以上,其投资回收期一般在一年以内. 先进控制的特点如下所述. (1) 与传统的PID 控制不同,先进控制是一种基于模型的控制策略,如预测控制和推断控制.目前,基于知识的控制,如智能控制和模糊控制,正成为先进控制的一个重要的发展方向. (2) 先进控制通常用于处理复杂的多变量过程控制问题,如大时滞,多变量耦合,被控变量与控制变量存在各种约束的过程控制等.先进控制是建立在常规单回路控制之上的动态协调约束控制,可使控制系统适应实际工业生产过程的动态特性和操作要求. (3) 先进控制的实现需要足够的计算能力作为支持平台.由于先进控制受控制算法的先进控制系统269复杂性和计算机硬件两方面因素的影响,早期的先进控制算法通常是在上位机上实施的. 随着DCS 功能的不断增强, 更多的先进控制策略可以与基本控制回路一起在DCS 上实现. 后一种方式可有效地增强先进控制的可靠性,可操作性和可维护性.从全厂综合自动化的角度看,先进控制恰好处在承上启下的重要地位.性能良好的先进控制是在线优化得以有效实施的前提,并进而可将企业领导者的经营决策,生产管理和调度的有关信息及时落实到各生产装置的实际运行中,并可真正实现全厂的综合优化控制.作为一个整体,先进控制系统应该包括从数据采集处理,数学模型建立,先进控制策略到工程实施的全部内容. 应用先进控制技术可以取得如下结果. (1) 保证装置平稳操作,大大减少方均差. (2) 实现产品质量卡边操作,提高目标产品的收率,显著提高经济效益. (3) 降低能耗,提高处理量,全面提高工艺装置的自动控制水平和整体经济效益. (4) 能保证物理过程和化学反应的条件, 在线寻找和实现最优的生产条件, 是实现"安, 稳,长,满,优"的有力工具. (5) 实践证明, 先进控制是在现有装置和DCS 基础上挖潜增效的一种有效的技术手段, 具有投资少,见效快以及有利于提高资源利用率的特点,其经济效益和社会效益显著,是一项值得开发应用的高新技术.5.1系统关联与解耦控制随着工业的发展,生产规模越来越大,在一个过程控制系统中,被控量和控制量往往不止一对,这就需要设置若干个控制回路,才能对生产过程中的多个被控量进行准确,稳定地控制.在这种情况下,多个控制回路之间就有可能存在某种程度的相互影响,这种影响称为控制系统的关联或耦合.这样的相互耦合可能妨碍各被控变量和控制变量之间的独立控制,严重时甚至会破坏各系统的正常工作. 为了消除或减小控制回路之间的这些影响,有的可以采用被控变量和控制变量的适当匹配或重新整定调节器的方法.但对于关联较为严重的系统,则一般采用附加补偿装置, 用以解除系统中各控制回路之间的耦合关系.通过对这些联系进行整定,使每个控制变量仅对与其配对的一个被控变量发生影响,而对其他的被控变量不发生影响,或者影响很小, 使各被控变量和控制变量的相互耦合消除或大为减少,把具有相互关联的多参数控制过程转化为几个彼此独立的单输入/单输出控制过程来处理,实现一个调节器只对其对应的被控过程独立地进行调节. 5.1.1 系统耦合及对控制过程的影响现以两对变量为例来分析说明系统的耦合现象及其对控制过程的影响.图 5.1 为一个精馏塔温度控制系统.图中被控量为塔顶温度T1 和塔底温度T2;控制量为回流量L 和加热蒸汽流量QH .T1C 为塔顶温度控制器(传递函数用Gc1 表示),它的输出u1 控制回流调节阀, 调节塔顶回流量L,从而实现对塔顶温度T1 的控制.T2C 为塔底温度控制器,它的输出u2 控制再沸器加热蒸汽调节阀,调节加热蒸汽流量QH,实现对塔底温度T2 的控制.显然, u1 的变化不仅影响T1,还会影响T2;同样,u2 的变化在影响T2 的同时,还会影响T1.很显然,两个控制回路之间存在耦合关系.269过程控制与自动化仪表图 5.1 精馏塔温度控制系统当塔顶温度T1 稳定在设定值T10,如果某种干扰使塔底温度T2 偏离设定值T20 降低, 塔底温度控制器T2C 的输出u2 将发生变化,使蒸汽调节阀开大,增加加热蒸汽流量QH , 期望塔底温度T2 升高并回到T20.当加热蒸汽流量QH 增加时,通过再沸器使精馏塔内的上升蒸汽流量增加,又会导致塔顶温度T1 升高.当塔顶温度T1 升高而偏离其设定值T10 时, 塔底温度控制器T1C 的输出u1 改变,使回流调节阀开大,增加回流量,期望塔顶温度T1 降低并回到T10.当回流量增加时,不但塔顶温度T1 降低,也会导致塔底温度T2 降低;塔底温度控制器T2C 的控制作用与此时塔顶温度控制器T1C 增加加热蒸汽流量QH ,期望塔底温度T2 升高并回到设定值是矛盾的.如果这种耦合严重,将影响系统的正常运行.。
精馏塔控制系统设计
精馏塔控制系统设计精馏塔控制系统是指用于控制精馏装置运行的自动化系统。
精馏塔是化工过程中常用的一种分离设备，用于将混合物按照不同组分进行分离，并获得精馏产品。
精馏塔控制系统设计的目标是实现对塔内温度、压力、流量等参数的自动调节，以保持塔的稳定运行和达到设定的产品品质和产量要求。
1.系统的安全性：由于精馏塔操作涉及到高温高压的条件，系统的安全性是首要考虑因素。
安全系统应该能及时发现并处理可能的危险情况，如超压、超温等，确保塔内的操作条件始终处于安全范围内。
2.过程控制策略：根据塔的物料性质和操作要求，设计合理的控制策略。
常见的控制策略包括温度控制、压力控制、流量控制等。
需要根据塔内的反应动力学特性和传热传质特性来优化控制策略，比如采用多变量控制或者模型预测控制等。
3.仪表设备选型：根据控制策略选择合适的仪表设备，如温度传感器、压力传感器、流量计等。
仪表设备应具有高精度、稳定性好和耐高温高压等特点，以满足精馏塔操作的要求。
4.控制系统架构设计：根据控制策略和仪表设备的选择，设计控制系统的架构。
控制系统通常包括传感器、执行器、控制器和通信网络等部分。
传感器用于测量塔内的物理参数，执行器用于调节塔内的操作条件，控制器用于处理传感器的测量信号并确定下一步的控制策略，通信网络用于传输和共享数据。
5.监控系统设计：精馏塔的操作过程需要实时监控，及时发现和处理异常情况。
监控系统应能对塔内各项参数进行实时显示和记录，并提供报警、故障诊断和数据分析等功能。
监控系统可以采用人机界面、数据采集系统、故障诊断系统等多种形式。
在精馏塔控制系统的设计中，需要充分考虑各种可能的操作变量、工艺的稳定性、产量和能耗等方面的要求。
通过合理的控制系统设计，可以实现对精馏塔的准确控制，提高产品质量和产量，降低能耗和运行成本。
5.1 精馏塔控制系统
第五章
（1）温差控制
精馏塔控制系统
在精馏中，任一塔板的温度是成分与压力的函数，影响温度变化的因素 可以是成分，也可以是压力。在一般塔的操作中，无论是常压塔、减压塔还 是加压塔，压力都是维持在很小范围内波动的，所以温度与成分才有对应关 系。但在精密精馏中，要求产品纯度很高，两个组分的相对挥发度差值很小， 由于成分变化引起的温度变化较压力变化引起温度的变化要小得多，所以微 小压力波动也会造成明显的效应。例如，苯-甲苯-二甲苯分离时，大气压变 化6.67 kPa，苯的沸点变化2 ℃，已超过了质量指标的规定。这样的气压变 化是完全可能发生的，由此破坏了温度与成分之间的对应关系。所以在精密 精馏时，用温度作为被控变量往往得不到好的控制效果，为此应该考虑补偿 或消除压力微小波动的影响。 选择温差信号作为间接质量指标时，测温点应按下述方法确定。如塔顶 馏出液为主要产品时，一个测温点应放在塔顶（或稍下一些），即成分和温 度变化较小、比较恒定的位置；而另一个检测点放在灵敏板附近，即成分和 温度变化较大、比较灵敏的位置上。然后取上述两个测温点的温度差∆T作 为被控变量，此时压力波动的影响几乎相互抵消。
第五章
精馏塔控制系统
在一定的纯度要求下，增加塔内的上升蒸汽是有利于提高产品回 收率的，但同时也意味着再沸器的能量消耗要增大。况且，任何事物 总是有一定限度的。在单位进料量的能耗增加到一定数值后，再继续 增加塔内的上升蒸汽，则产品回收率就增长不多了。精馏塔的操作情 况，必须从整个经济效益来衡量。在精馏操作中，质量指标、产品回 收率和能量消耗均是要控制的目标。其中质量指标是必要条件，在质 量指标一定的条件下应在控制过程中使产品的产量尽可能提高一些， 同时能量消耗尽可能低一些。 （4）约束条件 ） 为确保精馏塔的正常、安全运行，必须使某些操作参数限制在约 束条件之内。常用的精馏塔限制条件为液泛限、漏液限、压力限及临 界温差限等。 ① 所谓液泛限，也称气相速度限，即塔内气相速度过高时，雾 沫夹带十分严重，实际上液相将从下面塔板倒流到上面塔板，产生液 泛，破坏正常操作。 ② 漏液限也称最小气相速度限，当气相速度小于某一值时，将 产生塔板漏液，使塔板效率下降。防止液泛和漏液，可以通过塔压降 或压差来监视气相速度。
精馏塔自动控制系统设计
内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验）任务书摘要精馏塔是石油化工、医药等领域常见的生产过程装备,是较为典型的单元生产过程,精馏塔的过程变量多,各变量之间关系复杂,本文通过对精馏塔工艺、生产过程中主要的扰动变量进行分析,引出提馏段温度控制方案、精馏段温度控制方案,为工程技术人员设计精馏塔过程控制系统提供参考蒸气由塔底进入。
蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。
由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。
精馏的基本原理是将液体混合物多次部分气化和部分冷凝,利用其中各组份挥发度不同的特性，实现分离目的的单元操作。
蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。
精馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度，α）的特性，实现分离目的的单元操作。
蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。
本节以两组分的混合物系为研究对象，在分析简单蒸馏的基础上，通过比较和引申，讲解精馏的操作原理及其实现的方法，从而理解和掌握精馏与简单蒸馏的区别（包括：原理、操作、结果等方面）。
近年来出现的超重力精馏技术，使巨大的塔设备变为高度不到2米的超重力精馏机，达到增加效率、缩小体积的目的。
关键词：精馏原理，精馏塔，工艺，过程控制目录第一章精馏塔概述 (5)1.1精馏塔控制的研究背景及意义 (5)1.2精馏塔控制系统的目的 (5)第二章生产工艺 (8)2.1工艺流程的说明 (8)2.2精馏塔的控制要求及主要干扰 (11)2.3精馏塔的装置的工艺流程 (14)第三章自动装置的确定 (15)3.1PLC、DCS、FCS的发展 (15)3.2PLC、DCS、FCS的特点 (16)3.3PLC、DCS、FCS的差异 (17)第四章精馏塔控制方案设计 (20)4.1控制方案和回路的设计 (20)4.2精馏塔控制要求 (24)4.3精馏塔工艺因数影响及系统维护 (25)第五章检测仪表、执行机构和辅助仪表的选型 (27)5.1如何选择检测仪表和调节阀 (27)5.2变送器和流量仪表的选型 (27)5.3物位测量仪表的选择 (30)附录 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第一章精馏塔概述1.1 精馏塔控制的研究背景及意义精馏操作是炼油、化工生产过程中的一个十分重要的环节。
精馏塔控制系统
第6章精馏塔控制系统6、1 概述精馏就是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛得传质传热过程。
精馏得目得就是利用混合液中各组分具有不同挥发度,将各组分分离并达到规定得纯度要求、精馏过程得实质就是利用混合物中各组分具有不同得挥发度,即同一温度下各组分得蒸汽分压不同,使液相中轻组分转移到气相,气相中得重组分转移到液相,实现组分得分离、轻组分得转移提供能量;冷凝器将塔顶来得上升蒸汽冷凝为液相,并提供精馏所需得回流。
精馏过程就是一个复杂得传质传热过程、表现为:过程变量多,被控变量多,可操纵得变量也多;过程动态与机理复杂、因此,熟悉工艺过程与内在特性,对控制系统得设计十分重要。
６。
1.1 精馏塔得控制要求精馏塔得控制目标就是:在保证产品质量合格得前提下,使塔得回收率最高、能耗最低,即使总收益最大,成本最小。
精馏过程就是在一定约束条件下进行得、因此,精馏塔得控制要求可从质量指标、产品产量、能量消耗与约束条件四方面考虑。
1．质量指标精馏塔得质量指标就是指塔顶或塔底产品得纯度、通常,满足一端得产品质量,即塔顶或塔底产品之一达到规定纯度,而另一端产品得纯度维持在规定范围内、所谓产品得纯度,就二元精馏来说,其质量指标就是指塔顶产品中轻组分含量与塔底产品中重组分含量。
对于多元精馏而言,则以关键组分得含量来表示、关键组分就是指对产品质量影响较大得组分,塔顶产品得关键组分就是易挥发得,称为轻关键组分;塔底产品得关键组分就是不易挥发得,称为重关键组分、产品组分含量并非越纯越好,原因就是,纯度越高,对控制系统得偏离度要求就越高,操作成本得提高与产品得价格并不成比例增加,因此纯度要求应与使图6。
1-1 精馏塔示意图用要求适应。
２.物料平衡控制进出物料平衡,即塔顶、塔底采出量应与进料量相平衡,维持塔得正常平稳操作,以及上下工序得协调工作、物料平衡得控制就是以冷凝罐(回流罐)与塔釜液位一定(介于规定得上、下限之间)为目标得、3.能量平衡与经济平衡性指标要保证精馏塔产品质量、产品产量得同时,考虑降低能量得消耗,使能量平衡,实现较好得经济性。
精馏塔的控制方案的整体控制结构流程图各系统名称
精馏塔的控制方案的整体控制结构流程图各系统名称
精馏塔的控制方案的整体控制结构流程图包括以下系统：
1. 控制系统：负责监控和调节整个精馏塔的操作,保证其稳定运行。
2. 进料系统：负责将混合物进料到精馏塔中,控制进料的流量和温度。
3. 馏分收集系统：负责收集馏分,控制各组分的收集量和纯度。
4. 冷凝器系统：负责冷却蒸汽,将其转化为液态馏分。
5. 蒸汽系统：负责供应蒸汽,控制蒸汽流量和温度。
6. 排放系统：负责排放废气和废液。
整体流程图中,这些系统相互连接,构成一个完整的控制系统。
具体的流程图可以根据不同的精馏塔结构和生产需求而有所不同。
精馏塔控制系统说课讲解
精馏塔控制系统第6章精馏塔控制系统6.1 概述精馏是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛的传质传热过程。
精馏的目的是利用混合液中各组分具有不同挥发度，将各组分分离并达到规定的纯度要求。
精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即同一温度下各组分的蒸汽分压不同，使液相中轻组分转移到气相，气相中的重组分转移到液相，实现组分的分离。
轻组分的转移提供能量；冷凝器将塔顶来的上升蒸汽冷凝为液相，并提供精馏所需的回流。
精馏过程是一个复杂的传质传热过程。
表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多；过程动态和机理复杂。
因此，熟悉工艺过程和内在特性，对控制系统的设计十分重要。
6.1.1 精馏塔的控制要求精馏塔的控制目标是：在保证产品质量合格的前提下，使塔的回收率最高、能耗最低，即使总收益最大，成本最小。
精馏过程是在一定约束条件下进行的。
因此，精馏塔的控制要求可从质量指标、产品产量、能量消耗和约束条件四方面考虑。
1．质量指标精馏塔的质量指标是指塔顶或塔底产品的纯度。
通常，满足一端的产品质量，即塔顶或塔底产品之一达到规定纯度，而另一端产品的纯度维持在规定范围内。
所谓产品的纯度，就二元精馏来说，其质量指标是指塔顶产品中轻组分含量和塔底产品中重组分含量。
对于多元精馏而言，则以关键组分的含量来表示。
关键组分是指对产品质量影响较大的组分，塔顶产品的关键组分是易挥发的，称为轻关键组分；塔底产品的关键组分是不易挥发的，称为重关键组分。
产品组分含量并非越纯越好，原因是，纯度越高，对控制系统的偏离度要求就越高，操作成本的提高和产品的价格并不成比例增加，因此纯度要求应与使图6.1-1 精馏塔示意图用要求适应。
2．物料平衡控制进出物料平衡，即塔顶、塔底采出量应和进料量相平衡，维持塔的正常平稳操作，以及上下工序的协调工作。
物料平衡的控制是以冷凝罐（回流罐）与塔釜液位一定（介于规定的上、下限之间）为目标的。
3．能量平衡和经济平衡性指标要保证精馏塔产品质量、产品产量的同时，考虑降低能量的消耗，使能量平衡，实现较好的经济性。
精馏塔物料平衡控制DCS系统设计
第五章精馏塔物料平衡控制DCS系统设计5.1 DCS系统硬件设计JX-300X DCS系统的硬件配置包括：①通信系统：通信系统是选择DCS系统的关键环节之一。
随着计算机网络通信技术的发展和市场的需求，大多数DCS系统都以开放系统为标准来设计其通信系统。
②人-机接口：人-机接口是DCS系统的操作站部分。
③接口单元：这里的接口单元是指DCS系统与本系统之外产品的接口单元。
主要有DCS系统与上位计算机的接口，与气相工业色谱的接口及与可编程控制器的接口。
高可靠性是过程控制系统的第一要求。
冗余技术是计算机系统可靠性设计中常采用的一种技术，是提高计算机系统可靠性的最有效方法之一。
控制系统从结构上充分地采用了冗余技术。
本系统对于主控卡XP243X、数据转发卡XP233、重要I/O点对应的I/O卡件、网络通讯等都设计了1:1冗余，采用冗余结构不仅能避免控制系统的局部故障扩大事故，保证机组安全稳定运行，同时也保证设备故障的在线排除，从而消除事故隐患。
本系统的卡件备用硬件实时监听工作硬件信息，内部数据实时与工作硬件保持一致，一旦工作硬件出现故障，备用硬件即可随时参与工作，不存在切换问题，也就避免了切换时对系统造成的扰动。
本系统配置如图4.1所示。
系统安装完成后可使用ping指令进行调试，使其设备间彼此都实现通讯。
脱丁烷塔测点不是很多，经过整理得到实际测点15个，其中AI点6个，AO 点7个,DI点1个，DO点1个，据此得出系统硬件配置，如表5.1所示。
表5.1 系统硬件配置5.2 DCS系统的组态设计5.2.1 I/O组态确定了系统的硬件配置，这样可以开始进行主机设置。
该系统测点较少，需要一个控制站，一个操作站、工程师站，分别命名为OS130、ES130。
图5.1 主机设置主机设置完成以后，可以进行控制站的I/O 组态，I/O 组态主要包括下面的一些内容：1. 数据转发卡设置2. I/O 卡件设置3. 信号点设置数据转发卡组态是对某一控制站内部的数据转发卡在SBUS-S2 网络上的地址以及卡件的冗余情况等参数进行组态。
精馏塔PID控制系统简介
精馏塔PID控制系统简介一、PID控制系统单回路控制系统通常是指由一个检测元件及一个变送器、一个控制器、一个执行器、一个被控对象所组成的一个闭合回路的控制系统，又称简单控制系统或单参数控制系统。
单回路控制系统是所有过程控制系统中最简单、最基本、应用最广泛和最成熟的一种，约占控制回路的80%以上，适用于被控对象滞后时间较小、负荷和干扰变化不大、控制质量要求不很高的场合。
控制器在冶金、石油、化工、电力等各种工业生产中应用极为广泛。
要实现生产过程自动控制，无论是简单的控制系统，还是复杂的控制系统，控制器都是必不可少的。
控制器是工业生产过程自动控制系统中的一个重要组成部分。
它把来自检测仪表的信号进行综合，按照预定的规律去控制执行器的动作，使生产过程中的各种被控参数，如温度、压力、流量、液位、成分等符合生产工艺要求。
主要介绍在工业控制中有一定影响力的DDZ-Ⅲ型控制器的控制规律、构成原理和使用方法。
二、控制器的控制规律：在自动控制系统中，由于扰动作用的结果使被控参数偏离给定值，从而产生偏差，控制器将偏差信号按一定的数学关系，转换为控制作用，将输出作用于被控过程，以校正扰动作用所造成的影响。
被控参数能否回到给定值上，以怎样的途径、经过多长时间回到给定值上来，即控制过程的品质如何，不仅与被控过程的特性有关，而且也与控制器的特性，即控制器的规律有关。
所谓控制器的控制规律，就是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律。
这种规律反映了控制器本身的特性。
控制器的基本控制规律由比例（P）、积分（I）、微分（D）三种。
这三种控制规律各有其特点。
三、精馏塔主要测量控制点的测控方法、装置和设备的报警连锁简介1、塔釜上升蒸汽量的控制：塔釜上升蒸汽量是由塔釜加热电压来决定的，控制塔釜加热电压即可控制塔釜上升蒸汽量执2、回流比控制：3、塔釜液位控制液位设置有上、下限报警功能：当塔釜液位超出上限报警值时，仪表输出报警信号给塔釜常闭电磁阀，电磁阀接收到信号后开启，塔釜排液；当塔釜液位降至上限报警值以下时，仪表停止输出信号，电磁阀关闭，塔釜停止排液。
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影响精馏塔温度不稳定的因素主要是来自外界来的干扰。 一般情况下精馏塔塔釜的温度 ， 我们是通过控制精馏塔 釜内灵敏板的温度来控制的 。 以往调节只是采用灵敏板 温度调节器单一 回路调节 ，调节反应慢 ， 时间滞后 ，对 精馏操作而言 ，产品的纯度很难保证 。精馏塔的控制最 终目标是： 在保证产品质量的前提下 ，使回收率最高，
能耗最小 ， 或使总收益最大 。在这个情况为了更好实现 精馏的目标就有了提馏段温度控制系统的产生。
精馏塔提馏段基本方案
——精馏塔提馏段单回路温度控制方案
在再沸器中 ， 用蒸汽加热塔釜液产生蒸汽 ，然后在塔釜 中与下降物料进行传热传质 。为了保证生产过程顺利进
行 ， 需要把提馏段温度θ保持衡关系 对提留段内任一塔板j作物料平衡计算 ，其组分的物料平 衡关系为：
式中 ，Vs表示各层塔板的上升蒸汽量 ，Yj为塔板 上气相 的轻组分浓度 ， Ls为提留段内各层踏板的下流液体流量， Xj- 1是从j- 1 快塔板留下的液相中轻组分浓度 ，B为塔釜 采出量 ，X为塔釜采出物轻组分的浓度。
工艺流程图
硬件
控制系统硬件采用可靠PLC总线工业
控制机为主控机, 下挂多回路智能调 节器方式.其结构设计为直接数据采 集、冗余并行分布式控制结构.该系 统硬件结构设计框图如上图所示.工 业控制机和智能调节器都可作为直 接控制级设备完成控制任务, 工业控 制机还执行对全部过程参数的监测 等功能. 工业控制机和智能调节器都 具有自诊断和智能逻辑判断功能, 二 者之间采用多路智能通讯硬件支持 下的标准R s 一2 3 2 c 通讯方式传递 信息.工业控制机通过自诊断和逻辑 判断可自动选择, 或由操作人员人为 选择某一种控制级设备的控制信号 输出到现场, 从而实现自诊断功能和 智能判断功能支持下的冗余并行控 制.
过程控制课程设计——精馏塔的均匀控制系统设计
- --目录1 精馏塔控制系统介绍 (1)1.1精馏塔原理 (1)1.2控制要求及干扰因素 (1)2 设计任务及要求 (2)3 均匀控制系统 (2)3.1均匀控制概念 (2)3.2均匀控制系统特点 (4)4设计方案选择 (5)4.1方案一简单均匀控制 (5)4.2方案二串级均匀控制 (5)5 系统各器件选型 (7)5.1检测转换元件的选择、性能参数 (7)5.2调节阀气开气关式选择 (9)6.系统仿真与分析 (11)7.小结与体会 (12)参考文献 (13)精馏塔的均匀控制系统设计1 精馏塔控制系统介绍1.1 精馏塔原理精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸汽由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸汽中转移，蒸汽中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸汽愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。
由塔顶上升的蒸汽进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸汽返回塔中，另一部分液体则作为釜残液取出。
蒸馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度）的特性，实现分离目的的单元操作。
蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。
1.2 控制要求及干扰因素为了保证精馏生产工序安全、高效持续进行,改造生产工艺提出如下控制要求:(1) 保证产品质量。
以塔顶产品的纯度作为质量参数进行控制,构建质量控制系统。
(2) 保证平稳生产。
首先要使精馏塔的进料参数保持稳定;其次为了维持塔的物料平衡,要控制塔顶和塔底产品采出量,使其和等于进料量;再次塔内的储液量应保持在限定的范围内;最后要控制塔内压力稳定。
精馏塔塔釜温度控制系统
摘要在石油、轻工、化工等生产过程中，常常需要将原料、中间产物或粗产品中的组成部分进行分离，而精馏是最常用的方法。
精馏是石油、化工等众多生产过程中广泛应用的传质过程，通过精馏过程，使混合物料中的各组分分离，分别达到规定的纯度。
分离的机理是利用混合物中各组分的挥发度不同（沸点不同），使液相中的轻组分（低沸点）和汽相中的重组分（高沸点）相互转移，从而实现分离。
精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝冷却器、回流罐及回流泵等组成。
精馏塔是一个多输入多输出的多变量过程，内在机理较为复杂、动态响应迟缓、变量之间相互关联，不同的塔结构差别很大，而工艺对控制的要求又较高，所以确定精馏塔的控制方案是一个极为重要的课题。
我们此次设计就是要设计一个精馏塔温度的控制系统。
要求当物料进入精馏塔时，塔釜的温度可控并且温度恒定，保证生产的连续性。
关键词：精馏、多输入多输出、动态响应。
第1章绪论精馏塔是化工生产中分离互溶液体混合物的典型分离设备。
它是依据精馏原理对液体进行分离，即在一定压力下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同，使轻组份（即沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽化。
经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，也就是说在提馏段上升的轻组分的易挥发组分逐渐增多，难挥发组分逐渐减少，而下降液相中易挥发组分逐渐减少，难挥发组分逐渐增多，从而实现分离的目的，满足化工连续化生产的需要。
精馏塔塔釜温度控制的稳定与否直接决定了精馏塔的分离质量和分离效果，控制精馏塔的塔釜温度是保证产品高效分离，进一步得到高纯度产品的重要手段。
维持正常的塔釜温度，可以避免轻约分流失，提高物料的回收率；也可减少残余物料的污染作用。
影响精馏塔温度不稳定的因素主要是来自外界来的干扰（如进料流量，温度及成分等的变化对温度的影响）。
一般情况下精馏塔塔釜的温度，我们是通过控制精馏塔釜内灵敏板的温度来控制的。
灵敏板是当外界条件或负荷改变时精馏塔内温度变化最灵敏的一块塔板。
精馏塔控制系统
第6章精馏塔控制系统6.1 概述精馏是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛的传质传热过程。
精馏的目的是利用混合液中各组分具有不同挥发度，将各组分分离并达到规定的纯度要求。
精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即同一温度下各组分的蒸汽分压不同，使液相中轻组分转移到气相，气相中的重组分转移到液相，实现组分的分离。
轻组分的转移提供能量；冷凝器将塔顶来的上升蒸汽冷凝为液相，并提供精馏所需的回流。
精馏过程是一个复杂的传质传热过程。
表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多；过程动态和机理复杂。
因此，熟悉工艺过程和内在特性，对控制系统的设计十分重要。
6.1.1 精馏塔的控制要求精馏塔的控制目标是：在保证产品质量合格的前提下，使塔的回收率最高、能耗最低，即使总收益最大，成本最小。
精馏过程是在一定约束条件下进行的。
因此，精馏塔的控制要求可从质量指标、产品产量、能量消耗和约束条件四方面考虑。
1．质量指标精馏塔的质量指标是指塔顶或塔底产品的纯度。
通常，满足一端的产品质量，即塔顶或塔底产品之一达到规定纯度，而另一端产品的纯度维持在规定范围内。
所谓产品的纯度，就二元精馏来说，其质量指标是指塔顶产品中轻组分含量和塔底产品中重组分含量。
对于多元精馏而言，则以关键组分的含量来表示。
关键组分是指对产品质量影响较大的组分，塔顶产品的关键组分是易挥发的，称为轻关键组分；塔底产品的关键组分是不易挥发的，称为重关键组分。
产品组分含量并非越纯越好，原因是，纯度越高，对控制系统的偏离度要求就越高，操作成本的提高和产品的价格并不成比例增加，因此纯度要求应与使图6.1-1 精馏塔示意图用要求适应。
2．物料平衡控制进出物料平衡，即塔顶、塔底采出量应和进料量相平衡，维持塔的正常平稳操作，以及上下工序的协调工作。
物料平衡的控制是以冷凝罐（回流罐）与塔釜液位一定（介于规定的上、下限之间）为目标的。
3．能量平衡和经济平衡性指标要保证精馏塔产品质量、产品产量的同时，考虑降低能量的消耗，使能量平衡，实现较好的经济性。
5.1 串级控制系统
主、副变量间应有一定的内在联系，选择与主变量有 一定关系的某一中间变量作为副变量；选择的副变量就是 操纵变量本身。
图10-4 精馏塔塔釜温度与加热蒸汽 流量串级控制系统 1-精馏塔；2-再沸器
5.1.3 控制器参数的工程整定
两步整定法：先整定副环，再稳定主环。 系统运行工况稳定后，主、副控制器运行在纯比例作
用条件下，将主控制器比例度1调到100%，逐渐减小副 控制器比例度2，按4:1（或其它比值）衰减曲线法整定 副环，获得副环相应的2s和T2s。
在副环2=2s条件下，逐渐减小主控制器比例度1， 按4:1衰减曲线法整定主环，获得主环相应的1s和T1s。
干扰F1作用于主对象 主回路控制，及时改变副变量的数值 ，稳定主变量。
干扰（ F2 、 F1 ）同时作用于副对象和主对象 作用方向相同，主、副回路共同控制，加强、加快；
作用方向相反，主、副控制能相互抵消一部分，控制平稳。
串级控制系统结构:
串级控制系统由主、副两个控制系统串级工作组成。
具有两个对象、两个被控变量、两个控制器、两个控制回
要使系统的主要干扰被包含在副回路内。
图10-5 加热炉出口温度与燃料油压力串级控制系统 尽可能使副回路包含更多的次要干扰。 考虑到主、副对象时间常数的匹配，以防“共振”的发 生。
例如前面管式加热炉中，如果主要干扰来自燃料油的压 力波动时，应选择燃料油压力作为副变量，图10-6所示的加 热炉原料油出口温度与燃料油压力串级控制系统。
图5-1 管式加热炉出口温度控制系统
图10-2是管式加热炉出口温度串级控制系统，主对象为受 热管道，温度对象1，输出变量为原料出口温度1，主控制 器为T1C；副对象为炉膛及燃烧装置，温度对象2，输出变 量为炉膛温度2，副控制器为T2C；操纵变量为燃料流量.
精馏塔提馏段串级控制系统设计1111111
目录引言 ··········································································错误!未定义书签。
第一章精馏塔的自动控制 ················································错误!未定义书签。
1.1 控制目的·······························································错误!未定义书签。
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第五章
精馏塔控制系统
③ 压力限是指塔的操作压力的限制，一般设最大操作压力限， 即塔的操作压力不能过大，否则会影响塔内的气液平衡，若严重 超限甚至会影响安全生产。 ④ 临界温差限主要是指再沸器两侧间的温差，当这一温差低 于临界温差时，传热系数急剧下降，传热量也随之下降，无法保 证塔的正常传热需要。 因此，在确定精馏塔的控制方案时，必须考虑到上述的约束 条件，以使精馏塔工作于正常操作区内。 2．扰动分析 ． 和其他化工过程一样，精馏是在一定的物料平衡和能量平衡 的基础上进行的。一切因素均通过物料平衡和能量平衡影响塔的 正常操作。影响物料平衡的因素包括进料流量和进料成分的变化， 以及顶部馏出物及底部出料的变化。影响能量平衡的因素主要是 进料温度（或热焓）的变化、再沸器加热量和冷凝器冷却量的变 化，此外还有塔的环境温度变化等。同时，物料平衡和能量平衡 之间又是相互影响的。
第五章
精馏塔控制系统
5.1.1 精馏塔的工艺要求和扰动分析
1．工艺要求 ． 要对精馏塔实施有效的自动控制，必须首先了解精馏塔的控制 目标。一般说来，精馏塔的控制目标，应该在保证产品质量合格的 前提下，使塔的总收益（利润）最大或总成本最小 使塔的总收益（ 使塔的总收益 利润）最大或总成本最小。因此，精馏塔 的工艺要求应该从质量指标、产品产量和能量消耗三方面考虑。任 何精馏塔的操作情况也同时受约束条件的制约，因此，在考虑精馏 塔控制方案时一定要把这些因素考虑进去。 （1）保证质量指标 ） 质量指标（即产品纯度）必须符合规定的要求。一般应使塔顶 或塔底产品之一达到规定的纯度，另一个产品的纯度也应该维持在 规定的范围之内。在某些特定情况下，也有要求塔顶和塔底的产品 均应保证一定的纯度要求的。所谓产品的纯度，就二元精馏来说， 是指塔顶产品中轻组分的含量和塔底产品中重组分的含量。对多元 精馏而言，则以关键组分的含量来表示。关键组分是指对产品质量 影响较大的组分，塔顶产品的关键组分是易挥发的，称为轻关键组 分；塔底产品的关键组分是不易挥发的，称为重关键组分。
第五章
精馏塔控制系统
5.1 精馏塔控制系统
精馏过程是现代化工、炼油等工业生产中应用极为广泛的 一种传质过程，其目的 目的是利用混合液中各组分挥发度的不同， 目的 将各组分进行分离并达到规定的纯度要求。分离的机理 机理是利用 机理 混合物中各组分的挥发度不同（沸点不同），也就是在同一温 度下，各组分的蒸汽分压不同这一性质，使液相中的轻组分 （低沸物）转移到气相中，而气相中的重组分（高沸物）转移 到液相中，从而实现分离。 一般的精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐及 回流泵等设备组成，如图5.1所示。再沸器为混合物液相中的 轻组分转移提供能量；冷凝器将塔顶来的上升蒸汽冷凝为液相 并提供精馏所需的回流；精馏塔是实现混合物组分分离的主要 设备，其一般形式为圆柱形体，内部装有提供汽液分离的塔板， 塔身设有混合物进料口和产品出料口。
第五章
精馏塔控制系统
1．采用温度作为间接产品质量指标 最常用的间接产品质量指标是温度。温度之所以可选作 间接产品质量指标，是因为对于一个二元组分的精馏塔来说， 在一定压力下，沸点和产品成分之间有单值的对应关系。因 此，只要塔压恒定，塔板的温度就反映了成分。对于多元精 馏塔来说，情况则较为复杂。然而在炼油和石油化工生产中， 许多产品都是由一系列碳氢化合物的同系物所组成的，在一 定的压力下，保持一定的温度，成分的误差就可忽略不计。 在其余情况下，压力的恒定总是使温度参数能够反映成分变 化的前提条件。由上述分析可见，在温度作为反映质量指标 的控制方案中，压力不能有剧烈波动，除常压塔外，温度控 制系统总是与压力控制系统联系在一起的。 采用温度作为间接产品质量指标时，选择塔内哪一点的 温度作为被控变量，应根据实际情况加以选择，主要有以下 几种。
第五章
精馏塔控制系统
在石油化工和炼油生产中，温差控制已成功地应用于苯-甲苯二甲苯、乙烯-乙烷、丙烯-丙烷等精密精馏系统。要应用得好，关 键在于选点正确、温差设定值合理（不能过大）及操作工况稳定。 （2）温差差值（双温差）控制 在精馏塔进行精密精馏操作时，采用温差控制也存在着不足之 处，即当物料的进料流量波动时，会引起塔内成分的变化和塔内压 力的变化。这两者均会引起温差变化，这时温差与产品的纯度就不 再呈现单值对应关系，温差控制难以满足工艺生产对产品纯度的要 求。采用温差差值控制可克服这一不足，满足精密精馏操作的工艺 要求。 采用温差差值控制后，若由于进料流量波动引起塔压变化对温 差的影响，则在塔的精馏段（上段）和提馏段（下段）同时出现， 而精馏段温差减去提馏段温差的差值就消除了压降变化对质量指标 的影响。从应用温差差值控制的许多精密精馏生产过程的操作来看， 在进料流量波动的影响下仍能获得符合质量指标的控制效果。
第五章
精馏塔控制系统
在精馏塔操作中使产品合格很重要。显然，如果产品质量 不合格，其价值就将远远低于合格产品。但绝不是说质量越高 越好。由于质量超过规定，产品的价值并不因此而增加；而产 品产量却可能下降，同时操作成本（主要是能量消耗）会增加 很多。因此，总的价值反倒下降了。由此可见，除了要考虑使 产品符合规格外，还应同时考虑产品的产量和能量消耗。 （2）产品产量指标 ） 化工产品的生产，要求在达到一定质量指标的前提下，应 得到尽可能高的收率。这对于提高经济效益显然是有利的。由 精馏原理可知，用精馏塔进行混合物的分离是要消耗一定能量 的，要使分离的产品质量越高，产品产量越多，所需的能量也 就越大。故除了产品纯度与产品收率之间的关系，还必须考虑 能量消耗因素。 （3）能耗要求和经济性指标 ） 精馏过程中消耗的能量主要是再沸器的加热量和冷凝器的 冷却量消耗；此外，塔和附属设备及管线也要散失部分能量。
第五章
精馏塔控制系统
图5.1 精馏塔的物料流程
第五章Βιβλιοθήκη 精馏塔控制系统在实际生产过程中，精馏操作可分为间歇精馏 精馏操作可分为间歇精馏 和连续精馏两种，对石油化工等大型生产过程，主 和连续精馏两种 连续精馏。精馏塔是精馏过程的关键设备， 要采用连续精馏 连续精馏 它是一个非常复杂的对象。在精馏操作中，被控变 量多，可以选择的操纵变量也多，它们之间又可以 有各种不同的组合，所以控制方案繁多。由于精馏 塔对象的控制通道很多，反应缓慢，内在机理复杂， 各变量之间相互关联，加上工艺生产对控制要求又 较高，因此在确定控制方案前必须深入分析工艺特 性，总结实践经验，结合具体情况，设计出合理的 控制方案。
第五章
精馏塔控制系统
在一定的纯度要求下，增加塔内的上升蒸汽是有利于提高产品回 收率的，但同时也意味着再沸器的能量消耗要增大。况且，任何事物 总是有一定限度的。在单位进料量的能耗增加到一定数值后，再继续 增加塔内的上升蒸汽，则产品回收率就增长不多了。精馏塔的操作情 况，必须从整个经济效益来衡量。在精馏操作中，质量指标、产品回 收率和能量消耗均是要控制的目标。其中质量指标是必要条件，在质 量指标一定的条件下应在控制过程中使产品的产量尽可能提高一些， 同时能量消耗尽可能低一些。 （4）约束条件 ） 为确保精馏塔的正常、安全运行，必须使某些操作参数限制在约 束条件之内。常用的精馏塔限制条件为液泛限、漏液限、压力限及临 界温差限等。 ① 所谓液泛限，也称气相速度限，即塔内气相速度过高时，雾 沫夹带十分严重，实际上液相将从下面塔板倒流到上面塔板，产生液 泛，破坏正常操作。 ② 漏液限也称最小气相速度限，当气相速度小于某一值时，将 产生塔板漏液，使塔板效率下降。防止液泛和漏液，可以通过塔压降 或压差来监视气相速度。
第五章
精馏塔控制系统
（3）中温控制 在某些精馏塔上，也有把温度检测点放在加料板附近的塔 板上的，甚至以加料板自身的温度作为被控变量，这种做法常 称为中温控制。从其设计意图来看，中温控制的目的是希望能 及时发现操作线左右移动的情况，并得以兼顾塔顶和塔底成分 的效果。在有些精馏塔上，中温控制取得了较好的效果。但当 分离要求较高，或是进料浓度变动较大时，中温控制难以正确 反映塔顶或塔底的成分。 2．采用具有压力补偿的温度参数作为间接产品质量指标 用温度作为间接质量指标有一个前提，即塔内压力应恒 定。虽然一般情况下都设有精馏塔的塔压控制系统，但对精密 精馏等控制要求较高的场合，微小的压力变化将会影响温度与 组分之间的关系，造成产品质量难以满足工艺的要求，为此需 对压力的波动加以补偿，常用的有温差控制和双温差控制。
第五章
精馏塔控制系统
5.1.2
精馏塔被控变量的选择
精馏塔被控变量的选择，指的是实现产品质量控制、 保证产品质量指标的选择。精馏塔产品质量指标的选择有 两类：直接产品质量指标和间接产品质量指标。 精馏塔最直接的质量指标是产品成分。近年来成分检 测仪表的发展很快，特别是工业色谱的在线应用，出现了 直接按产品成分来控制的方案，此时检测点就可放在塔顶 或塔底。然而由于成分分析仪表价格昂贵，维护保养复杂， 采样周期较长（即反应缓慢，滞后较大），可靠性不够， 再加上成分分析针对不同的产品组分，品种上较难一一满 足，因而在应用受到了一定限制。 基于以上原因，目前在精馏操作中，主要选择间接产 品质量指标作为被控变量。在此重点讨论间接产品质量指 标的选择。
第五章
精馏塔控制系统
（1）塔顶（或塔底）的温度控制 一般来说，如果希望保持塔顶产品符合质量要求，即主要产 品在顶部馏出时，以塔顶温度作为控制指标，可以得到较好的效 果。同样，为了保证塔底产品符合质量要求，以塔底温度作为控 制指标较好。为了保证另一产品的质量在一定的规格范围内，塔 的操作要有一定的裕量。例如，如果主要产品在顶部馏出、操纵 变量为回流量的话，再沸器的加热量要有一定的富裕，以使在任 何可能的扰动条件下，塔底产品的规格都在一定限度以内。 采用塔顶（或塔底）的温度作为间接质量指标，似乎最能反 映产品的情况，实际上并不尽然。当要分离出较纯的产品时，邻 近塔顶的各板之间温差很小，所以要求温度检测装置有极高的精 确度和灵敏度，这在实际上却很难满足。不仅如此，微量杂质 （如某种更轻的组分）的存在，以及塔内压力的波动，会使沸点 起相当大的变化，这些扰动很难避免。因此，目前除了像石油产 品的分馏即按沸点范围来切割馏分的情况之外，凡是要得到较纯 成分的精馏塔，现在往往不将检测点置于塔顶（或塔底）。