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化工儀表自動化ppt下載

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上傳時間:
2018-01-16
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189846
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化工PPT

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化工儀表自動化ppt

這是一個關(guān)于化工儀表自動化ppt,包括了基本要求,簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng),自控系統(tǒng)基本類型,術(shù)語介紹,常見執(zhí)行器,PID控制器,常見復(fù)雜控制形式等內(nèi)容,中石化催化裂化裝置高級技師培訓(xùn)班技師/高級技師要會初級工、中級工、高級工和技師/高級技師所有的題庫內(nèi)容。簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)又稱單回路反饋控制系統(tǒng),是指由一個被控對象、一個測量變送器、一個控制器和一只調(diào)節(jié)閥所組成的單回路閉合控制系統(tǒng)。它是石油、化工等許多部門生產(chǎn)過程中最常見、應(yīng)用最廣泛、數(shù)量最多的控制系統(tǒng)。簡單控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,投資少,易于調(diào)整和投運,能滿足一般生產(chǎn)過程控制要求,因而應(yīng)用很廣泛。它尤其適用于被控對象純滯后小,時間常數(shù)小,負(fù)荷和干擾變化比較平緩,或者對被控變量要求不太高的場合。簡單控制系統(tǒng)常用被控變量來劃分,最常見的是溫度、壓力、流量、液位和成分等五種控制系統(tǒng)。 任何一個簡單的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng),可以概括成由兩大部分組成:一部分是為實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)所必須的自動化裝置;另一部分是自動化裝置控制下的生產(chǎn)設(shè)備。最基本的自動化裝置主要由三部分構(gòu)成:測量元件與變送器:其作用就是測量并將測量結(jié)果轉(zhuǎn)化為一種特定的信號,傳送給自動調(diào)節(jié)器。自動調(diào)節(jié)器:接受變送器送來的信號,與工藝需要保持的定值相比較得出偏差,并按某種運算規(guī)律算出結(jié)果,然后將結(jié)果用特定信號發(fā)送給執(zhí)行器,歡迎點擊下載化工儀表自動化ppt哦。

化工儀表自動化ppt是由紅軟PPT免費下載網(wǎng)推薦的一款化工PPT類型的PowerPoint.

中石化催化裂化裝置高級技師培訓(xùn)班技師/高級技師要會初級工、中級工、高級工和技師/高級技師所有的題庫內(nèi)容。簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)又稱單回路反饋控制系統(tǒng),是指由一個被控對象、一個測量變送器、一個控制器和一只調(diào)節(jié)閥所組成的單回路閉合控制系統(tǒng)。它是石油、化工等許多部門生產(chǎn)過程中最常見、應(yīng)用最廣泛、數(shù)量最多的控制系統(tǒng)。簡單控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,投資少,易于調(diào)整和投運,能滿足一般生產(chǎn)過程控制要求,因而應(yīng)用很廣泛。它尤其適用于被控對象純滯后小,時間常數(shù)小,負(fù)荷和干擾變化比較平緩,或者對被控變量要求不太高的場合。簡單控制系統(tǒng)常用被控變量來劃分,最常見的是溫度、壓力、流量、液位和成分等五種控制系統(tǒng)。 任何一個簡單的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng),可以概括成由兩大部分組成:一部分是為實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)所必須的自動化裝置;另一部分是自動化裝置控制下的生產(chǎn)設(shè)備。最基本的自動化裝置主要由三部分構(gòu)成:測量元件與變送器:其作用就是測量并將測量結(jié)果轉(zhuǎn)化為一種特定的信號,傳送給自動調(diào)節(jié)器。自動調(diào)節(jié)器:接受變送器送來的信號,與工藝需要保持的定值相比較得出偏差,并按某種運算規(guī)律算出結(jié)果,然后將結(jié)果用特定信號發(fā)送給執(zhí)行器。執(zhí)行器:根據(jù)自動調(diào)節(jié)器發(fā)出的信號改變閥門的開啟度。 簡單控制系統(tǒng)由被控對象、測量變送單元、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器組成。 過渡過程的品質(zhì)指標(biāo) 最大偏差 在衰減振蕩過程中,最大偏差就是第一個波的峰值A(chǔ),上圖所示。當(dāng)然,最大偏差是越小越好,其值越大就表示被調(diào)參數(shù)偏離給定值也越大,偏離的時間也越長。即系統(tǒng)離開規(guī)定的工藝參數(shù)指標(biāo)也越遠(yuǎn),但不能超過工藝規(guī)定的被調(diào)參數(shù)的短暫最大偏離值,否則就會影響產(chǎn)品質(zhì)量或引起事故。故工藝技術(shù)人員和操作人員,要提出允許最大偏差值。有時也用超調(diào)量B來表示被調(diào)參數(shù)偏離給定值的程度,即圖中第一個峰值A(chǔ)與新穩(wěn)定值C的差值,即B=A-C。衰減比 衰減比是表示過渡過程振蕩劇烈程度的一個指標(biāo)。用它可以判斷是否衰減以及衰減的程度,實際上就是判斷調(diào)節(jié)系統(tǒng)能否建立新的平衡狀態(tài),以及建立平衡狀態(tài)的快慢程度。衰減比就是衰減振蕩過程前后兩個波的峰值之比,在上圖中,就是B:B’,習(xí)慣上表示為n:1。一般希望衰減比為4:1,即被調(diào)參數(shù)在經(jīng)過兩個波峰以后就可以認(rèn)為是穩(wěn)定下來了。根據(jù)工藝情況不同,一般取n為4到10之間。余差和過渡時間 當(dāng)過渡過程結(jié)束后,被調(diào)參數(shù)的新穩(wěn)態(tài)值與給定值的差值,叫做余差。在上圖中以C表示。一般希望余差越小越好,但在實際生產(chǎn)中也并不是要求任何調(diào)節(jié)系統(tǒng)的余差都很小。 從干擾作用發(fā)生的時刻起,直到系統(tǒng)又建立新的平衡穩(wěn)態(tài)值的±5%這一范圍之內(nèi)所經(jīng)歷的時間,叫過渡時間或調(diào)節(jié)時間,如上圖中的Tp。顯然,過渡時間力求短一些為好。振蕩周期振蕩周期Ts就是衰減過程振蕩一次所需要的時間,即被調(diào)參數(shù)變化從第一個波峰到同側(cè)第二個波峰之間的時間。在相同的衰減比下,例如4:1,參數(shù)都是經(jīng)過兩次振蕩之后就可以回到穩(wěn)態(tài)值,因此振蕩周期短,則被調(diào)參數(shù)達到穩(wěn)態(tài)值的時間就短,一般希望Ts小一點,但也不能太小,否則被調(diào)參數(shù)波動頻率就高,儀表的工作就頻繁,會使儀表使用壽命縮短。 以上五項指標(biāo)中,只有余差是靜態(tài)特性,其余的都是屬于動態(tài)特性。 電磁閥是利用電磁力的作用,推動閥芯換位,以實現(xiàn)氣流或液流換向的閥類。執(zhí)行器的組成 薄膜式和活塞式 調(diào)節(jié)機構(gòu) 偏心閥特別適用于高粘度,高壓差,流通能力大,以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求密封,可調(diào)范圍寬(100:1)的場合?刂崎y所能控制的最大流量Qmax與最小流量Qmin的比值,稱為控制閥的可調(diào)范圍或可調(diào)比。 正反作用 執(zhí)行機構(gòu)和閥體的組合形式 儲罐液位調(diào)節(jié)系統(tǒng),當(dāng)調(diào)節(jié)閥裝在出口管線上時,應(yīng)選風(fēng)開式調(diào)節(jié)閥。流量特性 調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律,是指調(diào)節(jié)器的輸入和輸出之間的關(guān)系。調(diào)節(jié)器的輸入信號是給定值x(t)與測量值y(t)之差,即偏差e(t)。 e(t)=x(t)- y(t) 調(diào)節(jié)器的輸出信號是送到執(zhí)行機構(gòu)的控制命令p(t)。因此,調(diào)節(jié)器的輸出信號p(t)隨輸入信號e(t)變化的規(guī)律,即調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律。 調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)規(guī)律有比例,積分和微分等幾種。工業(yè)上所用的調(diào)節(jié)規(guī)律是其基本規(guī)律之間不同的組合。不同的調(diào)節(jié)規(guī)律適用不同特性和要求的工藝生產(chǎn)過程。若對調(diào)節(jié)器的選用不當(dāng),不是白白增加投資,就是不能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。 雙位調(diào)節(jié)的動作規(guī)律是當(dāng)測量值大于給定值時,調(diào)節(jié)器的輸出為最。ɑ蜃畲螅,而當(dāng)測量值小于給定值時,則輸出為最大(或最。,即調(diào)節(jié)器只有兩個輸出值。相應(yīng)的調(diào)節(jié)機構(gòu)也只有開和關(guān)兩個極限位置。 純比例控制 用數(shù)學(xué)形式表示,可寫成: P=Kpe 式中 P—比例調(diào)節(jié)器的輸出變化 Kp—比例系數(shù), e一調(diào)節(jié)器偏差輸入值 在一般比例調(diào)節(jié)器的刻度盤上,都不直接用比例系數(shù)Kp作為刻度,而習(xí)慣用比例度δ(或稱比例帶,比例范圍)來刻度。 比例度的意義 就是使調(diào)節(jié)器輸出變化滿刻度時,偏差輸入對應(yīng)于滿刻度的百分?jǐn)?shù)。是調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)的倒數(shù),即δ=1/Kp×100%。比例度δ越小,調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kp就越大,它的動作就越靈敏。反之,比例度越大,放大倍數(shù)就越小,調(diào)節(jié)器的動作就越不靈敏。調(diào)節(jié)器的比例作用功能有兩點:一是把測量值和給定比較,得出偏差;二是發(fā)出一個與偏差大小成比例的輸出信號去控制調(diào)節(jié)閥。 積分控制器(I) 調(diào)節(jié)器的輸出是偏差隨時間的積分 積分控制器的作用是消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差,只要有偏差存在,調(diào)節(jié)器輸出會不斷變化,直到偏差為0。但積分控制有時會改變系統(tǒng)的穩(wěn)定性,降低系統(tǒng)響應(yīng)速度,所以一般不單獨采用積分作用,而與比例作用配合使用。 比例(P):依偏差的大小來動作,越小作用越強。積分(I):依偏差是否存在來動作,越小作用越強。微分(D):依偏差變化速度來動作,越大作用越強。參數(shù)過強,會引起振蕩;過弱,不起作用。比例度、積分時間、微分時間均應(yīng)合適。 調(diào)節(jié)參數(shù)整定通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工程整定,使控制器獲得最佳參數(shù),即過渡過程要有較好的穩(wěn)定性與快速性。一般希望調(diào)節(jié)過程具有較大的衰減比,超調(diào)量要小些,調(diào)節(jié)時間越短越好,又要沒有余差。對于定值控制系統(tǒng),一般希望有4:1的衰減比,即過程曲線振動一個半波就大致穩(wěn)定。如對象時間常數(shù)太大,調(diào)整時間太長時,可采用10:1衰減。有了以上最佳標(biāo)準(zhǔn),就可整定控制器參數(shù)在最佳值上。 最常用的整定方法有經(jīng)驗法、臨界比例度法、衰減曲線法和反應(yīng)曲線法等。 臨界比例度法是應(yīng)用較廣的一種整定調(diào)節(jié)器參數(shù)的方法。它的特點是不需要求得被控對象的特性,而直接在閉環(huán)情況下進行參數(shù)整定。具體整定方法如下:先在純比例作用下,即將控制器的Ti放到最大,Td置于零,逐步地減小比例度,直至系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩為止,記下此時的比例度和振蕩周期,分別稱作為臨界比例度k和臨界振蕩周期TK,K和TK就是控制參數(shù)整定的依據(jù)。然后可按表所列出的經(jīng)驗算式,分別求出三種不同情況下的控制器最佳參數(shù)值。臨界比例度法整定參數(shù)的經(jīng)驗算式表衰減曲線法 臨界比例度法是要使系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩,還要多次試湊,而用衰減曲線法較為簡單,而且可直接求得調(diào)節(jié)器比例度。衰減曲線法分為4:1和10:1兩種。 4:1衰減曲線法:使系統(tǒng)處于純比例作用下,在達到穩(wěn)定時,用給定值改變的方法加入階躍干擾,觀察被控變量記錄曲線的衰減比,然后逐漸從大到小改變比例度,使其出現(xiàn)4:1的衰減比為止。記下此時的比例度S(4:1衰減比例度)和它的衰減周期T S記。然后按下表的經(jīng)驗公式確定三種不同規(guī)律控制下的調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)值。 4:1衰減曲線法算表例題某串級控制系統(tǒng)采用兩步整定法整定調(diào)節(jié)器參數(shù),測得4:1衰減過程得參數(shù)為:解:按簡單控制系統(tǒng)中4:1衰減曲線法整定參數(shù)的計算表,可計算出主調(diào)節(jié)器的參數(shù)值為: 10:1衰減曲線法有的生產(chǎn)過程,由于采用4:1的衰減仍嫌振蕩太強,則可采用10:1衰減曲線法。方法同上,使被控變量記錄曲線得到10:1的衰減時,記下這時的比例度S使和上升時間TS 。然后再按下表經(jīng)驗公式來確定調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)值。 10:1衰減曲線法算表 采用衰減曲線法時必須注意以下幾點: 加給干擾不能太大,要根據(jù)工藝操作要求來定,一般為5%左右(全量程),但也有特殊的情況。必須在工況穩(wěn)定的情況下才能加設(shè)干擾,否則得不到較正確的S 、TS值。對于快速反應(yīng)的系統(tǒng),如流量、管道壓力等控制系統(tǒng),想在記錄紙上得到理想的4:1曲線是不可能的。此時,通常以被控變量來回波動兩次而達到穩(wěn)定,就近似地認(rèn)為為4:1的衰減過程。經(jīng)驗法經(jīng)驗法是根據(jù)參數(shù)整定的實際經(jīng)驗,對生產(chǎn)上最常見的溫度、流量、壓力和液位等四大控制系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。將調(diào)節(jié)器參數(shù)預(yù)先放置在常見范圍的某些數(shù)值上,然后改變設(shè)定值,觀察控制系統(tǒng)的過渡過程曲線。如過渡過程曲線不夠理想,則按一定的程序改變控制器參數(shù),這樣反復(fù)湊試,指導(dǎo)滿意的控制質(zhì)量為止。各種控制系統(tǒng)PID參數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)表 用經(jīng)驗湊試法整定PID參數(shù),在整定中觀察到曲線最大偏差大且趨于非周期過程,需要把比例度(B)。 A.增大 B.減小 C.增加到最大 D.減小到最小調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運 簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運是指當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計、安裝就緒,或者經(jīng)過停車檢修之后,使控制系統(tǒng)投入使用的過程。簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運步驟: 1.現(xiàn)場手動操作 2.手動遙控 3.由手動遙控切換到自動 練 習(xí) 1.比例度越小,調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)的變化( B )。 A.越小 B. 越大 C. 不變 D. 先變大后變小 2. 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用是( BCD )。 A. 微積分作用 B. 積分作用 C. 微分作用 D. 比例作用 3. 按照工藝過程需要控制的參數(shù)值變化來分類,可將自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)分為( ACD )。 A. 定值調(diào)節(jié)系統(tǒng) B. 變值調(diào)節(jié)系統(tǒng) C. 程序調(diào)節(jié)系統(tǒng) D. 隨動調(diào)節(jié)系統(tǒng) 練 習(xí) 4. 儀表自動化,就是在化工生產(chǎn)設(shè)備上配置一些自動化儀表,代替操作人員的部分直接勞動,使生產(chǎn)在不同程度上自動地進行。(√) 5.在化工生產(chǎn)過程中,測量儀表對工藝進行自動測量的四大參數(shù)是壓力、溫度、流量、液位。(√) 6.如果一個調(diào)節(jié)器的輸出同時送往( 兩個)或更多的調(diào)節(jié)閥,而各個調(diào)節(jié)閥的(工作范圍)不同,這樣的系統(tǒng)叫做( C )系統(tǒng)。 A. 定值調(diào)節(jié)系統(tǒng) B. 隨動調(diào)節(jié)系統(tǒng) C. 分程調(diào)節(jié)系統(tǒng) D. 程序調(diào)節(jié)系統(tǒng) 練 習(xí) 7. 當(dāng)測量值本身波動較大時,不宜加微分, 微分作用要合適,過大會引起振蕩。 (√) 8. 儀表自動化指的是什么? 答:所謂儀表自動化,就是在化工生產(chǎn)設(shè)備上配置一些自動化儀表,代替操作人員的部分直接勞動,使生產(chǎn)在不同程度上自動地進行。 9. 何為串級控制系統(tǒng)?簡要說明串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投用過程。 答:串級控制系統(tǒng)是以主控制器的輸出作為副控制器的給定值,副控制器的輸出去操縱控制閥,以實現(xiàn)對主變量的定值控制。 練 習(xí) 首先將主控制器給定開關(guān)置于內(nèi)給定,副控制器的給定開關(guān)置于外給定,主副控制器切換開關(guān)均置于手動位置。先手動操作副環(huán),穩(wěn)定后,投副環(huán)自動,最后投主環(huán)自動。 10.自動操作是用儀表模擬手動操作的過程。(√) 11.停儀表風(fēng)時,干燥崗位將系統(tǒng)內(nèi)各調(diào)節(jié)儀表由自動改為手動。(√) 兩個閥門定位器分別為: 20~58KPa 62~100KPa 復(fù)雜控制系統(tǒng)的分類包括(A,B,D)。 A.前饋控制 B.比值控制 C.過程控制 D.選擇控制 比值控制系統(tǒng)的類型有(A,B,C,D)。 A.開環(huán)比值 B.單閉環(huán)比值 C.雙閉環(huán)比值 D.變比值 三沖量控制實際上是前饋加反饋控制系統(tǒng)。 注 意在DCS的下列組成部分中,直接與生產(chǎn)過程相連接的部件是I/O部件。 DCS系統(tǒng)的供電要求為220V+10%V AC 。 DCS系統(tǒng)是以微處理機為核心的綜合儀表控制系統(tǒng)。 DCS(Distributed Control System )系統(tǒng)是集散控制系統(tǒng)的簡稱。 DCS 操作站中過程報警和系統(tǒng)報警的意義是不一樣的,過程報警是由于工藝參數(shù)超過設(shè)定的報警值而產(chǎn)生,系統(tǒng)報警是由于系統(tǒng)本身報警而產(chǎn)生的。 下列DCS模塊故障現(xiàn)象,對生產(chǎn)有影響的是( B )。 A.單個顯示器黒屏 B.工藝數(shù)據(jù)不刷新,伴隨有系統(tǒng)報警 C.單個顯示器畫面不能調(diào)用 D.工作站數(shù)據(jù)不刷新 下列DCS模塊故障現(xiàn)象,對生產(chǎn)沒有影響的是(A)。 A.某一點或數(shù)點(4/8/16)工藝數(shù)據(jù)不刷新 B.某一點或數(shù)點(4/8/16)輸出回路沒有響應(yīng) C.某一區(qū)域(幾十點或上百點)工藝數(shù)據(jù)不刷新,甚至所有工作站全部黒屏 D.某一點或數(shù)點(4/8/16)輸出回路數(shù)據(jù)突變 遇到某一區(qū)域(幾十點或上百點)工藝參數(shù)不刷新(伴隨有系統(tǒng)報警)的故障現(xiàn)象,控制回路會進行(C)控制。 A.自動 B.手動 C.自動切至手動 D.保持原狀態(tài) 某一區(qū)域(幾十點或上百點)工藝參數(shù)不刷新(伴隨有系統(tǒng)報警),若故障點多數(shù)為指示參數(shù)(不帶控制回路),正確的處理方法是(C)。 A.進行緊急停車 B.依據(jù)現(xiàn)場儀表進行手動控制 C.參照其他正常參數(shù)進行操作 D.將控制閥改副線操作 遇到某一區(qū)域(幾十點或上百點)的工藝參數(shù)不刷新故障時,對于帶控制回路的輸出鎖位點,正確的處理方法是(D)。 A.進行緊急停車 B.依據(jù)現(xiàn)場儀表進行手動控制 C.依據(jù)一次表指示進行手動控制 D.將控制閥改副線操作 看到電源與系統(tǒng)報警時,正確處理的方法是(A)。 A.立即聯(lián)系儀表DCS運行維護人員 B.按緊急停工處理 C.將控制閥改副線操作 D.依據(jù)現(xiàn)場儀表進行手動控制 對于單個顯示器黒屏,主要是(B)故障,對生產(chǎn)沒有影響。 A.輸入卡件 B.顯示器 C.工作站壞死 D.控制器 ESD系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)之間不可以任意互相操作。 預(yù)測控制系統(tǒng)實質(zhì)上是指預(yù)測控制算法在工業(yè)過程控制上的成功應(yīng)用。預(yù)測控制算法是一類特定的計算機控制算法的總稱;最有代表性的預(yù)測控制算法,是一種基于模型的預(yù)測控制算法,這種算法的基本思想是先預(yù)測后控制,即首先利用模型預(yù)測對象未來的輸出狀態(tài),然后據(jù)此以某種優(yōu)化指標(biāo)來計算出當(dāng)前應(yīng)施加于過程的控制作用。 SOE是事件順序記錄的簡稱。 先進控制系統(tǒng)以模型為基礎(chǔ),通過調(diào)節(jié)多個相互耦合的控制回路,實現(xiàn)多個目標(biāo)的控制。通常由多變量模型預(yù)估控制器、中間調(diào)節(jié)回路和工藝計算三部分組成。 下列選項中,屬于先進控制的方法是(A,C,D)。 A.統(tǒng)計控制 B.優(yōu)化控制 C.模糊控制 D.采樣控制 下列控制方案不屬于先進控制的有(B)。 A.自適應(yīng)控制 B.超馳控制 C.預(yù)測控制 D.神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制qZq紅軟基地

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