化工生產自動化總結

2021-10-23 13:04:38 字數 4474 閱讀 2211

1.化工生產過程自動化一般包括:自動檢測系統;自動訊號和連鎖保護系統;自動操縱及自動開停車系統; 自動控制系統。

2..自動控制系統的基本組成(1) 被控物件:生產中要求控制的生產裝置(或過程);

(2) 測量元件或變送器:對被控引數進行測量的儀表; (3) 控制器:把被控引數的測量值與給定值相減得出偏差,並按某種運算規律算出結果,同時將此結果送給調節閥;

(4) 調節閥:根據調節器送來的訊號的大小,自動改變閥的開啟度,調節介質的流量,實現控制的目的。

3.方框圖由方框、訊號線、比較點、引出點組成。注意:有向線段的方向代表訊號的作用方向,而不是物料的流向。

.4.自動控制系統是具有被控變數負反饋的閉環系統。它與自動檢測、自動操縱等開環系統比較,最本質的區別就在於自動控制系統有負反饋。

5.儀表的圖形符號是乙個細實線圓圈,直徑約10mm;在控制流程圖中,用來表示儀表的小圓圈的上半圓內一般有兩位字母,第一位字母表示被測量,後繼字母表示儀表的功能;儀表圓圈外標有「h」、「l」字母,表示該儀表同時具有高、低限報警。

6. 靜態:被控變數不隨時間的變化而變化的平衡狀態;

動態:被控變數隨時間的變化而變化的不平衡狀態

7. 過渡過程:系統由乙個平衡狀態過渡到另乙個平衡狀態的過程

8. 採用階躍干擾的優點:(1)這種形式的干擾比較突然、危險,且對被控變數的影響也最大。

(2)如果乙個控制系統能夠有效地克服這種型別的干擾,那麼一定能很好地克服比較緩和的干擾。(3)這種干擾的形式簡單,容易實現,便於分析、實驗和計算。

階躍干擾作用在分析和設計控制系統時,往往選定階躍訊號作為輸入。

9. 階躍輸入:在某一瞬間t0干擾突然階躍式地加入系統,並保持在這個幅值

10.11.

11. 控制系統的過渡過程是衡量品質的依據。多數情況下,希望得到衰減振盪過程,在此取這種過程形式討論控制系統的品質指標

12. 最大偏差a 是指在過渡過程中,被控變數偏離給定值的最大數值。在衰減振盪過程中,最大偏差就是第乙個波的峰值。

超調量b 也可以用來表徵被控變數偏離給定值的程度。b=a-c

衰減比 b/b衰減比是衰減程度的指標,它是前後相鄰兩個峰值的比。習慣表示為 n:1,一般 n 取為4~10之間為宜。

餘差 c 當過渡過程終了時,被控變數所達到的新的穩態值與給定值之間的偏差叫做餘差,

過渡時間從干擾作用發生的時刻起,直到系統重新建立新的平衡時止,過渡過程所經歷的時間一般定為穩態值的±5%(或±2%)。(新穩定值)

過渡時間短,表示過渡過程進行的比較迅速,系統控制質量高。

13. 描述物件特性的引數:放大係數κ、時間常數τ、滯後時間τ

14.放大係數k:數值上等於物件重新穩定後的輸出變化量與輸入變化量之比。

k描述的是物件穩定後的狀態,屬於物件的靜態特性引數,

k越大,表示輸入量對輸出量的影響就越大,即輸出量對輸入量的變化就越靈敏;

15. 時間常數t 是在階躍輸入作用下,物件輸出達到新穩態值的63.2%所需要的時間;

t 的大小反映了動態過程的長短,屬於物件的動態特性引數;

t 是表示物件受到輸入作用後,其輸出變化快慢的引數。 t 越大,表明輸出變化得越慢,達到新穩態值所需時間就越長(物件慣性大)。

16. 物件在受到輸入作用後,被控變數卻不能立即而迅速地變化,這種現象稱為滯後現象。

(1)傳遞滯後τ0 :由於介質的輸送需要一段時間引起的。(2)容量滯後時間 τh:物料或能量的傳遞需要通過一定的阻力而引起.

在容量滯後與純滯後同時存在時,常常把兩者合起來統稱滯後時間τ,即τ=τ0+τh。

17. 儀表的效能指標:精確度、變差、靈敏度與靈敏限、分辨力、線性度反應時間。

18:精確度(精度):精度等級數值越小,表示儀表的精確度越高

確定乙個儀表的精度等級時,要求儀表的允許誤差應該大於或等於儀表校驗時所得到的最大百分誤差;而根據工藝要求來選擇儀表的精度等級時,儀表的允許誤差應該小於或等於工藝上所允許的最大百分誤差

19. 變差:在外界條件不變的情況下,當對被測引數從小到大(正行程)和從大到小(反行程)測量時,兩者絕對值之差的最大值和儀表量程之比的百分數稱為變差,也稱回差

注意:儀表的變差不能超過儀表的允許誤差

20.靈敏度表示儀表對被測引數變化反應的能力,是指儀表達到穩態後輸出增量與輸入增量之比

靈敏限:指引起儀表指標發生可見變化的被測引數的最小變化量。通常不應大於儀表允許絕對誤差的一半

21. 解析度是指數字儀表的最末位數字間隔所代表的被測引數變化量。它反映了數字儀表能夠檢測到的被測引數中最小變化的能力。

22. 線性度:測量儀表在全量程範圍內實際校準值與理論對應值的吻合程度。

反應時間 : 表示顯示值變化相對於實際值變化的滯後時間

23. 壓力計的選用:1.儀表型別的選用 2.儀表精度級的選取 3.儀表測量範圍的確定

24. 儀表測量範圍的確定 1.)測量穩定壓力:

最大工作壓力不超過上限值的2/3;2.)測量脈動壓力1/2 ;3.)測量高壓壓力3/5 ; 4)最小工作壓力不低於上限值的1/3

25.儀表精度級的選取:1)根據生產允許的最大誤差來確定,即要求實際被測壓力允許的最大絕對誤差應小於儀表的基本誤差。

2)在選擇時應堅持節約的原則,只要測量精度能滿足生產的要求,就不必追求用過高精度的儀表。

26差壓式流量計:基於流體流動的節流原理,利用流體流經節流裝置時產生的壓力差而實現流量測量的。基本原理:

節流裝置前後壓差的大小與流量有關。管道中流體的流量越大,在節流裝置前後產生的壓差引入越大,只要測出孔板前後壓差的大小,即可表示流量的大小。

標準節流裝置:把最常用的的節流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標準化,並稱為「標準節流裝置」。標準化的具體內容包括節流裝置的結構、尺寸、加工要求、取壓方法、使用條件等。

取壓方法有兩種:角接取壓法和法蘭取壓法

標準節流裝置僅適用於測量管道直徑大於50mm,雷諾數在以上的流體,而且流體應當清潔,充滿全部管道,不發生相變。

27. 熱電偶溫度計 :由熱電偶、測量儀表、連線導線三部分組成

原理:根據熱電效應製成的測溫儀表,將溫度訊號轉換成電勢(mv)訊號。特點:測量範圍廣,結構簡單,使用方便,精度高,便於訊號的遠傳、自動記錄和集中控制

中間溫度定律 :熱電偶迴路中,兩接點溫度分別為t、t0時的熱電勢,等於接點溫度為t、tn和tn、t0的兩支同性質熱電偶的熱電勢的代數和。 eab(t,t0)=eab(t,tn)+eab(tn,t0)

該定律說明當熱電偶參比端溫度t0≠0℃時,只要能測得熱電勢e(t,t0),且t0已知,仍可以採用熱電偶分度表求得被測溫度t值。

補償導線:採用一種專用導線,將熱電偶的冷端延伸出來,這既能保證熱電偶冷端溫度保持不變,又經濟。在使用熱電偶補償導線時,要注意1)型號相配2)極性不能接錯3)連線端所處溫度不超過100。

在應用熱電偶測溫時,只有將冷端溫度保持為0℃,或者是進行一定的修正才能得出準確的測量結果。這樣做,就稱為熱電偶的冷端溫度補償

(1) 冷端恆溫法(2)計算修正法(4)補償電橋法(3)校正儀表零點法

28.熱電勢的產生的條件:1)不同材料2)兩個接點溫度不同:

29. 常用的幾種控制規律總結:

位式控制:適用於對控制質量要求不高,被控物件是單容量的、且容量較大、滯後較小、負荷變化不大也不太激烈,工藝允許被控變數波動範圍較寬的場合

比例控制 :優點:比例控制克服干擾能力強、控制及時、過渡時間短。 缺點:在過渡過程終了時存在餘差。

適用於控制通道滯後較小、負荷變化不大、工藝允許被控變數存在餘差的場合。

比例微分控制:優點:利用微分超前的作用,在被控物件具有較大滯後的場合下,有效地改善擔制質量。缺點:有可能會使系統產生振盪,嚴重時使系統失控而發生事故。

比例積分微分控制 :綜合了比例、積分、微分控制規律的優點。適用於容量滯後較大、負荷變化大、控制要求高的場合。

比例積分控制: 優點:系統在過渡過程結束時無餘差缺點:系統的超調量、振盪週期都會相應增大, 過渡時間也會相應增加。

適用於控制通道滯後較小、負荷變化不大、工藝不允許被控變數存在餘差的場合。

30.比例作用是最基本的控制作用,在整個控制過程中都起作用,微分作用主要在控制前期起作用,而積分作用主要在控制後期起作用。

31. 控制閥的選擇一般要根據被控介質的特性、控制要求、安裝地點等因素參考各類控制閥的特點擊用一般應考慮:結構形式與特性的選擇、氣開與氣關形式的選擇、口徑的選擇三個方面。

結構形式的選擇

依據:工藝條件、調節介質特性特殊情況:磨損、腐蝕 、高溫、低溫、高壓降

例如: 當控制閥前後壓差較小,要求洩漏量也較小的場合應選用直通單座閥;

當控制閥前後壓差較大,並且允許有較大洩漏量的場合選用直通雙座閥;

當介質為高粘度,含有懸浮顆粒物時,為避免粘結堵塞現象,便於清洗應選用角型控制閥。

調節閥氣開、氣關的選擇原則:安全原則、節能原則

因:供氣中斷時,應使給水閥全開,使得鍋爐不致燒乾引起**。故:選氣關閥。

控制閥口徑的選擇依據:所要求的流通能力

流通能力定義:控制閥全開時,閥前後壓差為100kpa、流體密度為1g/cm2 時,每小時流經控制閥的流量值(m3/h ) ,

用流量係數表kv表示。在數值上與閥的開度、前後壓差、流體的性質及流體的流動狀態有關。顯然流量係數kv的大小直接反映了控制閥所能通過流體的最大能力。

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