南华大学过程控制仪表课程设计设计题目精馏塔提馏段的温度控制系统学生姓名专业班级学号指导老师2012年6月25日目录1.系统简介与设计目的……………………………………………………………42.控制系统工艺流程及控制要求…………………………………………………43．设计方案及仪表选型……………………………………………………………43.1控制方案的确定………………………………………………………………43.2控制系统图、方框图…………………………………………………………54.软、硬件设计………………………………………………………………………74.1控制器选择……………………………………………………………………74.1.1副控制器的作用方向……………………………………………………74.1.2主控制器的作用方向……………………………………………………74.1.3正作用主副调节器的选择………………………………………………74.2执行器选择……………………………………………………………………84.2.1执行机构选择……………………………………………………………104.2.2调节机构选择…………………………………………………………104.3电—气阀门定位器选择……………………………………………………114.4温度变送器的选择…………………………………………………………114.5接线图………………………………………………………………………124.6流量变送器选择………………………………………………………………124.7流量变送器DBLB—1505的选择……………………………………………134.8接线图………………………………………………………………………135.仪表型号清单……………………………………………………………………146.课程设计实验部分………………………………………………………………147.设计总结…………………………………………………………………………15参考文献…………………………………………………………………………161.系统简介与设计目的精馏操作是炼油、化工生产过程中的一个十分重要的环节。精馏塔的控制直接影响到工厂的产品的质量、产量和能量的消耗，因此精馏塔的自动控制长期以来一直受到人们的高度重视。精馏塔是一个多输入多输出的对象，它由很多级塔板组成，内在机理复杂，对控制要求又大多较高。这些都给自动控制带来一定的困难。同时各塔工艺结构特点有千差万别，这需要深入分析特性，结合具体塔的特点，进行自动控制方案设计和研究。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。按提馏段指标的控制方案，当塔釜液为主要产品时，常常按提馏段指标控制。如果是液相进料，也常采用这类方案。这是因为在液位相进料时，进料量的变化，首先影响到塔底产品浓度，塔顶或精馏段塔板上的温度不能很好地反映浓度的变化，所以采用提馏段控制温度比较及时。另外如果对釜底出料的成分要求高于塔顶出料，塔顶或精馏段板上温度不能很好反映组分变化和实际操作回流比大于几倍最小回流比时，可采用提馏段控制。提馏段温度是衡量质量指标的间接指标，而以改变再沸器加热量作为控手段的方案，就是提馏段温控。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。2.控制系统工艺流程及控制要求(1)编写过程控制仪表设计说明书。内容包括：控制系统的简单介绍，工艺流程分析，各环节仪表的选型、仪表的工作原理及性能指标，仪表间的配接说明。(2)绘制工艺流程原理框图。(3)给出仪表型号、元器件清单。(4)绘制仪表盘电气接线图，端子接线图。3．设计方案及仪表选型3.1控制方案的确定图3-1是精馏塔底部示意图，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。保持恒定。为此在蒸汽管路上装上一个调节阀，用它来控制加热蒸汽流量。从调节阀的做到温度θ发生变化，需要相继通过很多热容积。实践证明加热蒸汽压力的波动对θ的影响很大。此外，还有来自液相加料方面的各种干扰包括它的流量、温度和组分等，它们通过提馏段的传质过程，以及再沸器中传热条件（塔釜温度、再沸器液面等），最后也影响到温度θ。很明显当加热蒸汽压力波动较大时，如果采用如图3-1所示的简单单回路温度控制系统，调节品质一般不能满足生产要求。由于存在这些扰动故考虑串级控制系统。图3-1