精馏塔塔釜温度控制系统的设计

辽 宁 工 业 大 学

过程控制系统 课程设计（论文）

题目： 精馏塔塔釜温度控制系统的设计

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课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 学 号 设计题目 学生姓名 专业班级 精馏塔塔釜温度控制系统的设计 课程设计（论文）任务 课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数 实现功能 设计精馏塔塔釜温度控制系统 精馏塔是石油化工生产过程中的主要装置，通过精馏操作可将由多组分组成的混合物分离成较纯组分的产品。精馏塔温度是保证分离纯度的重要指标，塔釜的部分产品经过再沸器回流到塔内，一方面保证精馏塔温度恒定，另一方面保证生产的连续性。工艺要求塔釜温度控制在800 ±0.5 ℃。在生产过程中蒸汽压力变化剧烈，而且幅度大，有时从0.5Mpa突然下降到0.3Mpa，压力变化了40%。 设计任务及要求 1、确定控制方案并绘制工艺节点图、方框图； 2、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参数； 3、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式； 4、仿真分析/实验测试分析； 5、按规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。 技术参数 测量范围：0～1000℃ ； 控制温度：800 ±0.5 ℃； 最大偏差：1.5℃。 1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（2天，分散完成） 2、确定系统的控制方案，绘制工艺节点图、方框图。（1天，实验室完成） 3、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号。（2天，分散完成） 4、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式。（实验室1天） 5、MATLAB仿真分析或实验测试分析、答辩。（3天，实验室完成） 6、撰写、打印设计说明书。（1天，分散完成） 工作计划 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 指导教师签字： 总成绩： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

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辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文）

摘 要

本系统利用工业生产过程控制采用串级控制系统实现精馏塔塔釜温度控制系统。通过选用铂铑10－铂热电偶传感器、ZMAP-16P DN15气动调节阀、DT2031数字调节器、热电偶温度变送器来实现。系统设计主要包括控制方案的设计和系统各仪表选型，软件设计，系统仿真四大部分。软件设计采用DCS组态来完成，并完成了系统监控画面。系统仿真采用MATLAB进行仿真，并得出仿真图。本系统便是基于工业生产过程控制采用串级控制系统实现精馏塔塔釜温度控制系统，通过对工业生产过程控制，来实现对精馏塔塔釜温度的控制。此次设计就是要设计一个精馏塔塔釜温度的串级控制系统。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；温度控制；PID

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辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文）

目 录

第1章 绪论 ................................................................. 1 第2章 控制方案的设计 ....................................................... 3

2.1 设计要求 ............................................................ 3 2.2 方案设计 ............................................................ 3

2.2.1 塔釜温度的前馈控制 ............................................ 4 2.2.2 塔釜温度的串级控制 ............................................ 5 2.2.3 塔釜温度的反馈控制 ............................................ 6

第3章 系统各仪表选型 ....................................................... 8

3.1 温度传感器的选择 .................................................... 8 3.2 执行器的选择 ........................................................ 8 3.3 调节器的选择 ........................................................ 9 3.4 压力变送器的选择 .................................................... 9 3.5 温度变送器的选择 ................................................... 10 3.6 控制器的正反作用选择 ............................................... 10 第4章 软件设计 ............................................................ 11

4.1 系统控制流程图 ..................................................... 11 4.2 DCS组态 ........................................................... 11 第5章 系统仿真 ............................................................ 14

5.1 PID控制器的参数整定 ............................................... 14 5.2 凑试法确定PID参数 ................................................. 14 5.3 切线法确定被控对象的传函 ........................................... 15 5.4 系统MATLAB仿真分析 ................................................. 17 第6章 课程设计总结 ........................................................ 19 参考文献 ................................................................... 20

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