任务四简单控制系统设计《化工仪表及自动化》
一简单控制系统的结构和组成二简单控制系统的设计三简单控制系统的投运与整定目录
学习目标1.熟悉简单控制系统的结构与组成。2.了解被控变量的选择原则。3.了解操纵变量的选择。4.熟悉常规控制规律的选择5.熟悉控制器正、反作用的确定。6.能进行简单控制系统的设计。7.能进行简单控制系统的投运及整定。8.了解单回路温度控制系统的组成与工作原理。9.能进行简单控制系统的投运。10.能进行简单控制系统控制器参数工程整定。
一简单控制系统的结构和组成
1.概念所谓简单控制系统，通常是指由一个被控对象、一个检测变送单元（检测元件及变送器）、一个控制器和一个执行器（控制阀）所组成的单闭环负反馈控制系统，也称为单回路控制系统。简单控制系统
1.概念简单控制系统有着共同的特征，它们均由四个基本环节组成，即被控对象、测量变送装置、控制器和执行器。简单控制系统方框图
二简单控制系统的设计
1.设计的基本要求、基本内容和基本步骤自动控制系统设计人员在掌握较为全面的自动化专业知识的同时，要尽可能多地熟悉所要控制的工艺装置对象，与工艺专业技术人员进行必要的交流，共同讨论确定自动化方案，切忌盲目追求控制系统的先进性和所用仪表及装置的先进性。在控制系统的设计中，应注重选择那些能满足控制质量要求、且在应用上较为成熟的控制方案，设计一定要遵守有关的标准、行规，按科学、合理的程序进行。基本要求
1.设计的基本要求、基本内容和基本步骤基本内容首先要确定整个设计项目的自动化水平，然后才能进行各个具体控制系统方案的讨论确定。根据已经确定的控制方案进行选型，要考虑到供货方的信誉，产品的质量、价格、供货方便程度，技术支持，维护等因素，并绘制相关的图表。相关工程内容的设计包括控制室设计、供电和供气系统设计、仪表配管和配线设计和连锁保护系统设计等等，并提供相关的图表。确定控制方案仪表及装置的选型相关工程内容的设计
01初步设计初步设计的主要目的是上报审批，并为订货做准备。02施工图设计施工图设计是在项目和方案获批后，为工程施工提供有关内容的详细的设计资料。03设计文件和责任签字设计文件和责任签字包括设计、校核、审核、审定、各相关专业负责人员的会签等，以严格把关，明确责任，保持协调。1.设计的基本要求、基本内容和基本步骤基本步骤
04参与施工和试车设计代表应该到现场配合施工，并参加试车和考核。05设计回访在生产装置正常运行一段时间后，应去现场了解情况，听取意见，总结经验。1.设计的基本要求、基本内容和基本步骤基本步骤
2.被控变量的选择被控变量的选择方法①选择直接参数作为被控变量能直接反映生产过程中产品的产量和质量，以及安全运行的参数的称为直接参数。对于以温度、压力、流量、液位为操作指标的生产过程，很明显被控变量就是温度、压力、流量、液位。
2.被控变量的选择被控变量的选择方法②选择间接参数作为被控变量质量指标是产品质量的直接反映，因此，选择质量指标作为被控变量应是首先要进行考虑的。如果工艺上是按质量指标进行操作的，理应以产品质量作为被控变量进行控制，但是，由于缺乏各种合适的检测手段，或虽有直接参数可测，但信号微弱或测量滞后太大，该类仪表，特别是成分分析仪表，大多具有较严重的测量滞后，不能及时地反映产品质量变化的情况。
2.被控变量的选择被控变量的选择原则从多个变量中选择被控变量应遵循下列原则：被控变量应能代表一定的工艺操作指标或能反映工艺操作状态，一般都是工艺过程中比较重要的变量；应尽量选择那些能直接反映生产过程的产品产量和质量，以及安全运行的直接参数作为被控变量。选择被控变量时，必须考虑工艺合理性和国内外仪表产品的现状。
2.被控变量的选择被控变量的选择实例①精馏工艺简介精馏过程是现代化工生产中应用极为广泛的传质过程，其目的是利用混合液中各组分挥发度的不同，将各组分进行分离并达到规定的纯度要求。精馏塔的物料流程图
2.被控变量的选择被控变量的选择实例②精馏工艺要求质量指标（即产品纯度）必须符合规定的要求。化工产品的生产要求在达到一定质量指标要求的前提下，应得到尽可能高的回收率。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，精馏塔本身和附属设备及管线也要散失部分能量。质量指标产品产量指标能耗要求和经济性指标
2.被控变量的选择被控变量的选择实例③扰动分析在精馏塔的操作过程中，影响其质量指标的主要扰动有以下几种：a.进料流量F的波动；b.进料成分的变化；c.进料温度及进料热量的变化；d.再沸器加热剂（如蒸汽）加入热量的