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焦化控制系统设计及维护
推荐单位：检修中心炼铁维护部
所在岗位：仪表工
徒弟姓名：雷登才
指导老师：李大斯
焦化控制系统设计及维护
雷登才
检修中心炼铁维护部
摘要：随着现代生产工艺要求，适宜地设计整个焦化一些自动化控制系统也变得更加重要。老焦化主要采用两种控制系统：一种是单闭环控制系统；一种是串级控制系统。它们控制过程采用自动控制和手动控制两种方法，自动控制过程是根据PID调节器输出4-20mA信号来控制带阀门定位器气动执行器阀门开度，最终控制被控对象；手动控制是通过手动按扭输入值对设备进行控制。老焦化根据被控对象分为:温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统、液位控制系统。这些系统设计及应用为整个焦化生产带来更高经济效益。不仅减少了人力资源，还降低生产成本。详细阐述了用串级控制方法来控制焦油二段出口温度。并介绍在调试以及生产维护过程中需要注意事项。
在设计中，通过对PID调节器参数不断改变完善进行反复调试设置，在控制中最终得到了满意效果。
关键词：单闭环；串级控制；PID调节器；阀门定位器气动执行器
1绪论
1.1焦化现状和发展背景
根据国家环保总局测算,我国环境问题所造成损失约占国民生产总值10%，污染问题已经十分严重,，因此环保要求也日趋严格,国家已经对粉尘及SO2排放提出更加严求，由于科技进步带动了工业飞速发展，由此也给人类带来历史上从未有过新疾病和灾难。这是科技所引发副作用，正如，爱因斯坦著名质能理论第一次应用却是用于战争一样。科技如何应用于对人类更加有益事业，是人类在未来需要长久面对重大问题。其中，环境污染是直接关系到人类生活质量首要问题。而生产污染又是环境污染主要来源之一，工业生产所形成“废气、废水、废渣”（工业“三废”），如未经处理或处理不当即大量排放到环境中去，就可能造成空气、水、土壤、食物等环境污染。
焦化工业废渣来源主要来自回收及精制车间，有焦油渣、酸焦油（酸渣）和洗油再生残渣等。
1.2焦化工业污染物来源及危害
焦化工业污染物来源及危害
焦化工业已从焦炉煤气、焦油和精苯中制取100多种化学产品，对我国国民经济发展意义十分重大。但是，焦化生产有害物排放源多、排放物种类多、毒性大，对环境污染相当严重。
据不完全统计，中国每年焦炭生产要向大气排放苯可溶物、苯并芘及烟尘等污染物达70万t，其中苯并芘1700t。这些苯、酚类污染物，用常规处理方法很难达到理想效果，污染物累积对生态环境造成不可挽回影响，尤其是向大气排放苯并芘是强致癌物，严重影响周围居民身体健康。
而老区焦化在生产过程中，除了产焦炭还有很多副产品，这些副产品暴露在空气中将对环境造成严重污染，所以要严格地控制这些副产品排放。为了解决这些问题，就得严格控制工艺参数，虽然控制系统已经不断地更新，但焦化主要采用PID调节器输出4-20mA信号来控制带阀门定位器气动执行器阀门开度，最终控制被控对象。本文主要介绍焦化工艺中温度控制系统、压力控制系统。
2介绍系统中常用设备
2.1工业生产自动化特点
1、在工业设备,装置及管道上配置一些自动化装置,代替操作工人部分直接劳动,使生产在不同程度上自动进行,这种部分或全部用自动化装置来管理生产过程方法称为过程自动化.
加快生产速度,降低生产成本,提高产品质量及产量
减轻劳动强度,改善劳动条件
能够保证生产安全,防止事故发生或扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用率,保障人身安全目
生产过程自动化实现,能根本改变劳动方式,提高操作者专业技术水平,以适应当代信息技术革命和信息产业革命需要
2.2焦化闭环系统
在老区焦化在生产过程中，整个工艺系统大多是单闭环控制系统，极少串级控制系统，实现整个工艺稳定运行。整个系统分散大部分组成：一是调节部分；二是执行部分；三是测量部分。简单闭环控制系统结构图：如图1所示：
图1闭环控制系统
2.2.1控制器
控制器常称调节器。它相当于人体大脑，有自己控制规律：共四种
A、比例控制规律（P）
B、比例积分控制规律（PI）
C、比例微分控制规律（PD）
D、比例积分微分控制规律（PID）
调节器正、反作用
正作用：当偏差e(t)值增大时，且u(t)输出值也增大，那么其调节器为正作用。
反作用：当偏差e(t)值增大时，而u(t)输出值减小，那么其调节器为反作用。
下面主要介绍PID调节器
FBXMGA5000系列多输入多输出/XMGA6000系列带前馈加法控制光柱数显高级PID调节器，此调节器在焦化控制系统非常常见。
功能特点：
输入输出信号
4个模拟量输入(