【正文】 的需要，還有從外部提供必要的水、電、汽以及冷量等能源的公用工程。 控制方案的正確確定應(yīng)當(dāng)在與工藝人員共同研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行。另一類是設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)工藝，則必須熟悉工藝，掌握控制對象，分析擾動(dòng)因素，并在與工藝人員密切配合下，確定合理的控制方案。也就是在眼前設(shè)計(jì)時(shí)要為將來的提高工作留出后路，不要造成困難。 ③ 技術(shù)與經(jīng)濟(jì) 的關(guān)系 設(shè)計(jì)工作除了要在技術(shù)上可靠、先進(jìn)外，還必須考慮到經(jīng)濟(jì)上的合理性。同時(shí)通過 PLC 控制信號，調(diào)節(jié)煤氣管路的閥門。在泵出口處使用智能控制儀表，首先檢測泵出口的壓力，當(dāng)壓力達(dá)不到要求值時(shí)，對泵進(jìn)行控制，加大其功率，使其滿足壓力要求值。 在編制儀表位號中，還有一些具體的規(guī)定，現(xiàn)摘要介紹如下。例如：當(dāng)被測變量為流量時(shí)，差壓式記錄儀應(yīng)標(biāo)注 FR，而不是 FDR，控制閥應(yīng)標(biāo)注 FY；當(dāng)被測變量為壓差時(shí)，差壓式記錄儀應(yīng)標(biāo)注 PDR，控制閥應(yīng)標(biāo)注 PDV。 文字代號 表 21 列出了儀表位號中表示被測變量和儀表功能的字母代號，表 22 列出了常用被測變量及儀表功能字母組合的示例。當(dāng)有必要區(qū)分信號線的類別時(shí)．還可以專門的圖形符號來表示，如圖 26 所示。 處理兩個(gè)或多個(gè)變量 (而不采用多變量字母 u 標(biāo)注 )，或處理一個(gè)變量但有多個(gè)功能的復(fù)式儀表，可用相切的儀表團(tuán)圓表示，如圖 2— 11 所示。這比用PC 機(jī)作主站方便之處是：有用戶編程時(shí)，不必知道通信協(xié)議，只要按說明書格式寫就行。同時(shí)， PLC 控制系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，還具有數(shù)值運(yùn)算及過程控制等復(fù)雜的控制功能。 （ 8）缺點(diǎn)是成本高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作，大 DCS 系統(tǒng)是各家不同的。 （ 4）在總線上 PID 與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。 通過上述比較，我們可以看出， PLC 控制系 統(tǒng)比其他類型的控制系統(tǒng)具有更多的優(yōu)點(diǎn)，因此，在本次的控制工程的設(shè)計(jì)中，我們所控制的量被控制在四至五個(gè)，結(jié)合實(shí)際情況以及經(jīng)濟(jì)性的考慮，我們選擇以 PLC 作為控制器來設(shè)計(jì)我們這次課程設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。但是中、高檔 PLC 價(jià)格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。 ③機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級分布式控制系統(tǒng)。主要考慮到以下三方面問題： ① 機(jī)型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。 對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶 A／ D 和 D／ A 轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔 PLC。 （ 10）改變傳統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)入企業(yè)管理網(wǎng)。 （ 2）全數(shù)字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。 （ 6）一臺儀表一對線接到 I/O，由控制站掛到局域網(wǎng) LAN。 PLC 控制系統(tǒng)的組成 : 由 PLC 構(gòu) 成的控制系統(tǒng)也是由輸入、輸出和控制三部分組成， PLC 控制系統(tǒng)的輸入、輸出部分和電器控制系統(tǒng)的輸入、輸出部分基本相同，但控制部分是采用 “ 可編程 ” 的 PLC，而不是實(shí)際的繼電器線路。 （ 3）可用一臺 PC 機(jī)為主站，多臺同型 PLC 為從站。 (三 )儀表圖形符號 1．常規(guī)儀表圖形符號 儀表圖形符號是直徑為 12M(或 10MM)的細(xì)實(shí)線圓圈。例如 為 的空氣源， ES24DC 為 24v 的直流電源。 一臺儀表具有多功能時(shí)，可以用多功能字母代號“ U”標(biāo)注，也可以將儀表的功能字母代號分組進(jìn)行標(biāo)注。 ④ 當(dāng)一臺儀表由兩個(gè)或多個(gè)回路共用時(shí)，各回路的儀表位號都應(yīng) 標(biāo)注，例如：一臺雙筆記錄儀記錄流量和壓力時(shí)，儀表位號為 FR121／ PR131，若用于記錄兩個(gè)回路的壓力時(shí)，儀表位號應(yīng)為 PR123／ PR124 或 PR123／ 124。 儀表位號在管道儀表流程圖和系統(tǒng)圖中的標(biāo)注方法是：字母代號填寫在儀表圓圈的上半圓中；回路編號填寫在下半圓中，如圖 2— 2 所示。 首先檢測脫硫的液位高度，然后通過 控制器，調(diào)控下游的液體流量，達(dá)到滿足液位不超過煤氣管道的高度的要求。如果達(dá)不到要求，溫度偏高或者偏低，都將警報(bào)顯示，同時(shí)調(diào)控煤氣入口閥門，防止事故發(fā)生。從發(fā)展的觀點(diǎn)來看，控制人員長期處于被動(dòng)狀態(tài)并不是正常的現(xiàn)象。所以，在考慮控制方案時(shí)，必須處理好可靠性與先進(jìn)性之間的關(guān)系。在設(shè)計(jì)過程中．將會有兩類情況出現(xiàn)，一類是設(shè)計(jì)的工藝過程已有相同或類似的裝置在生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)中。塔與熱交換器等 內(nèi)部進(jìn)行各種反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)等過程。然后將原料送入前處理過程，對原料進(jìn)行分離或 精制，使它符合化學(xué)反應(yīng)對原料提出的要求和規(guī)格。 主要工藝操作控制指標(biāo) 主要控制指標(biāo)如下： 預(yù)冷塔補(bǔ)充氨水溫度 ≤ 40℃ 入脫硫塔煤氣溫度 25～ 35℃ 入脫硫塔脫硫循環(huán)液溫度 35～ 45℃ 脫硫循環(huán)液泵出口壓力 ≥ 進(jìn)再生塔空氣壓力 ≥ 0． 5MPa 脫硫塔阻力 1500Pa 預(yù)冷塔阻力 500kPa 泡沫槽液位 滿流管以下 預(yù)冷塔及脫硫塔液位 必須低于煤氣入口管低 熔硫釜內(nèi)壓力 ≤ 0． 4MPa 進(jìn)再生塔溶液流量 (單塔 ) ～ 1 000m3／ h 釜內(nèi)外壓差 ≤ 0． 2MPa 外排清液溫度 60～ 90℃ 脫硫溶液組成： pH ～ 9 游離氨 5g／ L H(對苯二酚 ) 0． 1～ 0． 3g／ L PDS含量 8～ 12mg／ kg F(硫酸亞鐵 ) 0． 1～ 0． 3g／ L 懸浮硫 1． 5g／ L NH4CNS和 (NH4)2S2O3含量 250g／ L 2 控制方案 管道儀表流程圖 (Pamp。 h)。但脫硫液中的鹽類積累到超過 250g／ L時(shí)，對脫硫效率的影響很明顯。再生塔采用空氣與脫硫液預(yù)混再生，再生過程排放的尾氣量少，尾氣含氨達(dá) 2． 5g／ m3左右，如直接排往大氣不但損失了氨，而且還會污染環(huán)境，故尾氣必須進(jìn)一步凈化處理。 其工藝流程圖如下： 圖 氨法 HPF 脫硫工藝流程 HPF 法脫硫工藝特點(diǎn) 和操作條件 HPF法脫硫工藝特點(diǎn) ① 以氨為堿源、 HPF為催化劑的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰新工藝，具有較高的脫硫脫氰效率 (脫硫效率 99%，脫氰效率 80%)，脫硫后煤氣 H2s含量在 50mg／ m3以下。然后用脫硫循環(huán)液泵抽出后送人再生塔底部，再生塔的塔底部通人壓縮空氣，使溶液在塔內(nèi)得以氧化再生。 HPF法脫硫選擇使用 HPF(鈷鐵類 )復(fù)合型催化劑，可使焦?fàn)t煤氣的脫硫效率達(dá)到 99%左右。 自控工程設(shè)計(jì)常用的方法是有工藝專業(yè)提條件，而自控與工藝專業(yè)一起討論確定控制方案，確定必要的中間儲槽及其容量，確定合適的設(shè)備余量，確定開、停車以及緊急事故處理方案等。 通過課程 設(shè)計(jì)，應(yīng)能加強(qiáng)學(xué)生如下能力的培養(yǎng)： ①獨(dú)立工作能力和創(chuàng)造力； ②綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力； ③查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊和各種工具書的能力； ④工程繪圖的能力； ⑤編寫技術(shù)報(bào)告和編制技術(shù)資料的能力。 ⑧ 根據(jù)自控專業(yè)有關(guān)的其他設(shè)備、材料的選用等情況，完成有關(guān)的設(shè)計(jì)文件 自控專業(yè)除了進(jìn)行儀表設(shè)備的選用外，這些儀表設(shè)備在安裝過程中，還需要選用一些有關(guān)的其他設(shè)備材料。然后均需畫出控制室布置圖及控制室與現(xiàn)場信號連接的有關(guān)設(shè)計(jì)文件，如儀表回路圖、端子配線圖等。在這階段還需要收集工藝中有關(guān)的物性參數(shù)和重要數(shù)據(jù)。啟動(dòng)儀表時(shí)若設(shè)計(jì)選用，則設(shè)計(jì)文件應(yīng)增繪相關(guān)圖，本程序中未列入； ③ 化工工藝專業(yè)提交的自控設(shè)計(jì)條件有兩種形式 ，一種為工藝流程圖和工藝說明、材料平衡表、主要控制說明等設(shè)計(jì)資料；一種為“儀表?xiàng)l件圖”。對這些設(shè)備材料需根據(jù)施工要求，進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)，編制儀表安裝材料表。 ⑤ 節(jié)流裝置和調(diào)節(jié)閥的計(jì)算 控制方案已定，所需的節(jié)流裝置、調(diào)節(jié)閥的位置和數(shù)量也都已確定，根據(jù)工藝數(shù)據(jù)和有關(guān)計(jì)算翻番進(jìn)行計(jì)算，分別列出儀表數(shù)據(jù)表中調(diào)節(jié)閥及節(jié)流裝置計(jì)算數(shù)據(jù)表與結(jié)果。ID）。 自控工程設(shè)計(jì)常用的方法是有工藝專業(yè)提條件，而自控與工藝專業(yè)一起討論確定控制方案，確定必要的中間儲槽及其容量，確定合適的設(shè)備余量，確定開、停車以及緊急事故處理方案等。 按照當(dāng)前實(shí)施的設(shè)計(jì)“新體制”的要求，自控工程設(shè)計(jì)階段的工作可歸納為以下六個(gè)方面的內(nèi)容：根據(jù)工藝專業(yè)提出的監(jiān)控條件繪制工藝控制圖（ PCD: Process Control Drawing） 。 2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 1） 、了解自控工程設(shè)計(jì)的任務(wù)和方法步驟，其他相關(guān)專業(yè)的分工與 協(xié)作?？梢哉f自控工程設(shè)計(jì)是我們過控專業(yè)學(xué)生的一項(xiàng)基本功，今后無論從事本學(xué)科領(lǐng)域的哪方面工作，都是極為有用的。 工程設(shè)計(jì)是工程建設(shè)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是工程項(xiàng)目實(shí)施的依據(jù)。自控工程設(shè)計(jì)是運(yùn)用過程控制工程的知識，針對某生產(chǎn)工藝流程，實(shí)施自控方案的具體體現(xiàn)。 4） 、掌握自控工程設(shè)計(jì)中儀表連接、供電供氣、控制室設(shè)計(jì)及安全防護(hù)設(shè)計(jì)原則及方法。征集研究用戶對 Pamp。 過程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 3． 3 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和概述 在接到一個(gè)工程項(xiàng)目后，進(jìn)行自控工程設(shè)計(jì)時(shí)，按照什 么樣的方法來完成這些內(nèi)容呢？本節(jié)介紹完成這些內(nèi)容的先后順序和它們之間相互關(guān)系。并編制出自控設(shè)備或儀表數(shù)據(jù)表等有關(guān)的信息的設(shè)計(jì)文件。為此需按照儀表的供電、供氣負(fù)荷大小及配置方式，畫出儀表供電系統(tǒng)圖、儀表空氣管道平面圖（或系統(tǒng)圖）等設(shè)計(jì)文件。 自控專業(yè)工程設(shè)計(jì)的如圖 11 所示，工作程序圖反應(yīng)了自控專業(yè)在各版Pamp。而儀表的定位是通過自控專業(yè)與管道等專業(yè)往返設(shè)計(jì)圖、表以及相互的協(xié)商來確定的； ⑥ 程序圖中未包括的 DCS 應(yīng)用組態(tài)所需的設(shè)計(jì)文件。 ③ 儀表選型，編制有關(guān)儀表信息的設(shè)計(jì)文件 在儀表選型中，首先要確定的是采用常規(guī)儀表還是 DCS 系統(tǒng)。并將有關(guān)條件提供給管道專業(yè)，供管道設(shè)計(jì)之用。 上述設(shè)計(jì)方法和順序，僅僅是原則性的提法，在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中各種設(shè)計(jì)文件的編制，還應(yīng)按自控工程的程序進(jìn)行。ID: Piping and Instrumentation Drawing）； ③ 征集研究用戶對 Pamp。 自控工程設(shè)計(jì)的基本任務(wù) 是負(fù)責(zé)工藝生產(chǎn)裝置于公用工程、輔助工程系統(tǒng)的控制，檢測儀表、在線分析儀表和控制及管理用計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及有關(guān)的順序控制、信號報(bào)警和聯(lián)鎖系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)（ SIS）和緊急停車系統(tǒng)（ ESI）的設(shè)計(jì)。采取部分剩余氨水更新循環(huán)冷卻水，多余的循環(huán)水返回鼓風(fēng)冷凝工段，或送往酚氰污水處理站。系統(tǒng)中不凝性氣體經(jīng)尾氣洗凈塔洗滌后放散。 h)，廢液回兌至配煤中，對焦炭的質(zhì)量有一定的影響。 HPF 法脫硫工藝 操作條件 山西南村化工設(shè)計(jì)焦炭年產(chǎn)量為 150萬噸，與參考文獻(xiàn) [12]中年產(chǎn) 145萬噸的漣鋼焦化廠非常相似。 ③ 脫硫液和煤氣中的含氨量 脫硫液中所含的氨由煤氣供給，煤氣中的含氨量對操作的影響很大，當(dāng)氨硫物質(zhì)的量之比不小于 1，煤氣中煤焦油含量不大于 50mg／ m含萘小于 0． 5g／ m3時(shí)，即使一塔操作，其脫硫效率也可達(dá) 99％左右，脫氰效率大于 80％，當(dāng) 氨硫物質(zhì)的量之比小于 1時(shí)，即使采用雙塔脫硫工藝，也必須對操作參數(shù)適當(dāng)調(diào)整后才能保證脫硫效率。 ⑥ 煤氣中雜質(zhì)對脫硫效率的影響 生產(chǎn)實(shí)踐表明，煤氣中煤焦油和萘等雜質(zhì)不僅對煤氣的脫硫效率有較大影響，還會使硫磺顏色發(fā)黑。所以．控制設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真仔細(xì)地配合工藝、系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員完成管道儀表流程圖 (Pamp。有時(shí)，還有能量回收和三廢處理系統(tǒng)等附加部分。要把控制設(shè)計(jì)提到一個(gè)較高的水平，控制設(shè)計(jì)人員必須熟悉工藝，這包括了解生產(chǎn)過程的機(jī)理，掌握工藝的操作條件和物料的性質(zhì)等。 可靠性是一個(gè)設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鏈因素。 另一種是做出幾種設(shè)計(jì)方案，可以先投運(yùn)簡單方案，再投運(yùn)下一步的方案。過程中應(yīng)在深入實(shí)際調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性的比較?？刂葡到y(tǒng)如下圖?？刂葡到y(tǒng)如圖 設(shè)計(jì)中圖形符號的統(tǒng)一規(guī)定 在控制工程設(shè)計(jì)的圖紙上，按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，均有統(tǒng)一規(guī)定的圖例、符號。 ① 多機(jī)組的儀表位號一般按順序編制，而不用同一位號加尾綴的方法。 ⑥ 儀表位 號中表示功能的后繼字母，是按照讀出或輸出功能而不是按照被控變量選用，后繼字母應(yīng)按 IRCTQSA 的順序標(biāo)注。 過程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 21． ． 過程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 22． ． 過程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 23． ． 圖形符號 過程檢測和控制系統(tǒng)的圖形符號，一般來講包括測量點(diǎn)、連接線（引線、信號線）和儀表圓圈三部分組成。在復(fù)雜系統(tǒng)中，當(dāng)有必要表明信息流動(dòng)的方向時(shí)，應(yīng)在信號線符