【文章內(nèi)容簡介】 當這種干擾出現(xiàn)時，系統(tǒng)為保證爐溫恒定不變，勢必修正比值，增大氣氨流量。當氨空比一旦越限(16%)將會有爆炸危險。為防止氨空比值超限，利用 PMK 的可靠性，當氨空比達到 %，將發(fā)出報警信號，若氨空比繼續(xù)增大到%，將發(fā)出脈沖信號, 切斷氣氨流量, 保證了設(shè)備的安全。當由于其他原因，如：停電、停氣源等造成控制系統(tǒng)動作，規(guī)定當氨空比低于 8%，實現(xiàn)設(shè)備安全自保。當溫度高于 870℃，而氨空比沒發(fā)生變化，同樣實現(xiàn)安全自保。該方案中主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、比值器由 PMK 來實現(xiàn)?？刂崎y、快關(guān)閥均為氣開閥，對象增益大于零，檢測變送環(huán)節(jié)增益大于零，所以調(diào)節(jié)器均為反作用。副回路中的一次空氣流量自動調(diào)節(jié)過程，利用 PMK 調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)，控制閥為氣本科生課程設(shè)計（論文）7開閥，調(diào)節(jié)器為正向，一次空氣、二次空氣、氣氨流量、比值、溫度由記錄儀記錄。 溫度傳感器溫度傳感器（temperature transducer ）是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。如果要進行可靠的溫度測量，首先就需要選擇正確的溫度儀表，也就是溫度傳感器。其中熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻(RTD)和溫度 IC 都是測試中最常用的溫度傳感器。根據(jù)硝酸生產(chǎn)工藝，溫度傳感器需要測量的溫度范圍是 0～1000℃，所以選用 TH1044000 熱敏電阻傳感器，此傳感器可以直接將溫度信號轉(zhuǎn)化為15V 標準數(shù)字信號送入控制器。TH1044000 熱敏電阻使用半導體材料， 大多為負溫度系數(shù)，即阻值隨溫度增加而降低。溫度變化會造成大的阻值改變，因此它是最靈敏的溫度傳感器。熱敏電阻體積非常小，對溫度變化的響應(yīng)也快。熱敏電阻需要使用電流源，小尺寸也使它對自熱誤差極為敏感。熱敏電阻在兩條線上測量的是絕對溫度，有較好的精度，比熱偶貴，高溫器件適用溫度高于 315℃（目前最高可達到 2022℃） 。一種常用熱敏電阻在 25℃時的阻值為 5kΩ，每 1℃的溫度改變造成 200Ω 的電阻變化。注意 10Ω 的引線電阻僅造成可忽略的 ℃誤差。它非常適合需要進行快速和靈敏溫度測量的電流控制應(yīng)用。尺寸小對于有空間要求的應(yīng)用是有利的，但必須注意防止自熱誤差。熱敏電阻還有其自身的測量技巧。熱敏電阻體積小是優(yōu)點，它能很快穩(wěn)定，不會造成熱負載。由于熱敏電阻是一種電阻性器件，任何電流源都會在其上因功率而造成發(fā)熱，功率等于電流平方與電阻的積，因此要使用小的電流源。 流量變送器變送器（transmitter）是把傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R別的信號（或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號同時放大以便供遠方測量和控制的信號源）的轉(zhuǎn)換器。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動控制的監(jiān)測信號源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。變送器的種類很多，用在工控儀表上面的變本科生課程設(shè)計（論文）8送器主要有溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、電流變送器、電壓變送器等等。流量變送器又稱為流量傳感器簡稱為流量計。目前，已經(jīng)研發(fā)出按照 ISO9951 標準并結(jié)合國內(nèi)外流量儀表先進技術(shù)而研制開發(fā)的高精度、高可靠性的精密計量儀表，它出色的低壓和高壓計量性能，多種信號輸出方式以及對流體擾動的低敏感性，使得流量計成為一種特別優(yōu)秀的能準確計量氣體累積量的工業(yè)計量儀表。渦輪流量計采用渦輪進行測量。它先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號。這種流量計用于檢測瞬時流量和總的積算流量，其輸出信號為頻率，易于數(shù)字化。感應(yīng)線圈和永久磁鐵一起固定在殼體上。當鐵磁性渦輪葉片經(jīng)過磁鐵時，磁路的磁阻發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)信號。信號經(jīng)放大器放大和整形，送到計數(shù)器或頻率計，顯示總的積算流量。同時將脈沖頻率經(jīng)過頻率－電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時流量。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量，葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過的總量。渦輪流量計的輸出是頻率調(diào)制式信號，不僅提高了檢測電路的抗干擾性，而且簡化了流量檢測系統(tǒng)。它的量程比可達 10:1，精度在177。%以內(nèi)。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計的時間常數(shù)可達 秒。氣體渦輪流量計廣泛應(yīng)用于石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體等。根據(jù)硝酸生產(chǎn)工藝，測量的氣體流量范圍在 0～40m 3 /h，所以選用美國 A+K 平衡流量計。 執(zhí)行器執(zhí)行器（final controlling element）是自動化技術(shù)工具中接收控制信息并對受控對象施加控制作用的裝置。執(zhí)行器也是控制系統(tǒng)正向通路中直接改變操縱變量的儀表，由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。在過程控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)兩部分組成。調(diào)節(jié)機構(gòu)通過執(zhí)行元件直接改變生產(chǎn)過程的參數(shù)，使生產(chǎn)過程滿足預定的要求。執(zhí)行機構(gòu)則接受來自控制器的控制信息把它轉(zhuǎn)換為驅(qū)動調(diào)節(jié)機構(gòu)的輸出（如角位移或直線位移輸出）。它也采用適當?shù)膱?zhí)行元件，但要求與調(diào)節(jié)機構(gòu)不同。執(zhí)行器直接安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，有時工作條件嚴苛。能否保持正常工作直接影響自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全性和可靠性。執(zhí)行器是自動化技術(shù)工具中接受控制信息并對受控對象施加控制作用的裝置，按所用驅(qū)動能源分為氣動、電動和液壓執(zhí)行器3類。根據(jù)控制系統(tǒng)安全運行準則確定控制閥的氣開、氣關(guān)形式。即當控制閥出現(xiàn)故障時，控制閥應(yīng)處于安全狀態(tài)，選擇控制閥氣開、氣關(guān)形式的一般原則是不使物料進入或流出設(shè)備或裝置，選用本科生課程設(shè)計（論文）9規(guī)則：進入設(shè)備或裝置原料或熱源應(yīng)切斷，因此，選擇進料閥為氣開閥；設(shè)備或裝置的出料應(yīng)切斷。因此，選擇出料閥為氣開閥；特殊場合，不應(yīng)使高溫高壓物流切斷或放空，因此，選擇保位閥；精餾塔的回流控制閥應(yīng)在故障時打開，保證全回流，因此選擇氣關(guān)閥；串級控制系統(tǒng)中，當氣開和氣關(guān)形式都可以選用是，為使串級和主控兩種模式能方便地切換，選擇控制閥的增益與主被控對象增益有相同符號（同時為正或同時為負）。根據(jù)以上原則，本設(shè)計的控制閥選用氣開閥，型號為TMCUTMVUTMVU 流量控制閥。調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過閥門的相對流量與位移（閥門的相對開度）間的關(guān)系，理想流量特性主要有直線、等百分比（對數(shù)）、拋物線和快開等4種。常用的理想流量特性只有直線、等百分比（對數(shù)）、快開三種。調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇可以通過理論計算，但所用的方法和方程都很復雜。目前多采用經(jīng)驗準則，具體從下幾方面考慮：(1) 從調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量分析并選擇；(2) 從工藝配管情況考慮；(3) 從負荷變化情況分析。 通過選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性來補償被控過程特性的非線性，從而達到系統(tǒng)總放大倍數(shù)不變的目的。綜上所述，系統(tǒng)應(yīng)采用對數(shù)(等百分比)流量特性調(diào)節(jié)閥。本科生課程設(shè)計（論文）10第 4 章 軟件設(shè)計串級比值控制系統(tǒng)又稱為變比值控制系統(tǒng)，它是按一定工藝指標自行修正比值系數(shù)，克服影響工藝指標的所有干擾。該串級控制系統(tǒng)根據(jù)氧化爐溫度的變化自行修正氨空比值系數(shù)。并按新比值系數(shù)，實現(xiàn)變化值控制。 系統(tǒng)設(shè)計串級比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，快速而有效地克服各種干擾，可使溫度控制精度達到恒定。串級比值調(diào)節(jié)回路中，當出現(xiàn)直接引起氨氣，空氣流量變化的干擾時，通過比值系統(tǒng)，可以得到及時克服，以保持爐溫不變，對于其他干擾如氨氣、溫度壓力變化，觸媒活性變化等引起的爐溫變化，可通過主調(diào)節(jié)器對氨空比值進行修正， 以保證爐溫恒定，系統(tǒng)流程圖如圖 所示。