【正文】 控，集中控制。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 18 頁(yè) 共 33 頁(yè) 5 DCS 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) DCS 系統(tǒng)介紹 DCS，它分為兩個(gè)部分，一為控制，二為監(jiān)控，他們通過(guò)總線與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，組成一個(gè)多級(jí)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它具有多項(xiàng)功能， 除了控制與監(jiān)控，還能做到通信與顯示的作用。 HLS 為 小口徑單座調(diào)節(jié)閥，可用于控制各種不同壓力和溫度的流體 ,閥體呈 S 流 線型的通道 ,壓降損失小 ,流量大 ,可調(diào)范圍廣 ,流量特性精度高 ,調(diào)節(jié)閥配用多彈簧式薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu) ,結(jié)構(gòu)緊湊 ,輸出力大。2%；滯后度： 1%；流量： 80LPM；材料：壓鑄鋁 ；空氣消耗量： 3LPM。%； 線性度： 177。15Ω ；供氣壓力： ；行程： 10150mm；電源接口： PF1/2（ G1/2） ； 導(dǎo)管接口： PT(NPT)1/4 ；壓力表接口： PT(NPT)1/8 ； 防爆等級(jí)： Exia IIBT6,Exdm IIBT6；防護(hù)等級(jí)： IP66 ；環(huán)境溫度： 20～ 70℃ (標(biāo)準(zhǔn) )； 靈敏度：177。其特點(diǎn)有： ① 該定位器在很大范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生共振效果 ； ② 定位器中的 磁電部分 應(yīng)用了新的動(dòng)圈技術(shù)，是定位器更加安全，穩(wěn)定，數(shù)據(jù)線性程度高； ③ 安全性能有了很大提高，除接線盒外，其他組件均可以在危險(xiǎn)場(chǎng)所直接打開(kāi)并進(jìn)行檢修與維護(hù) ； ④ 擁有 IP66的級(jí)別確認(rèn)，同樣擁有防爆級(jí)別確認(rèn) ； ⑤ 該定位器的配件與其他設(shè)備大部分都相符，所以安裝，維修簡(jiǎn)單快捷 ； ⑥ 控制方式簡(jiǎn)單，我們可以輕易的在正反作用以及單雙作用上自由選擇和轉(zhuǎn)換，不用其他附件即可實(shí)現(xiàn) 1/2 的分程控制檢測(cè)； ⑦ 該定位器由于為組合而成，而每一部分都是精密加工，采用先進(jìn)工藝技術(shù)鑄造而成，在抗腐蝕性等特殊情況中安全穩(wěn)定，是各種復(fù)雜環(huán)境的良好選擇 ； ⑧ 從實(shí)際情況出發(fā)，此HLT101 醋酸蒸發(fā)器液位 0～ 100 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 17 頁(yè) 共 33 頁(yè) 定位器能根據(jù)特定情況，應(yīng)用活動(dòng)可調(diào)節(jié)阻尼部分，完成對(duì)輸出的控制 ； ⑨ 多也形式的設(shè)計(jì)理念，讓導(dǎo)氣管的連接更加隨意和方便。同時(shí)根據(jù)調(diào)節(jié)閥 開(kāi)度進(jìn)行反饋，使閥門(mén)位置能夠按系統(tǒng)輸出的 信號(hào)進(jìn)行正確定位。本工段采用 YT1000 系列 電氣閥門(mén)定位器， YT1000 型電氣閥門(mén)定位器 。 閥門(mén)定位器按 照 其工作原理 和 結(jié)構(gòu)形式可以分 為 氣動(dòng)閥門(mén)定位器、電 氣 閥門(mén)定位器和智能式閥門(mén)定位器。它一方面接收調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，另一方面，它也控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)閉，起到了中轉(zhuǎn)接收控制的作用，所以選擇合適的電氣閥門(mén)定位器是控制過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 液位儀表 本工段液位參數(shù) 有 1 個(gè)，集中顯示， 如表 所示， 為： 位號(hào) 描述 液位（ %） 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 16 頁(yè) 共 33 頁(yè) 表 液位信號(hào) 醋酸蒸發(fā)器液位 采用型號(hào)為 EJA118W 的雙法蘭差壓變送器，其 優(yōu)點(diǎn)是 精度高，溫度影響可忽略不計(jì) , 靜壓影響可忽略不計(jì)，具有雙向通訊功能（ BRAIN/HART 協(xié)議， FF現(xiàn)場(chǎng)總線）和完善的自診斷功能。 從投資的方面來(lái)看，選擇普通型的變送器，會(huì)節(jié)約大量的資金，但使用這種變送器的前提是所要檢測(cè)的介質(zhì)沒(méi)有腐蝕或者結(jié)晶等性質(zhì)，還就是這樣也要求工作人員需要定期進(jìn)行維護(hù)和檢修。 ② 對(duì)于儀表的測(cè)量，還應(yīng)該注意所在測(cè)量環(huán)境的溫度，根據(jù)所在的溫度選擇適當(dāng)?shù)膬x表，會(huì)使測(cè)量更加精確。 其 主要技術(shù)指標(biāo)為： 量程范圍 ： 0100% 精度等級(jí) 1,6 工作溫度 80300/112572 最高環(huán)境溫度 70 / 158 液位儀表 選型 及 原則 標(biāo)準(zhǔn) 選型原則：以被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為 基準(zhǔn) ， 便于安裝和維護(hù)為參考 。 基于模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出 ， 開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出，累計(jì)量顯示， HART 協(xié)議執(zhí)行， ProfibusPA 總線， 均 可以全部根據(jù)用戶需求即時(shí)安裝與使用。工作電源： 24VDC。 醋酸蒸發(fā)器、反應(yīng)器入口、鼓風(fēng)機(jī)出口壓力報(bào)警 均采用型號(hào)為 YTP100 的 防腐 膜片壓力表，其主要技術(shù)參數(shù)為： 精確度等級(jí)： 級(jí) ； 測(cè)量范圍 ： ～ 。 （ 3）被控變量：乙炔鼓風(fēng)機(jī)入口管道流量 操縱變量：乙炔鼓風(fēng)機(jī)入口管道回流量 控制閥：氣開(kāi)閥 控制器：正作用 （ 4）控制流程圖 ，如圖 ： FC 醋酸 流量控制器 控制閥 泵 流量變送器 + 流量 給定 _ 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 12 頁(yè) 共 33 頁(yè) 圖 乙炔鼓風(fēng)機(jī)入口管道流量控制流程圖 方框圖，如圖 ： 圖 乙炔鼓風(fēng)機(jī)入口管道流量控制方框圖 乙炔 FC 流量控制器 控制閥 鼓風(fēng)機(jī) 流量變送器 + 流量 _ 給定 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 13 頁(yè) 共 33 頁(yè) 4 儀表選型 檢測(cè)儀表選型 溫度儀表 該工段共有 13 個(gè)溫度參數(shù)需要檢測(cè)并集中顯示，這 13 個(gè)溫度參數(shù)的范圍是 25℃185℃，如下表 所示： 表 溫度信號(hào) 位號(hào) 描述 溫度℃ TE101 混合氣第一預(yù)熱器出口 145 TE102 混合氣第二預(yù)熱器出口 180 TE103 醋酸蒸發(fā)器 100 TE104 醋酸蒸發(fā)器出口 78 TE105 乙炔 鼓風(fēng)機(jī)出口 60 TE106 吸附槽出口 25 TE107 醋酸加料槽 35 TE108 合成反應(yīng)器出口 178 TE109 粉末分離器出口 25 TE110 合成反應(yīng)器下部 160 TE111 合成反應(yīng)器中部 178 TE112 合成反應(yīng)器上部 185 TE113 合成反應(yīng)器 178 由表中數(shù)據(jù)可以看出這些溫度參數(shù)都屬于 較 低溫，所以可選擇熱電阻進(jìn)行測(cè)量，所以選擇 WZP120 熱 電阻，該型熱電阻 主要技術(shù)參數(shù)為：分度號(hào)： Pt100，溫度范圍：200~420℃，熱響應(yīng)時(shí)間＜ 90S。 （ 3）被控變量：醋酸加料泵出口管道流量 操縱變量：醋酸加料泵出口管道流量 控制閥：氣開(kāi)閥 控制器：反作用 （ 4）控制流程圖，如圖 ： LC 蒸汽流量 SP 液位控制器 控制閥 醋酸蒸發(fā)器 液位變送器 + 流量 給定 _ 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 11 頁(yè) 共 33 頁(yè) 圖 醋酸加料泵出口管道流量控制流程圖 方框圖，如圖 ： 圖 醋酸加料泵出口管道流量控制方框圖 乙炔鼓風(fēng)機(jī) 入 口管道流量控制系統(tǒng) （ 1）合成反應(yīng)是乙炔和醋酸蒸汽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成醋酸乙烯的過(guò)程，為了保證化學(xué)反應(yīng)中的摩爾比（物質(zhì)的量之比），使反應(yīng)速度一定且生成醋酸乙烯的濃度較高，必須對(duì)乙炔鼓風(fēng)機(jī)入口管道流量進(jìn)行控制。 （ 3）被控變量：醋酸蒸發(fā)器液位 操縱變量：加入醋酸蒸發(fā)器的蒸汽流量 控制閥：氣開(kāi)閥 控制器：正作用 （ 4）控制流程圖，如圖 ： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 10 頁(yè) 共 33 頁(yè) 圖 醋酸蒸發(fā)器液位控制流程圖 方框圖 ，如圖 ： 圖 醋酸蒸發(fā)器液位控制方框圖 醋酸加料泵出口管道流量 控制系統(tǒng) （ 1）合成反應(yīng)是乙炔和醋酸蒸汽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成醋酸乙烯的過(guò)程，為了保證化學(xué)反應(yīng)中的摩爾比（物質(zhì)的量之比），使反應(yīng)速度一定且生成醋酸乙烯的濃度較高，必須對(duì)醋酸加料泵出口管道流量進(jìn)行控制。復(fù)雜控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)都是以單回路控制系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的。選擇了 單回路反饋控制系統(tǒng) 。加入醋酸量一定，釜液排出量一定，用加熱蒸汽將蒸發(fā)器液面維持一定，則蒸發(fā)量一定。副回路的輸出是副變量，副回路的給定值是主控制器的輸出，所以在串級(jí)控制系統(tǒng)中，副變量 并不是 不變的，而是要求隨主控制器的輸出變化而變化，因此是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng) [28]。 主控制器的輸出作為副控制器的給定值，控制器的輸出去操縱控制閥，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變量的定值控制。處于主環(huán)上的控制器、對(duì)象和變送器分別稱(chēng)主控制器、主對(duì)象和主變送器主對(duì)象的輸出稱(chēng)主變量。處于副環(huán)上的控制器、對(duì)象和變送器分別稱(chēng)副控制器、副對(duì)象和副變送器。 主被控變量：合成反應(yīng)器中溫 副被控變量：熱交換器的出口溫度 操縱變量：冷熱路氣體混合比例 冷路控制閥：氣閉閥 熱路控制閥：氣開(kāi)閥 主控制器：反作用 副控制器：反作用 （ 4）控制流程圖，如圖 ： 圖 醋酸乙烯合成反應(yīng)器中溫控制系統(tǒng)流程圖 方框圖 ，如圖 ： 圖 醋酸乙烯合成反應(yīng)器中溫控制系統(tǒng)方框圖 從串級(jí)控制系統(tǒng)的方框圖可以看出，該系統(tǒng)有兩個(gè)環(huán)路：一個(gè)內(nèi)環(huán)和一個(gè)外環(huán)。 （ 3）反應(yīng)溫度的控制是通過(guò)反應(yīng)器入口的混合氣的溫度來(lái)控制的，即反應(yīng)溫度有所上升時(shí)，則通過(guò)降低入口氣體溫度的方法來(lái)控制，可以通過(guò)調(diào)節(jié)第一預(yù)熱加熱器的蒸汽量來(lái)調(diào)節(jié)，但由于傳熱滯后比較大，調(diào)節(jié)不靈