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1过程控制系统组成：控制器（调节器），执行器（调节阀），被控过程（对象），测量变送2-1结构不同分为：反馈控制系统，前馈控制系统，前馈反馈复合控制系统，设定值不同分为：定值控制系统，随动控制系统。
检测变送：传感器和变送器2-2热电阻测温原理：基于电阻的热阻效应2-3热电偶的测温原理：基于热电效应，即只要热电偶两端的温度不同，则在热电偶闭合回路中就产生热电动势，热电偶回路中的热电动势由接触电动势和温差电动势两部分组成2-4热电偶结论：1.若组成热电偶的电极材料相同，则无论热电偶冷热两端的温度如何，总热电动势为0 2.若热电偶冷热两端的温度相同，则无论电极材料如何，总热电动势为0 3.不同电极材质制成的热电偶在相同温度下产生的热电动势不同。
2-5热电偶的冷端温度校正：当t0不为0且经常变化时，会产生测量误差，为了消除冷端温度不为0时对测量精度的影响，可进行冷端温度校正，方法有查表校正法和电桥补偿法2-6电容式差压变送器：检测部件和转换放大电路组成，检测部件把输入差压线性地转换成两电容之差与两电容之和的比值2-7流量检测仪表：1容积式流量计2速度式流量计（节流式流量计与涡街流量计）2-8涡街流量计工作原理：在一定条件下被测流体的流量与漩涡出现的频率存在定量关系，只要测出涡街的频率即可求得流量3-1比例调节：比例增益越大，比例调节作用越强。
比例度与比例增益成反比。
优：调节及时，反应灵敏缺：不能完全消除余差3-2比例积分调节：积分时间越大，积分作用越弱。
优：积分消除静态偏差3-3比例微分调节：优：微分消除动态偏差，改善容量滞后缺：缺乏抗干扰能力3-4执行器：执行机构和调节机构（调节阀），执行器分为气动，电动，液动3-5气动执行器：结构简单，工作可靠，价格便宜，维护方便，防火防爆电动执行器：优：能源取用方便，信号传输速度快，缺：结构复杂，价格贵，用于防爆要求不高的场所3-6调节机构：直通双座阀（大压差，泄漏量大），直通单座阀（小压差，泄漏量小），三通阀，隔膜阀（耐腐蚀性强），角形阀（流通能力强），蝶阀等3-7流通能力C：定义为调节阀全开，阀前后压差为0.1MPa，流体重度为1g/cm3时每小时通过阀门的流体流量3-7调节阀流量特性：理想流量特性（取决于阀心形状）和工作流量特性，理想流量特性：直线流量特性，对数（等百分比）流量特性，快开流量特性3-8直线流量特性：小开度时流量的相对变化量大，灵敏度高，控制作用强，容易产生振荡，大开度时流量的相对变化量小，灵敏度低，控制作用弱，不宜用于负荷变化大的过程3-9对数流量特性：小开度工作时控制较平稳，大开度工作时控制灵敏有效，适用于负荷变化较大的过程3-10快开流量特性：小开度时就有较大的流量，灵敏度高，随着开度增大。
化工企业仪表控制、连锁、DCS、PID安全知识简介一、控制回路1、几种控制方案：单回路PID控制、串级控制、分程控制、选择控制、比值控制、自定义顺序程序控制等。
2、单回路PID控制回路的组成：1个参数检测仪表、1个PID控制器、1个执行机构（控制阀）各一个。
3、串级控制回路包括内环和外环，一般由2个参数检测仪表、2个PID 控制器、1个执行机构（控制阀）组成。
4、选择控制回路一般由1个或2个参数检测仪表、1个或2个PID控制器、1个选择器、1个或2个执行机构（控制阀）组成。
5、比值控制回路一般由2个参数检测仪表、1个或2个PID控制器、1个或2个执行机构（控制阀）组成。
6、自定义顺序程序控制回路（SFC）一般用于配制、加料、混合，或者以时间/动作为先后顺序周而复始循环工作场合，如变压吸附等二、联锁回路1、联锁是指为了保护关联设备或工艺系统、人身安全等而设置的自动保护控制停车装置；2、联锁回路的构成：联锁条件（输入AI/DI）、联锁逻辑（与/或/非等）、联锁结果（输出AO/DO）；3、联锁的分类：单元设备/机组局部联锁、工艺装置整体联锁、安全联锁切换；4、联锁的实现：一般由接触器、继电器和自动开关的组合电路或者由可编程微处理器（如PLC/DCS/ESD等）来实现；5、对联锁元件的要求：检测控制可靠、响应灵敏快速、几乎不产生误动作。
三、DCS控制系统1、DCS系统的主要结构人机界面（操作站）、主控制器（控制站）、输入/输出接口（I/O卡件）以及数据交换通道（2层通讯网络及交换机）。
2、DCS的主要功能包括现场数据采集显示、报警、运算控制，人机交互操作，数据记录、累积，趋势记录，报表功能等3、DCS组态简介系统组态是指在工程师站上为控制系统设定各项软硬件参数的过程。
由于DCS的通用性和复杂性，系统的许多功能及匹配参数需要根据具体场合而设定。
例如：系统由多少个控制站和操作站节点（操作站节点是工程师站、操作员站、服务器站、数据管理站、时间同步服务器等的统称）构成；系统采集什么样的信号、采用何种控制方案、怎样控制、操作时需显示什么数据、如何操作等等。
T2102碱洗塔顶液位超驰控制碱液锅炉水比值控制水阀分程控制工艺说明：从T2101水洗塔顶部来的反应气，经10E2104换热器加热到50°C 左右，进入T2102碱洗水洗塔下部。
反应气从T2102下部进，经稀碱液（2~3%）、中碱液（5~7%）、浓碱液（8~10%）、锅炉水洗后，过除沫网从T2102顶部流出。
在T2102内反应气里的酸性气体（如CO 2等）与碱液发生反应生成盐和水，同时放出热量oT2102顶部水洗部分有一个液位超驰控制LC2110,主要防止液位太低，反应气从水洗底部排水管流出一--防“串气”•同时防P2106AB 泵气蚀;P2102AB 碱液泵出口流量控制FC2107，流量调节器输出控制电气变频器，改变电机转速，从而改变碱液泵出口流量，实现泵出口流量控制；新鲜锅炉水流量控制阀与□D H FY LC2110 LJFCRFC M 2107PVR FCLM P2102,FV-2106B FV-2106A FC20%碱液T-2102碱洗/水洗塔 水洗水循环至P-2106A,B 强碱至P-2105A,B锅炉给水自E-2107 宀2106 2106 2107FFCOPSPLIT—2107 SPLIT-塔底部分排出洗涤水流量控制阀的分程控制，其原则是优先考虑塔底部分排出水流量，如果此流量不能满足配8%~10%的浓碱液所需水量，再逐步增加新鲜锅炉水流量，因此两流量控制阀FV2106A\FV2106B为分程控制；20%的碱液流量与总锅炉水流量之间为比值控制。
复杂回路构成说明：整个复杂回路由三个调节器(LC2110\FC2106\FC2107),两个调节阀(FV2106A\FV2106B),两个变频器及两台泵，两个质量流量计(FT2106\FT2107),—台液位变送器(LT2110)组成。
LC2110为正作用；FC2106为反作用；FC2107为反作用。
FT2107、FC2107和变频器及电机泵组成碱液流量控制回路；FT2106、FC2106、FV2106A\FV2106B组成锅炉水流量控制回路。
第7章 思考题与习题1．基本练习题（1）什么叫比值控制系统？它有哪几种类型？画出它们的原理框图。
答：1）比值控制系统就是实现副流量2F 与主流量1F 成一定比值关系，满足关系式：21F K F的控制系统。
2）比值控制系统的类型：开环比值控制系统、单闭环比值控制系统、双闭环比值控制系统、变比值控制系统。
3）结构原理图分别如图7-1，图7-2，图7-3，图7-4所示：图7-1开环比值控制系统（a ）开环比值控制系统原理图（b ）开环比值控制系统方框图图7-2单闭环比值控制系统（a）单闭环比值控制系统原理图 （b ）单闭环比值控制系统方框图（a ）原理图（b ）方框图(a) 原理图(b) 方框图（b）方框图图7-3双闭环比值控制系统（a）双闭环比值控制系统原理图（b）双闭环比值控制系统方框图（b）方框图图7-4变比值控制系统（a）变比值控制系统原理图（b）变比值控制系统方框图（2）比值控制中的比值与比值系数是否是一回事？其关系如何？答：1）工艺要求的比值系数K，是不同物料之间的体积流量或重量流量之比，而比值器参数K’，则是仪表的读数。
它与实际物料流量的比值K，一般情况下并不相等。
因此，在设计比值控制系统时，必须根据工艺要求的比值系数K计算出比值器参数K’。
当使用单元组合仪表时，因输入-输出参数均为统一标准信号，所以比值器参数K’必须由实际物料流量的比值系数K折算成仪表的标准统一信号。
2）当物料流量的比值K一定、流量与其检测信号呈平方关系时，比值器的参数与物料流量的实际比值和最大值之比的乘积也呈平方关系。
当物料流量的比值K一定，流量与其检测信号呈线性关系时，比值器的参数与物料流量的实际比值和最大值之比的乘积也呈线性关系。
（3）什么是比值控制中的非线性特性？它对系统的控制品质有何影响？在工程设计中如何解决？答：1）比值控制系统中的非线性特性是指被控过程的静态放大系数随负荷变化而变化的特性。
2）非线性特性使系统的动态特性变差。
过程装备控制是指在过程设备上，配上一些自动化装置以及合适的自动控制系统来代替操作人员的部分或全部直接劳动，使设计制造、装配、安装等在不同程度上自动的进行。
生产过程自动化系统所包含的内容：自动检测系统、信号连锁系统、自动操作系统、自动控制系统。
工业生产对过程装备控制的要求是多方面的，最终可概括为三项要求：安全性、经济性和稳定性。
安全性是指在整个生产过程中，确保人身和设备的安全，这是最重要也是最基本的要求。
控制系统的分类：1、按给定值的特点划分：定值控制系统，随动控制系统、程序控制系统2、按系统输出信号对操纵变量的影响：闭环控制、开环控制；3、按系统的复杂程度划分：简单控制系统、复杂控制系统；4、按系统克服干扰的方法：反馈控制、前馈控制、前馈-反馈控制系统。
控制系统的过渡过程：发散振荡过程、等幅振荡过程、衰减振荡过程、非振荡的单调过程。
控制系统的性能指标：1、一阶跃响应曲线形式表示的质量指标：最大偏差A(超调量σ)、衰减比n 、回复时间t s 、余差e(∞)、震荡周期T 。
2、偏差积分性能指标：平方误差积分指标（ISE ）j = e 2∞0(t )dt →min 、时间乘平方误差积分指标(ITSE)：J = te 2∞0(t )dt →min 、绝对误差积分指标(IAE):J = e (t ) dt →min ∞0、时间乘绝对误差积分指标(ITAE)J = t e (t ) dt →min ∞被控对象的特性，就是当被控对象的输入变量发生变化时，其输出变量随时间的变化规律（包括变化的大小、速度等）。
被控对象的特性参数有：放大系数K 、时间常数T 、滞后时间τ放大系数：是被控对象重新达到平衡的输出变化量与输入变化量之比。
对控制通道，放大系数适宜最好；对干扰通道越小越好。
时间常数：反应了被控对象受到输入作用后，输出变量达到新稳态值的快慢，他决定了整个动态过程的长短。
对控制通道，时间常数T 大，被控变量变化缓慢，时间常数小，被控变量变化速度快，不易控制，所以适宜最好。
摘要OXO反应器是石油化工行业醇类生产装置中的一个工艺单元，由于其本身的复杂性，不容易被控制在理想工况。
因此利用先进的DCS控制系统和方案对生产过程的压力、温度、液位、流量等参量进行控制是很有必要的。
本文结合实际的化工工艺与实际控制的DCS系统介绍课题研究背景，分析了国内外丁辛醇的生产现状，描述了课题研究的意义。
其次介绍了丁辛醇的不同的几种不同生产工艺，并就其中之一的OXO合成工艺进行详细分析。
然后对DCS控制系统的功能以及市场上主要的产品类型进行了简要的介绍并且进行选型，并对所选的TDC3000型号的软硬件进行配置。
再基于前文对于OXO反应器工艺的分析，对反应器在控制上的扰动进行分析，设计工艺控制方案，根据工艺控制方案给出详细的控制组态方案。
最后对论文进行总结并列出相应的参考文献。
关键词：羰基合成工艺（OXO），丁辛醇，TDC3000，复杂控制，组态AbstractOXO reactor is one of process unit producing alcohols in petrochemical industry. Due to complexity of the reactor, it is not easy to control it in the idealized condition. Therefore, it is essential to control the PTLF and other parameters in the process through advanced distributed control system. The paper firstly introduces the research background of the topic combined with actual chemical process and DCS system. Secondly, it introduces several kinds of ways of producing butanol and octanol, and analyzes detailedly one of the ways, OXO. Thirdly, it briefly introduces the function of DCS and main DCS products in the market and selects the type of DCS, then configures HW and SW of TDC3000 series. Fourthly, based on analysis of OXO reactor process, it analyzes disturb on the control of the reactor, designs the process control solution and designs detailed configuration according to the process control solution. Lastly, it concludes the whole paper and lists literature cite.Keywords：OXO, Butanol and octanol, TDC3000, Complex control, Configuration目录1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外生产现状 (1)1.3 研究意义 (2)1.4 本文的主要内容和内容安排 (3)2 丁辛醇及其OXO合成生产工艺 (4)2.1 引言 (4)2.2 丁辛醇性质 (4)2.3 丁辛醇生产工艺方法概述 (5)2.4 OXO工艺流程 (6)2.5 本章小结 (9)3 DCS控制系统以及TDC3000系统 (10)3.1 引言 (10)3.2 DCS控制系统 (10)3.3 TDC3000控制系统 (11)3.4 TDC3000硬件配置 (12)3.5 TDC3000软件配置 (14)3.6 本章小结 (15)4 OXO合成生产工艺控制方案 (16)4.1 引言 (16)4.2 OXO合成生产工艺的扰动分析 (16)4.3 OXO合成生产工艺的控制要求 (17)4.4 OXO合成生产工艺的控制方案确定 (17)4.5 本章小结 (22)5 OXO合成生产工艺DCS控制的实施 (23)5.1 引言 (23)5.2 控制模块 (23)5.3 DCS控制组态 (24)5.4 本章小结 (33)6 总结与展望 (34)6.1 本文工作的总结 (34)6.2 未来工作的展望 (34)参考文献 (35)致谢 (37)1 绪论1.1 研究背景丁辛醇是重要的基本有机化工原料。
过程控制工程复习资料一、填空题1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程或被控对象、测量变送器等环节组成。
2、调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀。
3、自动控制系统按工作原理可分为三类：反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统。
按给定值特点分类可分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
4、过程控制系统方案设计的基本要求是：安全、稳定、经济。
5、过程数学模型的求取方法有三种，分别是：机理法建模、系统辨别法建模、混合法（机理分析+系统辨别）建模。
6、理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。
7、定比值控制系统包括：开环比值控制系统、单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。
8、控制器参数整定法有：经验法、临界比例度法、衰减振荡法、响应曲线法。
9、根据实践经验的总结发现，除少数无自平衡的对象以外，大多数对象均可用一阶、二阶、一阶加纯滞后、二阶加纯滞后这四种典型的动态特性来加以近似描述。
为进一步简化，也可以将所有的对象的动态特性都简化为一阶加纯滞后的形式，用传递函数可以表示为：（）。
其中K表示对象的静态放大系数，T表示对象的时间常数，表示纯滞后时间。
10、调节器的比例度δ越大，则放大倍数Kc越小，比例调节作用就越弱，过渡过程曲线就越平稳，但余差也越大。
积分时间T i越小，则积分速度越大，积分特性曲线的斜率越大，积分作用越强，消除余差越快，微分时间T d越大，微分作用越强。
11、定值控制系统是按测量与给定偏差大小进行调节的，而前馈调节是按扰动量大小进行调节的；前者是闭环调节，后者是开环调节。
采用前馈-反馈调节的优点是利用前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性。
12、防止几分饱和有哪三种方法：限幅法、外反馈法、积分切除法。
13、测量变送器的要求：准确、快速、可靠。
14、在串级控制系统中，调节器参数的整定方法有：逐次逼近法、两步整定法、一步整定法。
二、选择题1、下列控制系统中，哪些是开环控制(C)，哪些是闭环控制（ABD）A、定值控制B、随动控制C、前馈控制D、程序控制2、对某PI控制系统，为了防止积分饱和，采取下列措施，问哪一条是不起作用的（D）C、采用高低阻幅器 B、采用调节器外部积分反馈法C、采用PI-P调节器D、采用PI-D调节器3、如果甲乙两个广义调节对象的动态特性完全相同（如均为二阶对象），甲采用PI作用调节器，乙采用P作用调节器。
化工仪表及自动化一：填空题1、过程控制系统是由_ 控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。
2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、_液位_等控制系统。
3、描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。
4、仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0.02~0.1MPa ；电动型标准信号范围是4~20mA 。
5、常用的标准节流件有孔板和喷嘴。
6、检测仪表的根本组成有测量、传动放大和显示三个局部。
7、按误差出现的规律，可将误差分为系统误差、偶然误差及疏忽误差。
8．常用的热电阻材料是铜、铂，分度号是_Cu50、Cu100_、Pt50、Pt100 _，线性好的是__铜_热电阻，它适于测量__低___温度。
9、自动控制系统按按设定值的不同形式可分为__定值控制系统__、_随动控制系统_____、__程序控制系统_等控制系统。
10、温度是表征物体及系统冷热程度的物理量。
11、常用的复杂控制系统有＿＿分程控制＿、串级控制＿和＿比值控制＿＿。
12、液位控制一般采用＿比例＿＿调节规律，温度控制一般采用＿比例积分微分调节规律。
二：判断题1．标准孔板是一块具有圆形开孔，并与管道同心，其直角入口边缘非常锐利的薄板。
〔√〕2．克服余差的方法是在比例控制的根底上加上微分控制作用。
〔 〕3．在自动调节系统中给定值是指生产中要求保持的工艺指标。
〔√〕4．差压变送器的量值为0-10Kpa，经迁移后的测量范围为5-15Kpa，那么迁移量为100%。
〔 〕5．用标准节流装置测量流量时，流体必经充满圆管的节流装置。
〔√〕6．一台地衡，其测量误差为+0.5%，在使用时，会多给用户产品。
〔 〕7．当比例带越小时，调节系统越容易稳定。
〔√〕8．用标准节流装置测量流量，当雷诺数较小时，流量系数а值的变化较小。
〔 〕9．涡街流量计的标定系数，当流体压力温度，密度及成分发生变化时，需重新标定。
常用的几种复杂控制在DCS系统中的应用摘要随着化工行业的发展，系统的控制发挥了重要的作用，并且在化工行业的发展中，为了满足工艺生产条件的控制，应用最多的是较为复杂的控制。
本文笔者就当前应用较为广泛的几种复杂控制进行了相应的阐述，介绍了各个方案的控制原理以及在系统中的应用情况，目的是为复杂控制在DCS系统中的应用提供指导和借鉴。
关键词复杂控制；DCS系统；比值控制；分程控制；串级控制DCS系统需要复杂控制来为系统的正常运行提供有力的条件和支持，以便促进系统的正常运行。
同时对于系统的复杂控制的方法较多，本文着重阐述集中常用的复杂控制，以便为对复杂控制在DCS系统中的应用进行总结和分析。
1常用复杂控制的原理1.1比值控制在化工生产的过程中，很多工作需要将材料同时投入到反应器中，这就需要借助于比值控制，进而确定各种材料的比例，实现化工生产的的顺利进行，因为化工生产是一个特殊的生产过程，对各个材料的比例有严格的要求，因此需要利用比值控制对原料等比例进行有效地控制，进而推进化工生产工作的开展。
以甲醛制备为例，为了实现生产的安全和高效率，需要对四种材料的比例进行分析和控制，这就需要借助于比值控制，利用比值控制的组态策略，计算出其他三种原料气体的体积量，最终实现甲醛制备的完成。
在实际的生产控制过程汇总，实际的工作环境是处于不断发展变化中，并且设备本身也存在一定的差异性，这就容易导致一种原料的进料量产生变化，为了满足生产的需要，另一种原料也要跟随第一种原料的变化而变化，确保两种原料的设定值是不变的，在比值控制的帮助下，计算出输出的设定值，即调节模块的设定值，在不断的比较运算中，通模块的输出来控制调节阀，决定调节阀的开度，又对原料进行调整，进而实现两种原料量的协调。
可见，比值控制对化工生产中原料用量的控制和协调起到了很好的控制作用。
1.2分程控制一般而言，通过对一只调节阀的操作便能够实现对一台调节器的输出工作，如果通过一只调节器对两个或者是两个以上的调节阀进行控制，并且是通过对信号的分析根据不同的需求去对不同的阀门进行操作，这种控制方式就是分程控制。
一、填空题1.被控过程的数学模型，是指过程在各输入量（包括控制量与扰动量）作用下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式。
p102.过程的数学模型有两种，非参数模型和参数模型。
p103.过程控制系统通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量，是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度和 pH（酸碱度或氢离子浓度）等这样的一些过程变量的系统。
p44.表示过程控制系统控制关系的方框图，两个框之间的带箭头连线表示其相互关系和信号传递方向，但是不表示方框之间的物料关系。
p55.一种测量体与被测介质接触，测量体将被测参数成比例转换成另一种便于计量的物理量，再用仪表加以显示，通常把前一种过程叫做一次测量，所用的仪表称为一次仪表，后面的计量显示仪表称为二次仪表。
p32 6.在热电偶测温回路中接入第三种导体时，只要接入第三种导体的两个接点温度相同，回路中总电动势值不变。
p367.DDZ-III型变送器是一种将被测的各种参数变换成 DC 4~20mA统一标准信号的仪表。
p428.正作用执行机构是指当输入气压信号增加时，阀杆向下移动。
p114反作用执行结构是指当输入气压信号增加时，阀杆向上移动。
p1149.流通能力C定义为调节阀全开，阀前后压差为0.1Mpa、流体密度为1g/cm3时，每小时流过阀门的流体流量。
（体积(m3)或质量（kg））。
p11510.执行器的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系。
p11611.接触式测温时，应保证测温仪表与被测介质充分接触，要求仪表与介质成逆流状态，至少是正交，切勿与介质成顺流安装。
p4012.干扰通道存在纯时间滞后，理论上不影响控制质量。
p14613.扰动通道离被控参数越近，则对被控过程影响越大。
p14614.正作用调节器的测量值增加时，调节器的输出亦增加，其静态放大倍数K C取负值。
反作用调节器的测量值增加时，调节器的输出减小，其静态放大倍数K C取正值。
