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目录1 前言 (1)1.1石油是极其复杂的混合物 (1)1.2常压蒸馏塔 (1)2设计说明书 (4)2.1原油评价与加工方案的确定 (4)2.1.1沈北原油的一般性质分析： (4)2.1.2加工方案的确定 (5)2.2常压塔的设计 (6)2.2.1操作压力 (6)2.2.2操作温度 (7)2.2.3汽提蒸馏用量 (7)2.2.4回流方式 (7)3初馏塔设计部分 (8)3.1设计数据及换算 (8)3.2工艺计算 (10)4常压塔设计部分 (15)4.1基本数据处理 (15)4.2产品收料及物料平衡 (21)4.3汽提水蒸气用量 (22)4.4塔板形式和塔板数 (22)4.5塔顶及侧线温度假设与各回流热分配 (23)4.6侧线及塔顶温度核算 (24)4.7全塔汽、液相负荷 (30)参考文献 (45)致谢 (46)1 前言1.1 石油是极其复杂的混合物石油炼厂中的第一个生产装置都是蒸馏装置，人们通过蒸馏装置将石油分割成我们所需要的各种馏分。
所谓原油的一次加工是指就原油蒸馏而言，借助于蒸馏，我们可以将原油分割成各种半成品馏分油，也可以将原油分割成一些二次重整加工的原料。
在一些二次加工的装置中，蒸馏过程也是不可缺少的组成部分。
蒸馏过程是炼油厂中一种最基本的，也是最重要的一种工艺。
蒸馏过程和设备设计是否合理，操作是否良好，对炼厂生产影响甚大。
因此，必须彻底了解蒸馏工艺的本质规律，掌握其影响因素和设计方法，对炼油工艺的专业人员来说是相当重要的。
1.2 常压蒸馏塔原油的常压蒸馏就是原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏，所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔，它具有以下工艺特点：（1）常压塔是一个复合塔原油通过常压蒸馏要切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油等四、五种产品馏分。
按照一般的多元精馏办法，需要有n-1个精馏塔才能把原料分割成n个馏分。
而原油常压精馏塔却是在塔的侧部开若于侧线以得到如上所述的多个产品馏分，就像n个塔叠在一起一样，故称为复合塔。
过程控制系统与装置课程设计（论文）题目：炼油厂常压塔温度控制系统的设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器目录第1章炼油厂常压塔温度控制系统设计的方案 (1)1.1 概述 (1)1.2过程控制系统方案设计的基本要求 (1)1.3常压塔温度控制系统的总体设计 (2)第2章炼油厂常压塔温度控制系统设计内容 (3)2.1精馏塔控制系统的组成与结构 (3)2.2主要内容与设计步骤 (5)2.2.1 被控参数的选择 (5)2.2.2温度变送器的选择 (6)2.2.3温度调节器的选择 (6)2.2.4执行器的选择 (7)2.3一线温度控制系统设计 (7)2.3.1一线温度控制的主要内容与仪器选择 (9)第3章课程设计总结 (11)参考文献 (12)第1章炼油厂常压塔温度控制系统设计的方案1.1 概述过程控制的对象复杂多样，控制方案和系统结构种类较多。
除了简单控制系统以外，还有复杂的控制系统，即串级控制系统、前馈控制系统、大滞后过程控制系统、比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、阀位控制系统、选择性控制系统、接耦控制系统，还有计算机控制系统。
1.2过程控制系统方案设计的基本要求1.技术要求：测量范围：0-100℃常压塔控制温度：70±0.5℃，最大偏差：1℃一线控制温度：60±0.5℃，最大偏差：1.3℃2.说明书要求：确定控制方案并绘制原理结构图、方框图；选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号；确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；生产过程对过程控制系统的要求是多种多样的，可简要归纳为安全性、稳定性和经济性三个方面。
安全性是指在整个生产过程中，过程控制系统能够确保人员与设备的安全（并兼顾环境卫生、生态平衡等社会安全性要求），是对过程控制系统最重要、最基本的要求。
通常采用参数越限报警、事故报警、联锁保护等措施加以保证。
稳定性是过程控制系统保证生产过程正常工作的必要条件。
第1章常压塔工程实例1.1 工艺生产过程简介常减压装置是用来加工原油第一种装置，是依照原油沸点不同，用蒸馏办法从原油中分离出各种石油组份，即汽油、煤油、柴油及各种组份润滑油料和二次加工原料。
在石油炼制过程中，常、减压塔是具备多侧线产品塔。
常减压装置普通涉及三个某些，即初馏某些、常压某些和减压某些。
常压塔是一种复合塔，非原则精馏塔，只有精馏段，没有提馏段。
普通只能是塔顶出产品或塔底出产品，不能两者兼得。
而常压塔把原油切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油，塔底没有再沸器，而通入水蒸汽，没有提馏段。
这样侧线产品中必然有相称数量轻组分。
解决办法是增长汽提塔。
过热水蒸汽420℃。
常压塔负荷往往决定了炼油厂生产能力，因此负荷是很大。
另一方面，它是一种多馏份切割塔，因此产品纯度没有普通精馏塔规定高，各侧线产品纯度容许在一定馏份范畴内变化，这是多馏份蒸馏塔特点。
常减压工艺流程可以简化为：依照原油中各组份沸点（挥发度）不同，将混合物切割成不同沸点“馏份”。
即是运用加热炉将原油进行加热，生成汽、液两相，在常压塔中，使汽、液两相充分热互换和质量互换，在提供塔顶回流条件下对原油进行精馏，从塔顶分馏出沸点较低产品，汽油。
从塔底分出沸点较高产品，重油，塔中间抽出，得到侧线产品，即煤油、柴油、蜡油等。
常压蒸馏后剩余重油组份分子量较大，在高温下易分解（500 ℃左右），为了将常压重油中各种沸点润滑油组份分离出来，采用在减压塔（真空蒸馏办法）塔顶使用蒸汽喷射泵、间冷器抽真空办法，使加热后常压重油在负压条件下进行分馏，从而使高沸点组份在相应温度下依次馏出做为润滑油料。
这是由于石油沸点与压力关系是：压力低，油品沸点就越低。
此外，还采用水蒸汽汽提法来提高拔出率和质量。
初馏塔塔顶可以出初馏点～130℃馏份作为重整原料。
也可不作为产品，作为常压塔侧线回流打入常压塔。
初馏塔底馏份用泵送入常压加热炉，被加热至规定温度，再进入塔内。
由于该塔热量并不是由塔底再沸器供应，而是由加热炉供应，因此，原料入塔前温度被预热得很高。
过程控制系统课程设计（论文）题目：精馏塔提馏段温度控制系统设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化082学号： 080302051学生姓名：指导教师：起止时间：2011.06.27-2011.07.04课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要随着石油化工的迅速发展，精馏操作的应用越来越广，分流物料的组分越来越多，分离的产品纯度越来越高。
采用提馏段温度作为间接质量指标，它能够较直接地反映提馏段产品的情况。
将提馏段温度恒定后，就能较好地确保塔底产品的质量达到规定值。
所以，在以塔底采出为主要产品、对塔釜成分要求比对馏出液高时，常采用提馏段温度控制方案。
由于精馏塔操作受物料平衡和能量平衡的制约，鉴于单回路控制系统无法满足精馏塔这一复杂的、综合性的控制要求，设计了基于串级控制的精馏塔提馏段温度控制系统。
影响物料平衡因素包括进料量和进料成分变化，顶部馏出物及底部出料变化；影响能量平衡因素主要包括进料温度或热焓变化，再沸器加热量和冷凝器冷却量变化，及塔的环境温度变化。
采用串级控制系统能有效地去除蒸汽压强的波动对温度的影响。
使用超驰控制系统控制釜液输出端，在塔釜温度较低时，塔底不出料只有当温度达到低线以上，液位控制器取代温度控制器以后，才有出料排出。
关键词：提馏段温度串级控制超驰控制目录第1章绪论 (1)第2章控制方案 (2)2.1 基本原理 (2)2.1.1物料平衡关系 (2)2.2设计方案 (3)2.2.1控制方案类型 (3)2.2.2控制方案的选择 (4)第3章系统各仪表选择 (8)3.1 检测变送器的原理 (8)3.1.1 温度变送器的选择 (8)3.1.2 流量变送器的选择 (9)3.1.3 液位变送器的选择 (10)3.2 执行器的选择 (10)3.3 调节器的选择 (10)3.4 调节器与执行器、检测变送器的选型 (12)第4章系统仿真 (13)4.1串级控制系统matlab仿真分析 (13)4.2液位控制系统仿真分析 (14)第5章课程设计总结 (16)参考文献 (17)第1章绪论精馏塔是化工生产中分离互溶液体混合物的典型分离设备。
第1章常压塔工程实例1.1 工艺生产过程简介常减压装置是用来加工原油的第一个装置，是根据原油的沸点不同，用蒸馏的方法从原油中分离出各种石油组份，即汽油、煤油、柴油及各种组份的润滑油料和二次加工原料。
在石油炼制过程中，常、减压塔是具有多侧线产品的塔。
常减压装置一般包括三个部分，即初馏部分、常压部分和减压部分。
常压塔是一个复合塔，非标准精馏塔，只有精馏段，没有提馏段。
一般只能是塔顶出产品或塔底出产品，不能两者兼得。
而常压塔把原油切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油，塔底没有再沸器，而通入水蒸汽，没有提馏段。
这样侧线产品中必然有相当数量的轻组分。
解决的办法是增加汽提塔。
过热水蒸汽420℃。
常压塔的负荷往往决定了炼油厂的生产能力，所以负荷是很大的。
另一方面，它是一个多馏份的切割塔，所以产品纯度没有一般精馏塔要求高，各侧线产品纯度允许在一定的馏份范围内变化，这是多馏份蒸馏塔的特点。
常减压工艺流程可以简化为：根据原油中各组份的沸点（挥发度）不同，将混合物切割成不同沸点的“馏份”。
即是利用加热炉将原油进行加热，生成汽、液两相，在常压塔中，使汽、液两相充分的热交换和质量交换，在提供塔顶回流的条件下对原油进行精馏，从塔顶分馏出沸点较低的产品，汽油。
从塔底分出沸点较高的产品，重油，塔中间抽出，得到侧线产品，即煤油、柴油、蜡油等。
常压蒸馏后剩下的重油组份分子量较大，在高温下易分解（500 ℃左右），为了将常压重油中的各种沸点的润滑油组份分离出来，采用在减压塔（真空蒸馏方法）塔顶使用蒸汽喷射泵、间冷器抽真空的方法，使加热后的常压重油在负压条件下进行分馏，从而使高沸点的组份在相应的温度下依次馏出做为润滑油料。
这是因为石油沸点与压力的关系是：压力低，油品的沸点就越低。
另外，还采用水蒸汽汽提法来提高拔出率和质量。
初馏塔塔顶可以出初馏点～130℃的馏份作为重整原料。
也可不作为产品，作为常压塔的侧线回流打入常压塔。
初馏塔底馏份用泵送入常压加热炉，被加热至规定温度，再进入塔内。
设备管理与维修2019翼9（上）炼油厂仪表和控制系统工程设计晋万超（中谷石化集团有限公司，广东珠海519050）摘要：结合实际情况，分析当前炼油厂仪表和控制系统工程设计现状以及在发展过程中存在的问题，实施工程设计改进方案，并取得良好的经济效益和社会效益。
关键词：炼油厂；控制系统；设计方案中图分类号：TP273文献标识码：BDOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.09.570引言在多种因素的综合作用下，无论是刚创办的炼油厂还是扩大规模的炼油厂，都利用分阶段以及分梯次的生产方式。
这种模式使炼油厂的设备不集中，厂房里的仪器设备不能按照生产实践、所属类别以及来源分类，给生产带来了麻烦，也增加了员工的工作量。
杂乱的厂房使工作人员在管理的过程中无从下手，不仅降低工作效率，工作人员的积极性也大幅度降低。
1项目技术目标1.1控制系统在新型炼油厂的作用新型炼油厂发展的基础以及动力来源于控制系统，若能在厂房里使用先进的控制系统，企业的效率也会相应提高。
主要优点：淤提高石油质量，提高生产效率，更快以及更高质量完成生产；于先进的控制系统在工作过程中产生的废物少，资源利用率高，能起到保护环境的作用；盂提高企业生产效率，增加生产总值，在同行中获得更高的地位，吸引更多的人才。
1.2控制系统设计目标炼油厂控制系统并不是一个大的整体，而是根据炼油厂的不同需求进行分层处理，满足生产的需求。
控制系统设计过程中应遵循的目标：淤新型控制系统的关键在于新，因此应用更加新颖的理念进行设计；于控制系统在设计过程中并不是漫无目的，而是对症下药，应根据公司的实际情况以及管理模式进行设计；盂新型控制系统的设计还要参考之前的设计方法，从经验中分析不足，取长补短，进行适当的创新与改造。
2主要分项及工作2.1全厂控制系统的集成2.1.1设计方案为保证资源的共享性、安全性和节省成本，保证企业利益最基材料小。
3结论（1）随着压力或温度的增加，纸基材料的摩擦性能有所提升，摩擦系数下降，并在此过程中需要经过一段时间达到稳定状态。
University of South China过程控制仪表课程设计设计题目：精馏塔提馏段温度控制系统姓名：班级：自动化073班学号：20074460333指导教师：2 0 1 0年12 月31日1、系统简介精馏操作是炼油、化工生产过程中的一个十分重要的环节。
精馏塔的控制直接影响到工厂的产品的质量、产量和能量的消耗，因此精馏塔的自动控制长期以来一直受到人们的高度重视。
精馏塔是一个多输入多输出的对象，它由很多级塔板组成，内在机理复杂，对控制要求又大多较高。
这些都给自动控制带来一定的困难。
同时各塔工艺结构特点有千差万别，这需要深入分析特性，结合具体塔的特点，进行自动控制方案设计和研究。
精馏塔的控制最终目标是：在保证产品质量的前提下，使回收率最高，能耗最小，或使总收益最大。
在这个情况为了更好实现精馏的目标就有了提馏段温度控制系统的产生。
按提馏段指标的控制方案：当塔釜液为主要产品时，常常按提馏段指标控制。
如果是液相进料，也常采用这类方案。
这是因为在液位相进料时，进料量的变化，首先影响到塔底产品浓度，塔顶或精馏段塔板上的温度不能很好地反映浓度的变化，所以采用提馏段控制温度比较及时。
另外如果对釜底出料的成分要求高于塔顶出料，塔顶或精馏段板上温度不能很好反映组分变化和实际操作回流比大于几倍最小回流比时，可采用提馏段控制。
提馏段温度是衡量质量指标的间接指标，而以改变再沸器加热量作为控手段的方案，就是提馏段温控。
2、设计方案及仪表选型2.1控制方案的确定图2-1是精馏塔底部示意图，在再沸器中，用蒸汽加热塔釜液产生蒸汽，然后在塔釜中与下降物料进行传热传质。
为了保证生产过程顺利进行，需要把提馏段温度θ。
保持恒定。
为此在蒸汽管路上装上一个调节阀，用它来控制加热蒸汽流量。
从调节阀的做到温度θ发生变化，需要相继通过很多热容积。
实践证明，加热蒸汽压力的波动对θ的影响很大。
此外，还有来自液相加料方面的各种干扰，包括它的流量、温度和组分等，它们通过提馏段的传质过程，以及再沸器中传热条件（塔釜温度、再沸器液面等），最后也影响到温度θ。
毕业设计（论文）课题名称常减压装置减压塔工段自动控制工程设计姓名XXXXX学号XXXXXXXX系(分院) 自动化系专业生产过程自动化技术班级自动化XXXX指导教师XXXXX企业指导教师2017年5月日XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX毕业论文声明本人郑重声明：毕业论文及毕业设计工作是由本人在指导教师的指导下独立完成，尽我所知，在完成论文时利用的一切资料均已在参考文献中列出。
若有不实之处，一切后果均由本人承担（包括接受毕业论文成绩不及格，不能按时获得毕业证书等），与毕业论文指导老师无关。
论文题目：专业班级：作者签名：日期：目录毕业论文声明 (I)摘要 (VI)1常减压装置减压塔工段工艺流程简介 (1)1.1装置概况 (1)1.2工艺原理 (1)2 常减压装置减压塔工段主要设备及控制指标 (4)2.1 主要设备列表 (4)2.2主要调节器 (4)2.3仪表显示 (5)3 常减压装置减压塔工段DCS图 (6)4 常减压减压塔自动控制工程设计 (8)4.1设备EH-501 TIC-501(A)控制系统设计 (8)4.1.1测量仪表的选择 (8)4.1.2控制器的选择 (8)4.1.3安全栅的选择 (8)4.1.4执行器的选择 (9)4.1.5设备EH-501 TIC-501(A)控制系统设计的常规仪表回路 (9)4.2设备EH-502 TIC-502(A)控制系统设计 (1)4.2.1测量仪表的选择 (1)4.2.2控制器的选择 (1)4.2.3安全栅的选择 (1)4.2.4执行器的选择 (2)4.2.5设备EH-501 TIC-502(A)控制系统设计的常规仪表回路 (2)4.3设备N8 FIC-507(M)控制系统设计 (4)4.3.1测量仪表的选择 (4)4.3.2控制器的选择 (4)4.3.3安全栅的选择 (4)4.3.4执行器的选择 (4)4.3.5设备N8 FIC-507(M)控制系统设计的常规仪表回路 (5)4.4设备N9 FIC-508(M)控制系统设计 (7)4.4.1测量仪表的选择 (7)4.4.2控制器的选择 (7)4.4.3安全栅的选择 (7)4.4.4执行器的选择 (7)4.4.5设备N9 FIC-508(M)控制系统设计的常规仪表回路 (7)4.5设备N10 FIC-509(M)控制系统设计 (9)4.5.1测量仪表的选择 (9)4.5.2控制器选用 (9)4.5.4执行器的选择 (10)4.5.5设备N10 FIC-509(M)控制系统设计的常规仪表回路图 (10)4.6设备N11 FIC-510(M)控制系统设计 (12)4.6.1测量仪表的选择 (12)4.6.2控制器的选择 (12)4.6.3安全栅的选择 (12)4.6.4执行器的选择 (13)4.6.5设备N11 FIC-510(M)控制系统设计的常规仪表回路图 (13)4.7设备V A LIC-501(A)控制系统设计 (15)4.7.1测量仪表的选择 (15)4.7.2控制器的选择 (15)4.7.3安全栅的选择 (16)4.7.4执行器的选择 (16)4.7.5设备V A LIC-501(A)控制系统设计的常规仪表回路图 (16)4.8 设备T5 LIC-502(A)控制系统设计 (18)4.8.1测量仪表的选择 (18)4.8.2控制器的选择 (18)4.8.3安全栅的选择 (19)4.8.4执行器的选择 (19)4.8.5设备T5 LIC-502(A)控制系统设计的常规仪表回路图 (19)4.9设备T5 LIC-503(A)控制系统设计 (21)4.9.1测量仪表的选择 (21)图4-27 数显压力变送器产AKT-3815智能型差压变送器外观 (21)4.9.2控制器的选择 (21)4.9.4执行器的选择 (22)4.9.5设备T5 LIC-503(A)控制系统设计的常规仪表回路图 (22)4.10设备T5 LIC-504(A)控制系统设计 (24)4.10.1测量仪表的选择 (24)4.10.2控制器的选择 (24)4.10.3安全栅的选择 (24)4.10.4执行器的选择 (24)4.10.5设备T5 LIC-504(A)控制系统设计的常规仪表回路图 (25)4.11设备T5 FIC-506(M)控制系统设计 (26)4.11.1测量仪表的选择 (26)4.11.2控制器的选择 (26)4.11.5设备T5 FIC-506(M)控制系统设计的常规仪表回路图 (27)4.12设备T4 FIC-501(M)控制系统设计 (29)4.12.1测量仪表的选择 (29)4.12.2控制器的选择 (29)4.12.3安全栅的选择 (29)4.12.5设备T4 FIC-501(M)控制系统设计的常规仪表回路图 (29)4.13设备T4 FIC-502(M)控制系统设计 (31)4.13.1测量仪表的选择 (31)4.13.2控制器的选择 (31)4.13.3安全栅的选择 (31)4.13.4执行器的选择 (32)4.13.5设备T4 FIC-502(M)控制系统设计的常规仪表回路图 (32)4.14 设备T4 FIC-503(M)控制系统设计 (34)4.14.1测量仪表的选择 (34)4.14.2控制器的选择 (34)4.14.3安全栅的选择 (34)4.14.4执行器的选择 (35)4.14.5设备T4 FIC-503(M)控制系统设计的常规仪表回路图 (35)4.15设备T4 TIC-503(A)和FIC-504(C)串级控制系统设计 (37)4.15.1测量仪表的选择 (37)4.15.2控制器的选择 (37)4.15.3安全栅的选择 (37)4.15.4执行器的选择 (38)4.15.5设备T4 TIC-503(A)和FIC-504(C)串级控制系统设计的常规仪表回路图 (38)4.16设备T4 LIC-505(A)和FIC-505(C)串级控制系统设计 (40)4.16.1测量仪表的选择 (40)4.16.2控制器的选择 (40)4.16.3安全栅的选择 (41)4.16.4执行器的选择 (41)4.16.5设备T4 LIC-505(A)和FIC-505(C)串级控制系统设计的常规仪表回路图 (41)4.17设备F2 FIC-401（M）控制系统设计 (43)4.17.1测量仪表的选择 (43)4.17.2控制器的选择 (43)4.17.3安全栅的选择 (43)4.17.4执行器的选择 (43)4.17.5设备F2 FIC-401（M）控制系统设计的常规仪表回路图 (44)4.18设备F2 FIC-402（M）控制系统设计 (46)4.18.1测量仪表的选择 (46)4.18.2控制器的选择 (46)4.18.3安全栅的选择 (46)4.18.4执行器的选择 (47)4.18.5设备F2 FIC-402（M）控制系统设计的常规仪表回路图 (47)4.19设备F2 FIC-403（M）控制系统设计 (49)4.19.3安全栅的选择 (49)4.19.4执行器的选择 (49)4.19.5设备F2 FIC-403（M）控制系统设计的常规仪表回路图 (49)4.20设备F2 FIC-404（M）控制系统设计 (51)4.20.1测量仪表的选择 (51)4.20.2控制器的选择 (51)4.20.3安全栅的选择 (51)4.20.4执行器的选择 (51)4.20.5设备F2 FIC-404（M）控制系统设计的常规仪表回路图 (52)4.21设备F2 PIC-401（M）控制系统设计 (54)4.21.1测量仪表的选择 (54)4.21.2控制器的选择 (54)4.21.3安全栅的选择 (54)4.21.4执行器的选择 (55)4.21.5设备F2 PIC-401（M）控制系统设计的常规仪表回路图 (55)4.22设备F2 TIC-402（A）和TIC-401(C)串级控制系统设计 (57)4.22.1测量仪表的选择 (57)4.22.2控制器的选择 (57)4.22.3执行器的选择 (57)4.22.4执行器的选择 (57)4.22.5设备F2 TIC-402（A）和TIC-401(C)串级控制系统设计的常规仪表回路图 (57)结论 (59)参考文献 (60)致谢 (61)摘要本设计针对常减压装置减压塔工段自动控制工程设计。
过程控制系统与装置课程设计（论文）题目：炼油厂常压塔温度控制系统的设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器目录第1章炼油厂常压塔温度控制系统设计的方案 (1)1.1 概述 (1)1.2过程控制系统方案设计的基本要求 (1)1.3常压塔温度控制系统的总体设计 (2)第2章炼油厂常压塔温度控制系统设计内容 (3)2.1精馏塔控制系统的组成与结构 (3)2.2主要内容与设计步骤 (5)2.2.1 被控参数的选择 (5)2.2.2温度变送器的选择 (6)2.2.3温度调节器的选择 (6)2.2.4执行器的选择 (7)2.3一线温度控制系统设计 (7)2.3.1一线温度控制的主要内容与仪器选择 (9)第3章课程设计总结 (11)参考文献 (12)第1章炼油厂常压塔温度控制系统设计的方案1.1 概述过程控制的对象复杂多样，控制方案和系统结构种类较多。
除了简单控制系统以外，还有复杂的控制系统，即串级控制系统、前馈控制系统、大滞后过程控制系统、比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、阀位控制系统、选择性控制系统、接耦控制系统，还有计算机控制系统。
1.2过程控制系统方案设计的基本要求1.技术要求：测量范围：0-100℃常压塔控制温度：70±0.5℃，最大偏差：1℃一线控制温度：60±0.5℃，最大偏差：1.3℃2.说明书要求：确定控制方案并绘制原理结构图、方框图；选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号；确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；生产过程对过程控制系统的要求是多种多样的，可简要归纳为安全性、稳定性和经济性三个方面。
安全性是指在整个生产过程中，过程控制系统能够确保人员与设备的安全（并兼顾环境卫生、生态平衡等社会安全性要求），是对过程控制系统最重要、最基本的要求。
通常采用参数越限报警、事故报警、联锁保护等措施加以保证。
稳定性是过程控制系统保证生产过程正常工作的必要条件。
稳定性是指在存在一定扰动的情况下，过程控制系统将工艺参数控制在规定的范围内，维持设备和系统长期稳定运行，使生产过程平稳、持续地进行，同时要求系统具有良好的动态响应特性。
经济性是指过程控制系统在提高产品质量、产量的同时，节省原材料，降低能源消耗，提高经济效益与社会效益。
采用有效的控制手段对生产过程进行优化控制是满足工业生产对经济性要求不断提高的重要途径。
1.3常压塔温度控制系统的总体设计我做的课程设计题目是炼油厂常压塔温度控制系统的设计，常压蒸馏预处理后的原油经加热后送入常压蒸馏装置的初馏塔,蒸馏出大部分轻汽油。
初馏塔底原油经加热至360～370°C，进入常压蒸馏塔（塔板数36～48），该塔的塔顶产物为汽油馏分（又称石脑油），与初馏塔顶的轻汽油一起可作为催化重整原料，或作为石油化工原料，或作为汽油调合组分。
常压塔侧线出料进入汽提塔，用水蒸气或再沸器加热,蒸发出轻组分，以控制轻组分含量。
一线为即航空煤油，二线为轻柴油馏分，三线为重柴油，塔底产物即常压渣油(即重油)。
在石化工业中，许多原料中间产品或粗成品往往是右若干成分组成的混合物，需要经过精馏过程进行分离。
精馏是利用混合液中不同组分挥发温度的差异将各组分分离的过程。
精馏塔是精馏过程的关键设备，是过程控制的重要控制对象。
总体流程图如下：图1.1炼油厂常压塔总体流程图第2章炼油厂常压塔温度控制系统设计内容2.1精馏塔控制系统的组成与结构炼油厂常压塔是一种精馏塔，进入常压塔的油品经过精馏被分离成塔顶汽油，塔底重油，一线航空没有，二线轻柴油，三线重柴油，等三个侧线产品。
工艺要求塔顶出口温度应保持在70±0.5℃，一线温度应保持在60±0.5℃。
图2.1所示的串级温度控制系统是常见的精馏段温度控制方案。
分析可以看到：在串级控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。
副调节器具有“粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。
图2.1精馏段温度控制系统当以塔顶采出液为主要产品时，往往以精馏段的温度为衡量质量的间接指标，这时可选精馏段某点温度作为被控参数（间接反应塔顶采出液的纯度），以回流量QL作为被控变量做成单回路控制系统，亦可以组成串级控制系统。
整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。
副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。
串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。
前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。
系统的框图如下：图2.2精馏段控制的系统框图图中Gc1(S)为主控制器；Gc2(S)为副控制器；Gv(S)为控制器；Go2(S)为回流量QL；Go1(S)精馏塔的塔板温度。
精馏段温度控制系统有如下特点：（1）用精馏段的温度作为间接质量指标，能较迅速、直接的反映提馏段产品质量。
在以塔顶采出物为主要产品，对塔顶产品成分的纯度要求高于对塔低产品成分的要求时，往往采用精馏段温度控制系统方案。
（2）当干扰首先进入精馏段时，例如进料产生的干扰首先引起精馏段和塔顶参数的变化，故用精馏段温度控制比较及时，动态响应比较迅速。
（3）串级控制系统的流量回路岁回流罐液位与压力、精馏塔内压力等于干扰对回流量的影响有较强的抑制，可实现被控参数的高精度控制。
为了抑制其他的干扰对被控参数的影响，除了主系统外，还设有五个辅助控制系统。
其中进料量、塔压、塔低采出量与塔顶流出液的控制方案与提馏段温控时相同；再沸器加热量应足够大，且维持一定，可以使精馏塔在最大负荷时，仍能保证塔低产品的质量指标稳定在一定范围内。
2.2主要内容与设计步骤2.2.1 被控参数的选择在本课设中，精馏塔是利用混合物各组分挥发度不同，将混合物分离成较纯组分产品或中间产品的设备。
精馏过程要求产品达到规定的纯度，并希望在额定生产负荷下，尽可能地节省能源。
这样，塔顶馏出物(或塔底残液)的浓度应选作被控参数，因为它最直接地反映了产品的质量。
但是，目前对成分的测量尚有一定困难，于是一般采用塔顶(或塔底)温度代替浓度作为被控参数。
当选取间接参数作为被控参数时，间接参数必须与直接参数有单值函数关系；间接参数要有足够的灵敏度；同时还应考虑到工艺的合理性等。
当选择直接参数有困难时(如缺少获取质量信息的仪表)，可以选择间接参数作为被控参数。
其主回路是以精馏段的塔板温度为被控参数，以回流量QL 作为控制变量，QL 同时也是串级控制系统的副参数。
通过正确选择控制参数，构成一个控制性能良好的过程控制系统，可有效地克服扰动的影响。
根据过程特性选择控制参数的一般原则是：⑴ 选择过程控制通道的放大系数要适当大一些；时间常数要适当小一些；纯时延愈小愈好，在有纯时延0τ的情况下，0τ与0T 之比应小一些(小于1)，若其比值过大，则不利于控制。
⑵ 选择过程扰动通道的放大系数应尽可能小；时间常数要大；扰动引入系统的位置要远离控制过程(即靠近调节阀)；容量时延愈大，则有利于控制。
⑶ 广义过程(包括调节阀和测量变送器)由几个一阶环节组成，在选择控制参数时，应尽量设法把几个时间常数错开，使其中一个时问常数比其他时间常数大得多，同时注意减小第二、第三个时间常数。
⑷ 注意工艺操作的合理性、经济性。
2.2.2温度变送器的选择目前在工业领域被广泛采用的是DDZ-Ⅲ型仪表。
由于DDZ-Ⅲ型仪表采用了线性集成电路，进一步提高了仪表在长期运行中的稳定性和可靠性，从而扩大了调节器的功能，易于组成各种变型调节器，更好地满足生产过程自动化的需要。
它接受来自变送器或转换器的1～5VDC测量信号作为输入，与1～5VDC给定信号进行比较，然后对其偏差进行PID运算，输出4～20mADC标准统一信号，以实现对工艺变量的控制。
温度变送器的选择：炼油厂常压塔温度控制系统，要求温度的测量范围在0-100℃，且控制温度在（70±0.5）℃，最大偏差为1℃。
针对本系统选用了一体化温度变送器热电阻，型号WZCB,测温范围（-50~+100）℃，允许偏差±（0.30±0.005）℃。
它的应用很广通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机等配套使用，输出4~20mA，直接测量产生现场存在的液体、蒸汽的气体以及固体表面的温度。
热电阻产生的热电势经过温度变送器的电桥长生不平衡信号，经过放大后转换成为4~20mA的只留电信号给工作仪表，工作仪表便显示出所对应的温度值。
他的特点：1、二线制输出4~20mA，抗干扰能力强；2、节省补偿导线及安装温度变送器费用；3、安全可靠，使用寿命长；4、冷端温度自动补偿，非线性校正电路；2.2.3温度调节器的选择本设计选用的DTZ-2100D/2100G全刻度指示调节器是DDZ-III系列仪表中调节单元的基型品种，具有价格便宜，高性能的温度控制器。
另有计时器可选装端面形式 96x96mm 模拟输入 1个或2个低阶输入信号类型热电阻， mA级数字输出，无模拟输出，待定数字输出控制最多2个，精度控制在正负0.5％，控制回路最多2个。
它接受变送器经信号分配器送来的信号征收给定信号进行比较，对其差值进行比例、积分、微分运算，以电流输出控制执行机构。
可对温度、压力、流量、液位压等工艺参数进行自动调节。
有边框的盘装结构，可密集安装，也可分散安装。
测量信号和给定信号由纵形双针动圈式（或双光柱）表头显示，显示醒止、直观。
自动/手动切换采用无触点电子开头,操作方便可靠。
输入信号为1-5V，给定方式为内给定1-5V，外给定4-20mA（250Ω±0.1%），输出信号为4-20mA。
2.2.4执行器的选择执行器的选择：调节阀的流量特性是流过阀门的流体的相对流量与阀门的相对开度间的关系，相对开度是调节阀某一开度行程与全开行程之比。
执行器是由执行过程和调节阀组陈的，而执行机构与正反两种作用，调节阀也有正反两种作用，因而组装成的气动调节阀有气关气开两种形式。
无压力信号时阀全开，随着压力信号增大，阀门逐渐关小的气动调节阀为气关式；反之，无压力信号时阀全关，随着压力信号增大，阀门逐渐开大的气动调节阀为气开式。
（a）（b）图2.3（a）气关阀（b）气开阀从生产工艺的安全考虑，一旦控制系统发生故障，要保证人身的安全，炼油厂的精馏塔温度控制系统，不可以让精馏塔处于太低的温度，所以执行器应选择气关阀。
本系统选用Valtek公司推出的STARPAC型只能调节阀，与上位机的控制系统的连接用4~20mA模拟信号，采用数字通信方式进行组态、校准、数据检索与故障诊断等信息传输。
