儀表控制系統(tǒng)的構成與操作

前言

遼寧石化職業(yè)技術學院是于2002年經(jīng)遼寧省政府審批，遼寧省教育廳與中國石油錦州石化公司聯(lián)合創(chuàng)辦的與石化產(chǎn)業(yè)緊密對接的獨立高職院校，2010年被確定為首批“國家骨干高職立項建設學?！薄６嗄陙?，學院深入探索教育教學改革，不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。 2007年，以于雷教授《高等職業(yè)教育工學結合人才培養(yǎng)模式理論與實踐》報告為引領，學院正式啟動工學結合教學改革，評選出10名工學結合教學改革能手，奠定了項目化教材建設的人才基礎。 2008年，制定7個專業(yè)工學結合人才培養(yǎng)方案，確立21門工學結合改革課程，建設13門特色校本教材，完成了項目化教材建設的初步探索。 2009年，伴隨遼寧省示范校建設，依托校企合作體制機制優(yōu)勢，多元化投資建成特色產(chǎn)學研實訓基地，提供了項目化教材內(nèi)容實施的環(huán)境保障。 2010年，以戴士弘教授《高職課程的能力本位項目化改造》報告為切入點，廣大教師進一步解放思想、更新觀念，全面進行項目化課程改造，確立了項目化教材建設的指導理念。 2011年，圍繞國家骨干校建設，學院聘請李學鋒教授對教師系統(tǒng)培訓“基于工作過程系統(tǒng)化的高職課程開發(fā)理論”，校企專家共同構建工學結合課程體系，骨干校各重點建設專業(yè)分別形成了符合各自實際、突出各自特色的人才培養(yǎng)模式，并全面開展專業(yè)核心課程和帶動課程的項目導向教材建設工作。 學院整體規(guī)劃建設的“項目導向系列教材”包括骨干校5個重點建設專業(yè)（石油化工生產(chǎn)技術、煉油技術、化工設備維修技術、生產(chǎn)過程自動化技術、工業(yè)分析與檢驗）的專業(yè)標準與課程標準，以及52門課程的項目導向教材。該系列教材體現(xiàn)了當前高等職業(yè)教育先進的教育理念，具體體現(xiàn)在以下幾點： 在整體設計上，擯棄了學科本位的學術理論中心設計，采用了社會本位的崗位工作任務流程中心設計，保證了教材的職業(yè)性； 在內(nèi)容編排上，以對行業(yè)、企業(yè)、崗位的調研為基礎，以對職業(yè)崗位群的責任、任務、工作流程分析為依據(jù)，以實際操作的工作任務為載體組織內(nèi)容，增加了社會需要的新工藝、新技術、新規(guī)范、新理念，保證了教材的實用性； 在教學實施上，以學生的能力發(fā)展為本位，以實訓條件和網(wǎng)絡課程資源為手段，融教、學、做為一體，實現(xiàn)了基礎理論、職業(yè)素質、操作能力同步，保證了教材的有效性； 在課堂評價上，著重過程性評價，弱化終結性評價，把評價作為提升再學習效能的反饋工具，保證了教材的科學性。 目前，該系列校本教材經(jīng)過校內(nèi)應用已收到了滿意的教學效果，并已應用到企業(yè)員工培訓工作中，受到了企業(yè)工程技術人員的高度評價，希望能夠正式出版。根據(jù)他們的建議及實際使用效果，學院組織任課教師、企業(yè)專家和出版社編輯，對教材內(nèi)容和形式再次進行了論證、修改和完善，予以整體立項出版，既是對我院幾年來教育教學改革成果的一次總結，也希望能夠對兄弟院校的教學改革和行業(yè)企業(yè)的員工培訓有所助益。 感謝長期以來關心和支持我院教育教學改革的各位專家與同仁，感謝全體教職員工的辛勤工作，感謝化學工業(yè)出版社的大力支持。歡迎大家對我們的教學改革和本次出版的系列教材提出寶貴意見，以便持續(xù)改進。 遼寧石化職業(yè)技術學院院長 2012年春于錦州

內(nèi)容概要

本書以常規(guī)過程控制儀表及系統(tǒng)為主體，以生產(chǎn)過程自動化中廣泛應用的控制儀表及控制系統(tǒng)為內(nèi)容，以情境中任務的完成為核心，進行知識技能的闡述。
李忠明主編的《儀表控制系統(tǒng)的構成與操作》分三部分，第一部分為過程控制儀表及系統(tǒng)的基本知識，第二部分為簡單控制系統(tǒng)的構成與操作、串級控制系統(tǒng)的構成與操作、溫度控制系統(tǒng)的構成與操作、泵的給水控制系統(tǒng)的構成與操作、乙酸乙酯生產(chǎn)裝置的輔助控制、鍋爐設備的控制、催化氣壓縮機的控制的學習情境，第三部分為綜合實訓。
《儀表控制系統(tǒng)的構成與操作》可作為高職高專石油、化工等生產(chǎn)過程自動化相關專業(yè)的項目化教材，也可供企業(yè)的工程技術人員使用。

書籍目錄

概述 
  一、神奇的自動化 
  二、過程控制儀表及系統(tǒng)的分類 
  三、過程控制儀表及系統(tǒng)的發(fā)展 
  四、過程控制系統(tǒng)的性能要求 
  五、儀表的信號制 
學習情境一  精餾塔控制系統(tǒng)的構成與操作 
  任務一  液位定值控制系統(tǒng)的控制方案設計 
  任務二  差壓變送器的選擇 
  任務三  智能PID控制器的使用 
  任務四  智能電動調節(jié)閥的使用 
  任務五  液位定值控制系統(tǒng)構成、投運和PID參數(shù)工程整定 
學習情境二  加熱爐串級控制系統(tǒng)的構成與操作 
  任務一  串級控制系統(tǒng)的構成方案 
  任務二  控制閥選擇 
  任務三  智能閥門定位器與氣動調節(jié)閥安裝校驗 
  任務四  串級控制系統(tǒng)的投運和參數(shù)整定 
學習情境三  電加熱鍋爐(汽提塔)溫度控制系統(tǒng)的構成與操作 
  任務一  電加熱溫度控制方案及儀表的選型 
  任務二  電加熱溫度控制系統(tǒng)的構成與操作 
學習情境四  泵的給水控制系統(tǒng)的構成與操作 
  任務一  泵的變頻控制方案 
  任務二  富士FRN變頻器控制參數(shù)設定及運行 
學習情境五  乙酸乙酯生產(chǎn)裝置的輔助控制 
  任務一  萃取精餾塔塔釜液位的均勻控制 
  任務二  萃取精餾塔塔壓的分程控制 
  任務三  乙酸乙酯反應釜進料量的比值控制 
學習情境六  鍋爐設備的控制 
  任務一  鍋爐汽包單沖量水位控制 
  任務二  鍋爐汽包雙沖量水位控制 
  任務三  鍋爐汽包三沖量水位控制 
  任務四  鍋爐汽包蒸汽壓力與燃料氣壓力的選擇性控制 
學習情境七  催化氣壓縮機的控制 
  任務一  催化氣壓縮機的壓力控制 
  任務二  催化氣壓縮機的防喘振控制 
學習情境八  過程控制系統(tǒng)安裝調試綜合實訓 
  任務一  液位串級控制系統(tǒng)安裝調試綜合實訓 
  任務二  氣動薄膜控制閥的組裝與校驗 
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   3.主、副被控變量的選擇 主被控變量的選擇與簡單控制系統(tǒng)相同。副被控變量的選擇必須保證它是操縱變量到主被控變量這個控制通道中的一個適當?shù)闹虚g變量。這是串級控制系統(tǒng)設計的關鍵問題。副被控變量的選擇還要考慮以下幾個因素。 ①使主要擾動作用在副對象上，這樣副回路能更快更好地克服擾動，副回路的作用才能得以發(fā)揮。如在加熱爐溫度串級控制系統(tǒng)中，爐膛溫度作為副被控變量，就能較好地克服燃料熱值等擾動的影響。但如果燃料油壓力是主要擾動，則應采用燃料油壓力作為副被控變量，可以更及時地克服擾動，如圖2—2所示。這時副對象僅僅是一段管道，時間常數(shù)很小，控制作用很及時。 ②使副對象包含適當多的擾動，實際上是副被控變量選擇的問題。副被控變量越靠近主被控變量，它包含的擾動量越多，但同時通道變長，滯后增加；副被控變量越靠近操縱變量，它包含的擾動越少，通道越短。因此，要選擇一個適當位置，使副對象在包含主要擾動的同時，能包含適當多的擾動，從而使副回路的控制作用得以更好地發(fā)揮。 ③主、副對象的時間常數(shù)不能太接近。通常，副對象的時間常數(shù)小于主對象的時間常數(shù)。這是因為如果副對象時間常數(shù)很大，說明副被控變量的位置很靠近主被控變量。兩個變量幾乎同時變化，失去設置副回路的意義。 如果兩個對象時間常數(shù)基本相等，由于主、副回路是密切相關的，系統(tǒng)可能出現(xiàn)“共振”，使系統(tǒng)控制質量下降甚至出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題。原則上，主、副對象時間常數(shù)之比應在3～10范圍內(nèi)。 因此，通常使副對象的時間常數(shù)明顯小于主對象的時間常數(shù)。 4.控制器控制規(guī)律的選擇 （1）主、副控制器控制規(guī)律的選擇 在串級控制系統(tǒng)中，主、副控制器所起的作用是不同的。主控制器起定值控制作用。副控制器起隨動控制作用，這是選擇控制規(guī)律的基本出發(fā)點。 主被控變量是工藝操作的主要指標，允許波動的范圍很小，一般要求無余差，因此，主控制器應選PI或PID控制規(guī)律。副被控變量的設置是為了保證主被控變量的控制質量，可以允許在一定范圍內(nèi)變化，允許有余差，因此副控制器只要選P控制規(guī)律就可以了。一般不引入積分控制規(guī)律，因為副被控變量允許有余差，而且副控制器的放大系數(shù)較大，控制作用強，余差小，若采用積分規(guī)律會延長控制過程，減弱副回路的快速作用。但是，在選擇流量為副被控變量參數(shù)時，為了保持系統(tǒng)穩(wěn)定，比例度必須選得較大，這樣，比例控制作用偏弱，為此引入積分作用，采用PI控制規(guī)律。此時引入積分作用的主要目的不是清除余差，而是增強控制作用。副控制器一般也不引入微分控制規(guī)律，副回路本身起著快速作用，再引入微分規(guī)律會使控制閥動作過大，對控制不利。

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《高職高專項目導向系列教材:儀表控制系統(tǒng)的構成與操作》可作為高職高專石油、化工等生產(chǎn)過程自動化相關專業(yè)的項目化教材，也可供企業(yè)的工程技術人員使用。

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