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工業生產液位控制過程中記錄儀的作用
作者:admin 發布時間:2020-03-08 19:44:54

  工業生產液位控制過程中記錄儀的作用

  工業生產過程中為了均衡進出的物料量記錄儀,以保證過程的物料平衡要求,經常要對一些液體貯槽或設備內的液位高低進行控制。一般液體貯槽如進料罐、成品罐及中間緩沖容器等都具有單容量的特性,對它們的液位控制比較容易實現。通常只要采用單回路控制系統就可達到目的,其控制方案。

  可根據液位變化,改變輸入流量或輸出流量來控制液位。由于記錄儀實際操作中,人們常常是利用容器內的液位來控制流人過程其他設備的流量,或為了起到緩沖作用而控制液位的,所以對液位的控制要求不太高,因而液位控制器通常采用寬比例度的比例控制器或帶弱積分作用的P控制器。只有當容器用作計量槽使用時記錄儀才需要精確地控制液位,為了消除余差,控制器應選用比例積分作用需要指出的是,在工業生產過程中,由于操作的連續性,往往前一設備的出料就直接作為后一設備的進料。

  例如某煉油廠催化裂化裝置的分餾塔,其頂部采出的粗汽油經冷凝后進入容器(容201),其液相由離心泵抽出并直接進入后續的吸收穩定系統,其流程如工藝要求容201的液面平穩,不僅要防止記錄儀溢出和抽干,而且要求保持在中間位置,使油品在器內停留時間合適,以免影響油品質量。

  與此同時,為了穩定后續工段的操作,工藝上還要求進吸收穩定系統的粗汽油流量盡可能平穩。顯然,要保持容201的液位穩定,需通過改變出料流量來控制,而為滿足進后續設備的流量穩定,則又要求容201的出料流量穩定為了解決連續生產過程中這種供求互有矛盾的控制要求,從工藝設計的角度出發,可以通過擴大或添設中間緩沖容器的辦法來解決。

  而從自動控制的角度出發,可以在不改變工藝設備的情況下,采用“均勻控制”策略同樣能達到這一目的所謂均勻控制,就是對生產過程中表征前后供求關系的兩個參數,如上例中的液位和流量,對它們各自的控制要求互相兼顧,適當均勻。實現均勻控制的過程有如下特點:

 ?、僖何?或壓力)和流量兩個參數都是變化著的,不能保持定值;

 ?、趦蓚€參數的過渡過程均應是緩慢、平穩地變化;

 ?、蹆蓚€參數的變化均應在工藝操作的容許范圍之內;

  要實現均勻控制記錄儀,可以采用所示的簡單液位控制系統,按前一設備的液位來調節其排出液流量(即后一設備的進料量)來實現。與常規PID控制系統不同的只是將液位控制器的比例度適當放大一些而已。當記錄儀控制系統在寬比例度作用下,由于被控變量(液位)的波動范圍稍大一些(但其適合大偏差應以不超過工藝容許的范圍為限),相應操縱變量(流量)的變化也較平衡緩慢一些,起到了“均勻”的作用。如果記錄儀控制器只具有寬比例度作用,雖然穩定比較快些,但控制結果將會出現余差。

  當記錄儀出現的持續干擾較大時,可能會使液位超過工藝容許范圍。為了克服上述弊病,可通過引入適當的積分作用來消除因干擾而產生的余差采用單回路液位控制系統的均勻控制方案雖然簡單易行,但當后面設備的壓力變化時,控制閥的開度雖然未變,而流量卻有了變化,所以它只能適用于干擾不太大、要求不很高的場合。否則,就要采用圖1-3中所示的液位與流量串級形式的均勻控制方案。

  其主要記錄儀被控變量仍是液位,通過寬比例度液位控制器,較平穩緩慢地改變流量回路的設定值,以實現液位和流量的均勻控制。以流量為輔助被控變量的流量控制回路的引入,能及時迅速地克服后一設備壓力等干擾對流量的影響。

  流量控制器的設定值由液位控制器的輸出來決定,所以當液位不變,而流量在壓力等干擾作用下發生變化時,可以借助流量控制器的校正作用使流量穩定。該流量控制器一般選用純比例作用,有時也可選用比例積分作用,但它引入積分作用的目的和液位控制引入積分作用的目的不一樣,液位控制器引入積分作用是為了消除余差,而流量控制器引入積分作用則是用以增強控制作用,因為有了流量控制回路,為了減少振蕩,比例度一般也取得較大,因此克服干擾的能力較弱,需要引入積分作用來補充。

  需要指出,在記錄儀有些容器中,液位是通過進料閥來控制的,用液位控制器對進料流量進行控制,同樣可以實現均勻控制的目的。

 

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