温度趋势图青岛科技大学本科毕业设计总结与展望通过研究分析精馏塔控制系统的控制原理。对精馏塔的控制参数进行分析，选择合理的控制方案，并采用系统控制精馏塔的控制回路，最终都取得了很好的控制效果。在本次对精馏塔的控制设计中，针对精馏系统选择了几个主要参数进行控制，并记录下控制的趋势图。依据系统设计，在系统中实现精馏系统的自动控制，即的组态设计，本设计中采用控制系统其设计主要涉及系统的选型硬件的组态设计应用软件组态设计，以及实现了监控画面的显示报警显示趋势显示等功能。由于采用来实现精馏塔系统的控制与常规模拟仪表控制系统相比有许多优点，由于系统具有技术先进功能齐全可靠性高和安全性好等特点，减少了控制仪表的故障，同时可以实现各种复杂控制和运算，不但节约能源，而且可以提高精馏塔的产品质量和产量。经济效益也得到了大大的提高。所以在以后的课程教学和实际生产中，基于的精馏塔系统会得到更大的改善与应用。，二元精馏塔两端产品纯度间的分离关系取决于和。为了使方程能够推广到全回流以外的情况，定义分离度为在部分回流时，影响分离度的因素很多，可以表示为以下的函数的关系,对于个确定的塔，和是定的或变化不大，同时进料浓度的变化对的影响与对的影响相对要小得多，可以忽略。于是上式可简化为该式表明定，则分离关系就被确定。并可进步近似表达为式中，定义为塔的特性因子，对任意给定的塔，可以用除以分离度的自然对数求得。把的定义式代入上式得它表示了精馏塔的能量关系。由此可知只要以下三式青岛科技大学本科毕业设计中定，这个塔的分离结果，就完全确定了。内部物料平衡在恒分子流假设的前提下，分析塔内各项物料平衡关系时，假定在精馏段内，通过各层塔板的上升蒸汽流量均相等在提馏段内，通过各层塔板的上升蒸汽流量均相等，为再沸器内蒸汽量在精馏段内，通过各层塔板下流液体流量均相等，称为内回流，当回流温度等于塔顶温度时，内回流等于外回流在提馏段内，通过各层塔板下流液体流量均相等回流罐和塔底液位不变塔压也保持不变。在以上这些条件下，有下述平衡关系加料板的物料平衡对于液相泡点进料，对于汽相露点进料，精馏段的物料平衡对精馏塔段内任塔板以上作物料平衡计算，轻组分的物料平衡关系式为青岛科技大学本科毕业设计则该式表明了精馏段内任塔板的汽相浓度与和之间的关系。改变汽液比必将使塔板上浓度发生变化。然而，汽液比除了决定于再沸器上升蒸汽量以外，还决定于回流量与塔顶采出量，通常将回流量与采出量之比称为回流比，即当时称为全回流。由此可知要改变精馏塔的操作工艺，应操作精馏塔的回流比和再沸器的上升蒸汽量，通过内部平衡关系，使每块塔板上的浓度改变，从而导致最终产品的纯度的变化。提馏段的物料平衡总物料易挥发组分即该式表明了在提馏段内任塔板上的汽相浓度与汽液比的关系。同时，要使塔的操作工况改变，应操作塔的回流比和再沸器上升蒸汽量，从而通过内部平衡关系最终改变产品的纯度。通过以上分析，影响精馏过程的主要因素可概括如下进料量进料浓度进料温度和进料状态④再沸器的加热量冷却器的冷却量回流量塔顶采出量塔底采出量塔压的影响。上述各种干扰中，有些是可控的，有些是不可控的。般情况下进料量是不可控制的受前工序的影响。进料浓度是无法控制的，它由上工序所决定，但般说来变化缓慢。青岛科技大学本科毕业设计进料温度和进料状态的变化，对塔的操作影响较大。为维持塔操作的能量平衡和稳定运行，在单相进料时，可以采用进料温度控制，以便克服这种干扰。在两相进料时，则可设法控制热焓恒定以克服干扰。对于冷凝器的冷却量和再沸器的加热量，般都用定值控制系统来加以稳定。总之，从前面对塔的静态特性和内部平衡关系的分析，不难看到，为了克服塔的主要干扰，可采用控制以下参数的手段塔顶采出量塔底采出量回流量④再沸器加热量冷凝器的冷却量前二者是通过影响全塔的物料平衡来影响塔的内部平衡，从而起到控制作用。后三个量直接改变塔的能量平衡关系和改变塔内汽液比，从而起到控制产品质量的作用。动态影响分析前面讨论的内容，均是各参数对塔操作的静态影响，然而在动态过程中，这些参数对塔操作的影响是有快有慢各不相同的，因此在设计控制方案时，必须考虑动态影响，才能便控制系统及时克服各参数对塔操作的影响。由于精馏塔是个多变量时变和非线性的对象，各变量这间又存在相互关联，因此定量分析动态影响，建立其数学模型已成为项相当复杂的专门课题。所以本节仅从定性的角度从几个侧面分析塔的动态影响。ⅰ上升蒸汽和回流的影响在精馏塔内，上升蒸汽流量变化的响应是相当快的。由于上升蒸汽只须克服塔板上极薄覆盖的液相阻力，而且塔内汽相蓄存量在塔压控制定时可忽略不计，因此上升蒸汽量的变化几秒钟内就可影响到塔顶。然而，从塔板下流的液相却有相当大的滞后，这是因为回流量增加时，首先要使积存在塔板上的液相蓄存量增加，然后在这增加的静压的作用下，才使离开塔板的液相速度增加，因此对回流量变化的影响存在着滞后。由此可见，除顶部塔板外，要使塔的任何点的汽液比发生变化，用再沸器的加热量作为控制手段比用回流量响应要快。ⅱ组分滞后的影响无论是改变再沸器加热量引起上升蒸汽变化还是由于回流的变化，均是通过对每块塔板上组分之间的平衡施工影响，最终才引起顶部产品或底部产品组分浓度的变化。由于组分要达到静态平衡需要较长时间，因此尽管上升蒸汽量变化可以很快影响到塔顶组分浓度，但要使塔顶组分浓度变化并达到个新的平衡青岛科技大学本科毕业设计仍需花费相当长的时间。回流变化情况也是类似的，只是花费的时间更多，这就是说，塔板上的组分平衡要等到影响组分的液相或汽相流量稳定相当时间后才能建立。组分滞后随着塔板上液相蓄存量的增加而增加，因而随塔板数的增加而增加，也随着回流比的增加面增加，因为回流比的增加，意味着塔板上蓄存量的增加。由于再沸器加热量的增加引起上升蒸汽量增加，将会改善汽液接触，从面使组滞后减小。由式可知，回流量总是等于塔顶汽相流量和塔顶采出量之差。因此，恒定时，控制实质上就是改变了回流量。然而，回流罐有定的蓄毕业设计图和调节的阶跃响应曲线塔釜液位趋势图如图所示图塔釜液位趋势图塔釜温度控制系统的设计影响精馏塔温度不稳定的因素主要是来自外界来的干扰如进料流量，温度及成分等的变化对温度的影响。般情况下精馏塔塔釜的温度，我们是通过控制精馏塔釜内灵敏板的温度来控制的。灵敏板是当外界条件或负荷改变时精馏塔内温度变化最灵敏的块塔板。以往调节只是采用灵敏板温度调节器单回路调节。调节反应慢，时间滞后，对精馏操作而言，产品的纯度很难保证。青岛科技大学本科毕业设计为了提高精馏效率和保证产品纯度，我们采用灵敏板温度调节器与再沸器加热蒸汽流量调节器串级控制系统来对灵敏板温度进行控制。其中灵敏板温度调节器是主调节器，再沸器加热蒸汽流量调节器是副调节器。通过实际改造和使用，串级调节与单回路控制相比较，串级控制有许多优点抗干扰性强。由于主回路的存在，进入副回路的干扰影响大为减小。同时由于串级控制系统增加了个副回路，具有主副两个调节器，大大提高了调节器的放大倍数，从而也就提高了对干扰的克服能力，尤其对于进入副回路的干扰。表现更为突出。及时性好。串级控制对克服容量滞后大的对象特别有效。适应能力强。串级控制系统就其主回路来看，它是个定值控制系统，但其副回路对主调节器来说，却是个随动控制系统，主调节器能够根据对象操作条件和负荷的变化情况不断纠正副调节器的给定值，以适应操作条件和负荷的变化。我们这次采用改变精馏塔加热蒸汽流量来克服干扰，从而保持塔釜温度的稳定。精馏塔釜温度与加热蒸汽流量的串级控制系统结构图如下图所示精馏塔再沸器图精馏塔塔釜温度串级控制系统温度控制器的输出作为蒸汽流量控制器的给定值，亦即流量控制器的给定值应该由温度控制的需要来决定它应该变或不变以及变化的大或小通过这套串级控制系统，希望在塔釜温度稳定不变时蒸汽流量能保持定值，而当温度在外来干扰作用下偏离给定值时，又要求蒸汽流量能作相应的变化，以使能量的需要和供给之间得到平衡，从而保持塔釜温度稳定在要求恒定的数值上。此串级控制系统所选择的副变量就是操纵变量，即蒸汽流量本身。这样，当干扰流量波动时，副回路能及时加以克服，以大大减小这种干扰对主变量的影响，使釜温度的控制质量得以提高。以保证精馏塔的分离质量，得到高纯度的分离产物。结论通过采用串级控制系统，塔釜温度控制更加平稳，产品纯度很高，随着控制系统软件和硬件的不断发展和完善，计算机集散型控制系统的应用和普青岛科技大学本科毕业设计及，精馏塔的分离质量将会越来越好，分离精度也将会越来越高。塔釜温度趋势图如下图所示图塔釜液位趋势图冷却水流量控制系统的设计涡流流量计的工作原理基本结构涡轮流量计可分为两部分传感器部分和放大器部分。传感器的基本结构组成由壳体前导向架轴叶轮后导向架压紧圈等组成。放大器主要由带电磁感应转换器的放大器组成。前导向架和后导向架安装在壳体中，轴安装在导向架上，同时因导向架上有几片呈辐射形的整流片，还可以起定的整流作用，使流体基本上沿着平行于轴线的方向流动前后导向架是用压紧圈固定在壳体上的。叶轮中有轴承套在轴上，可以灵活地旋转。叶轮上均匀分布着叶片，液体流过时冲击叶片使叶轮产生转动。工作原理当被测流体流经传感器时，传感器内的叶轮借助于流体的动能而产生旋青岛科技大学本科毕业设计转，周期性地改变电磁感应转换系统中的磁阻值，使通过线圈的磁通量周期性地发生变化而产生电脉冲信号。在定的流量范围下，叶轮转速与流体流量成正比，即电脉冲数量与流量