石化实习报告.doc

广州石化实习报告姓 名：班 级：学 号：指导老师：日 期：一、石化厂实习目的及意义1二、安全教育1三、自动控制的基本概念1（一）、化工自动化的主要内容1（二）自动控制系统的组成2四、检测仪表2仪表介绍和发展趋势2仪表性能3五、PID的作用和规律8六、串级控制系统91、基本原理和结构及方块图92、串级控制系统设计93、主副调节器的选型104、主副调节器正反作用的确定105、串级系统的投运和参数整定106、参数整定：107、串级适用的场合10七、实习总结和体会11一、石化厂实习目的及意义工厂实习是与课堂教学完全不同的教学方法，在教学计划中，工厂实习是课堂教学的补充，实习区别于课堂教学。课堂教学中，教师讲授，学生领会，而工厂实习则是在教师指导下由学生自己向生产向实际学习。通过现场的讲授、参观、座谈、讨论、分析、作业、考核等多种形式，一方面来巩固在书本上学到的理论知识，另一方面，可获得在书本上不易了解和不易学到的生产现场的实际知识，使学生在实践中得到提高和锻炼。通过实习的实际生产知识和安装技能，了解继电器控制线路及其元件的工作原理，电工技术知识及掌握电子线路的基本原理、基本方法。能够通过具体的电路图，初步掌握简单电路元件装配、初步的焊接技术及对故障的诊断和排除。培养学生树立理论联系实际的工作作风，以及生产现场中将科学的理论知识加以验证、深化、巩固和充实。并培养学生进行调查、研究、分析和解决工程实际问题的能力，为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。二、安全教育石化总厂坚持“以人为本、教育当先”的安全管理理念，紧紧围绕安全生产方针目标，注重职工安全心理的近因、优先、暗示效应，不断加大安全文化的教育力度，增强职工安全生产的自觉性和警惕性，使“我要安全”成为干部职工抓好安全工作的行动指南。厂方的宗旨是安全生产第一，生产效益第二，我们在厂进行学习，安全教育是必不可少的第一步。（一） 安全管理制度1、 严禁携带烟香、打火机及各种易燃易爆的物品进厂。2、不能穿高跟鞋、凉鞋、带铁钉的鞋及其他引起火花的鞋进厂。3、实习过程中没有经过师傅的允许不能动手操作。4、参观现场时要小心，不能在危险场所逗留。（二）安全常识安全事故有不可避免的一面，只有尽量减少其发生几率。在安全管理中，人是第一位的，所以在发生事故时，应尽量使人不受伤害。如果工厂起火，对于实习期间的学生要迅速撤离，一定要朝逆风方向跑。如果在实习期间发生故障问题，能导致事故可能发生的，应紧急撤离。如果发生火灾要先拨打石化厂里面的火警电话。三、自动控制的基本概念（一）、化工自动化的主要内容1.自动检测系统对主要工艺参数进行测量、指示或记录的各种检测仪表，称为自动检测系统。2.自动信号和联锁保护系统当工艺参数超出允许范围，可以自动发出声光报警，或工况达到危险状态，可以采取紧急措施，打开安全阀或切断某些通路，必要时紧急停车，这样的系统称为自动信号和联锁保护系统。3.自动操纵系统根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作的系统称为自动操纵系统4.自动控制系统当工艺参数受到外界干扰（扰动）的影响而偏离正常状态时，可以通过自动控制使之回到规定的数值范围内，这样的系统称为自动控制系统。 其中，自动控制系统是自动化生产中的核心部分。（二）自动控制系统的组成自动控制系统包括自动化装置和被控对象两部分自动化装置 1、测量元件与变送器 2、信号检测、转换 3、自动控制器 4、 计算输出 5、执行器 6、执行 被控对象 需要控制其工艺参数的生产过程、设备或机器等叫被控对象，简称对象 四、检测仪表仪表介绍和发展趋势仪表简介用来检测生产过程中各个有关参数的技术工具称为检测仪表。 也称测量仪表。是指能正确感受和反映被测量大小的仪表。确定被测变量的量值变化或量值特性、状态、成份的仪表。 如传感器和变送器，某些将检测元件和显示仪表直接组合而成的仪表也是检测仪表。 工业生产中有压力、流量、温度、液位等物理仪表，有气体分析、水分分析、微量元素分析等分析仪表。在化工生产中，指能确定所感受的被测变量大小的化工仪表。它通过专门的检测元件去感受被测变量，转换成相应信号，经传送和放大，显示出其数值。它通常由检测(实现被测变量的一次转换)、转换放大（或变送、实现信号的二次或多次转换）和显示三部分组成。在化工生产中，有高温、高压、深冷、剧毒、易燃、易爆、易结焦、易结垢、高粘度、强腐蚀性等情况，故须选择相适应的检测仪表。仪表发展趋势随着科学技术的不断发展，新的测量方法和工具随之出现。例如：利用扩散硅压阻原理的扩散硅差压变送器；利用可变电容原理的可变电容式压力变送器（或差压变送器）；利用弦振动原理的振弦式压力变送器和振弦式数字式压力表；利用流体振荡原理的卡曼旋涡流量计和旋进式旋涡流量计等。这些仪表均可提高测量精度，减少可动部件，容易调整。另一方面，近年来在检测仪表中引入微计算机进行数据分析、计算、处理、校验、判断及存贮等工作，实现了原来单个仪表根本不能实现的许多功能，提高了测量效率、测量精度和测量的经济性。如有些数字式仪表，内附微处理器后，就具有自动校正、自动调节零点、存贮最低和最高测量值、计算平均值和自行判断误差等能力。 测量信息的数字化，也是当前的一种发展趋势。数字信息使传输、存贮、运算、判断、显示等大为方便，数字仪表可提高测量的可靠性和稳定性，受噪声影响小，不存在漂移。因此，由数字仪表组成的检测系统越来越多地得到应用。此外，随着微计算机的广泛应用和迅速发展，使传感器能直接与计算机联用，目前正致力于数字式变换器的研究。仪表性能（一）、温度仪表温度仪表是众多仪表中的一个分支，常见的温度仪表有温度计，温度记录仪，温度送变器等。 温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚，帮需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。 温度仪表通常分一次仪表与二次仪表，一次仪表通常为：热电偶、热电阻、双金属温度计、就地温度显示仪等二次仪表通常为温度记录仪、温度巡检仪、温度显示仪、温度调节仪、温度变送器等。温度仪表安装规范1.在多粉尘的工艺管道上安装的测温元件，应采取防止磨损的保护措施。2.热电偶或热电阻安装在易受被测介质强烈冲击的地方,以及当水平安装时其插入深度大于1米或被测温度大于700时，应采取防弯曲措施。3.表面温度计的感温面应与被测表面紧密接触，固定牢固。4.压力式温度计的温包必须全部浸入被测介质中，毛细管的敷设应有保护措施,其弯曲半径不应小于50毫米，周围温度变化剧烈时应采取隔热措施。 温度仪表分为:普通热电偶、耐磨热电偶、热电阻、压力式温度计、温度开关、一体化温度 变送器、智能温度变送器和红外线温度仪等。 普通热电偶 在温度测量中，热电偶是一种广泛使用的测温元件，它具有结构简单、使用方便、测量 范围宽、便于远距离传送和集中检测等优点。热电偶是利用两种不同材料相接触而产生的热 电势随温差变化的特性来测量温度的。 按国家规定，自1988年起各类型热电偶温度计按IEC国际标准使用。 热电偶接点形式耐磨热电偶 耐磨热电偶采用一种特殊、复合型耐磨结构，特别适用于高速气流、含固体颗粒的流体，可在高压恶劣条件下用于温度测量与控制，其耐磨性能及使用寿命比目前国内常用的普通热电偶提高3-4倍。热电阻热电阻是以铂丝或铜丝制成的测温元件，它是利用金属的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。按国家规定，从1988年起，采用IEC标准分度，即用Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等。压力式温度计压力式温度计是利用密封容器内工作介质（液体、蒸气或气体）的压力随温度变化的原理制成的。当密闭容器内的介质受到温度作用后，其压力便发生变化，使弹簧管产生位移，经传动机构放大，在标度盘上指示出温度值。它适用于生产过程中较远距离的非腐蚀性液体、气体和蒸气的温度测量。温度开关温度开关是一种借助测温元件（如温包等）受热膨胀而驱动接点动作的温度控制仪表，常用在报警及联锁保护回路中。常用的温度开关有WTQ/WTZ-288型电接点压力式温度计。测温范围：对WTZ288型：-2060, 050, 0100, 20120, 0160，0120，100200对WTQ-288型：-8040，-60+40，0160，0200，0300，0400，0500，0600 （二）、压力仪表压力表的定义为这里的压力概念，实际上指的是物理学上的压强，即单位面积上所承受压力的大小。绝对压力：以绝对压力零位为基准，高于绝对压力零位的压力。 正压：以大气压力为基准，高于大气压力的压力。 负压（真空）：以大气压力为基准，低于大气压力的压力。 差压：两个压力之间的差值。 表压：以大气压力为基准，大于或小于大气压力的压力。 压力表1：以大气压力为基准，用于测量小于或大于大气压力的仪表。 压力表：在工业过程控制与技术测量过程中，由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性，使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。机械压力表中的弹性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机械压力表采用弹簧管（波登管），膜片，膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。所测量的压力一般视为相对压力。一般相对点选为大气压力。弹性元件在介质压力作用下产生的弹性变形，通过压力表的齿轮传动机构放大，压力表就会显示出相对于大气压的相对值（或高或低）。 在测量范围内的压力值由指针显示，刻度盘的指示范围一般做成270度。压力仪表安装规范1.测量低压的压力表或变送器的安装高度，宜与取压点的高度一致。2.就地安装的压力表不应固定在振动较大的工艺设备或管道上。3.测量高压的压力表安装在操作岗位附近时，宜距地面1.8米以上，或在仪表正面加保护罩。（三）、流量仪表流量仪表又称为流量计（英文：flowmeter），常用的流量仪表有：电磁流量计、涡街流量计、浮子流量计、科氏力质量流量计、热式（气体）质量流量计、超声波流量计、涡轮流量计。主要应用于工业生产过程，能源计量 ,环境保护工程 交通运输， 生物技术， 科学实验， 海洋气象，江河湖泊等领域。流量仪表安装规范孔板和喷咀的安装应符合下列规定： 一、孔板或喷咀安装前应进行外观检查，孔板的入口和喷咀的出口边缘应无毛刺和圆角,并按现行的国家标准流量测量节流装置的设计安装和使用的规定复验其加工尺寸； 二、安装前进行清洗时不应损伤节流件； 三、孔板的锐边或喷咀的曲面侧应迎着被测介质的流向； 四、在水平和倾斜的工艺管道上安装的孔板或喷咀，若有排泄孔时,排泄孔的位置对液体介质应在工艺管道的正上方，对气体及蒸汽介质应在工艺管道的正下方； 五、孔板或喷咀与工艺管道的同轴度及垂直度，应符合本规范第2.4.5条的规定； 六、环室上有“+”号的一侧应在被测介质流向的上游侧，当用箭头标明流向时，箭头的指向应与被测介质的流向一致； 七、垫片的内径不应小于工艺管道的内径。差压计或差压变送器正、负压室与测量管路的连接必须正确。转子流量计的安装应呈垂直状态，上游侧直管段的长度不宜小于5倍工艺管道内径，其前后的工艺管道应固定牢固。靶式流量计靶的中心，应在工艺管道的轴线上。涡轮流量计的前置放大器与变送器间的距离不宜大于3米。电磁流量计的安装应符合下列规定： 一、流量计、被测介质及工艺管道三者之间应连成等电位，并应接地； 二、在垂直的工艺管道上安装时，被测介质的流向应自下而上，在水平和倾斜的工艺管道上安装时,两个测量电极不应在工艺管道的正上方和正下方位置； 三、口径大于300毫米时，应有专用的支架支撑； 四、周围有强磁场时，应采取防干扰措施。椭圆齿轮流量计的刻度盘面应处于垂直平面内。（四）、液位仪表液位测量作为工业生产中的最重要的工作参数，其与温度，压力，流量堪称工业四大工作参数。 科技发展到今天，产生了无数种的液位测量方法，从古老的标尺，发展到现代的超声波，雷达测量仪。 液位的测量技术也经历了质的飞跃。下面就介绍比较常见的工业液位测量仪表。磁翻板液位计众所周知，液体具有流动性，地球对这个地球上的液体具有吸引力（重力），和压强的原理，连通器原理应运而生，磁翻板就是根据连通器的原理制作而成。磁翻板液位结构基于旁通管原理，主导管内的液位和容器设备内的液位高度一致，根据阿基米德定理，磁性浮子在液体中产生的浮力和重力平衡浮子浮在液面上，当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的转浮子也随之升降浮子内的永久磁钢通过磁耦台驱动指示器内的红白翻柱翻1 80，当液位上升时翻柱由白色转为红色当液位下降时羽柱由红色转为白色指示器的红，白界位处为容器内介质液位的实际高度从而实现液位的指示。 磁翻板液位计主要技术参数： 正常工作条件：环境温度：-2080；相对湿度：5%100%（包括直接湿）；环境压力：86kPa108 kPa；测量范围：012米（超过6m时，使用法兰连接 ）；显示精度：10mm；介质压力：1.0、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0MPa；介质温度：-120450（类型可选）；介质密度：.0.5g/cm3；介质粘度：0.05PaS；接液材质：不锈钢304、不锈钢316、 Ti等；过程连接：按用户所需，有多种选择；液位仪表安装规范1.浮筒液面计的安装应使浮筒呈垂直状态。其安装高度宜使仪表全量程的处为正常液位。2.用差压计或差压变送器测量液位时，仪表，安装高度不应高于下部取压口。 注：用双法兰式差压变送器、吹气法及利用低沸点液体汽化传递压力的方法测量液位时，不受此规定限制。放射性同位素物位计的安装应符合下列规定： 一、安装前应制订施工方案，并严格执行； 二、安装中的安全防护措施必须符合现行的国家标准放射防护规定的规定； 三、在仪表安装地点应有明显的警戒标志。负荷传感器的安装应符合下列规定： 一、传感器的安装应呈垂直状态，各个传感器的受力应均匀； 二、当有冲击性负载时应有缓冲措施。（五）、在线分析仪表由于各种在线分析仪表的作用原理、分析对象和复杂程度不同，其组成也大不相同。 基本构成 一般都由四个部分所构成，取样、预处理及进样系统。从流程中取出具有代表性的样品，并使它符合分析器对样品状态或条件的要求。分析器。将样品的成分量或物性量转换成可测量的电信号。电源和电子线路。对仪表各部分供电，控制仪表各部分的工作，将分析器送来的电信号放大后，输出至显示、记录器，或同时送至自动控制器或电子计算机。显示、记录器。用来显示、记录代表成分量或物性量的电信号。常用的有：热学式分析仪表，如热导式和热化学式气体分析器等；电化学式分析仪表，如pH计，电导仪，盐量计，电磁浓度计，原电池式、极谱式和氧化锆氧分析器等；磁式分析仪表，如热磁式和磁力机械式氧分析器等；光学式分析仪表，如红外线气体分析器、紫外线分析器和流程光电比色计等；色谱分析仪,如流程气相色谱仪和流程液相色谱仪两类；此外,还有密度计、湿度计、水分仪和粘度计等。 典型仪表 化工常用在线分析仪表有下列几种：热导式气体分析器，基于气体导热系数值与其成分量有关的物理特性，被测气体通过热导池，检测热导池中热丝电阻的变化，可得知其中各成分的含量。主要用于分析混合气中氢气、二氧化硫或二氧化碳的含量。流程pH计，基于水溶液中氢离子浓度与插入溶液中一对电极所产生的电动势有关的电化学特性，用测量电动势值，可得知被测溶液的pH值。常用于石油炼制工业、制药工业和食品工业等部门，尤其在污水处理工程中应用更多。氧化锆氧分析器，氧化锆在高温下，由于有氧离子存在而具有导电性。若在氧化锆管的内外两侧贴上铂电极,当电极两侧的气体含氧量不同,电极就产生电动势。若使一侧（参比侧）氧浓度固定不变,则另一侧(被测侧)氧浓度与电动势有对应关系。测量该电动势值,就得知被测气体中含氧量的多少。该分析器响应很快，结构简单，使用、安装方便，维护工作量少。常用于工业炉窑烟道气含氧量的测量和控制，提高燃烧热效率。红外线气体分析器，基于各种气体对红外线辐射能具有选择性吸收的特性，红外线被气体中一种组分吸收后,辐射能部分地转化为热能，使气体温度升高,通过测量气体温度变化或恒容积内气体压力的变化，就可得知气体中这一组分的含量。它可分析的对象很广泛(如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙炔、各种烃、乙醇和蒸汽等的含量)，灵敏度高，量程范围广，响应速度快。在线色谱分析仪，包括气相和液相色谱分析仪两类。利用不同物质在不同两相中具有不同分配系数的特性。当两相在色谱柱里作相对运动时，这些物质在两相间多次反复分配,使分配系数不同的组分分离出来,并依先后顺序在检测器中逐个测出，各组分及其浓度的信号被自动记录，形成色谱图。据图可定性和定量地求出被测物质的组成和含量。在色谱柱中，相对运动的两相为固定相及流动相。用气体作为流动相载运样品的称气相色谱仪；用液体作为流动相的称液相色谱仪。色谱分析仪能进行多点、多组分周期性的自动分析，选择性好，灵敏度高，响应速度快。主要用于石油、化肥等行业对气体或液体混合物的多组分分析。分析仪表安装规范1.预处理装置应单独安装，并宜靠近传送器。2.被分析样品的排放管应直接与排放总管连接，总管应引至室外安全场所，其集液处应有排液装置。五、PID的作用和规律PID（进程控制符）英文全称为Process Identifier，它也属于电工电子类技术术语。 PID就是各进程的身份标识,程序一运行系统就会自动分配给进程一个独一无二的PID。进程中止后PID被系统回收，可能会被继续分配给新运行的程序。PID一列代表了各进程的进程ID,也就是说,PID就是各进程的身份标识。只要运行一程序，系统会自动分配一个是暂时唯一的标识！进程中止后，这个号码就会被回收，并可能被分配给另一个新进程。只要没有成功运行其他程序，这个pid会继续分配给当前要运行的程序！如果成功运行一个程序，然后再运行别的程序时，系统会自动分配另一个pid！ 常规PID控制系统的原理1、调节器正反作用的定义正作用：当测量值增加（测量值大于给定值），调节器的输出增加。反作用：当测量值增加（测量值大于给定值），调节器的输出减小。确定原则：选择正确的作用方向，使偏差减小。确定顺序：必须先确定调节阀的作用方式，再确定调节器的作用方式。例：燃烧炉一般是测量出口温度来调节进炉的燃料，当事故状态下，应禁止燃料进入炉内，所以调节阀应该选用气开阀（事故状态下为关），当测量温度升高时，就必须要减少进料，所以调节阀的开度减小，由于是气开阀，所以调节阀的输入信号应该减小，即调节器的输出信号减小，所以调节器应该是反作用。 2、比例调节规律（P） u(t)=Kce(t)+uoKc：控制器增益 比例度：=1/Kc*100%结论： 虽然控制器增益KC增加，调节作用增强，稳定性变差，振荡加剧，稳态偏差减小，但不能消除。适用场合： 对象负荷变化不大，工艺要求不高，自平衡能力强。允许余差存在。3、比例积分控制器（PI） Ti：积分时间，添加积分作用的基本目的，是在系统经受干扰后，使系统输出返回设定值，即消除余差。结论：引入积分作用可减少系统余差，但使系统的稳定性降低，为了维持原来的稳定性，控制器的增益必须降低，系统频率也降低。在相同增益下：Ti越小，积分作用越强，使最大偏差减小，工作频率增加，但稳定性变差。在相同的衰减比（稳定性不变）：Ti越小（要维持稳定性，则比例度要增加），最小偏差越大，工作频率降低。I作用特征：消除误差，适用于高频工作对象（消除高频噪声）。适用场合：对象滞后较小，不允许有余差，尤其是高频场合。4、比例积分微分控制器微分作用结论：1）引入微分作用的目的，是改善高阶过程的品质，即提高系统稳定性。2）微分作用不能太强，Td过大，微分作用过强会降低系统的稳定性。3）存在高频噪声的地方不宜用微分，需要先滤波，微分作用适应于低频对象。4）微分作用对于纯滞后不起作用。D作用特征：1）提高系统稳定性 2）适应于容量滞后较大的对象 3）D作用不能过大，以免引起振荡。适用场合：容量滞后较大，不允许有误差，低频对象。 六、串级控制系统1、基本原理和结构及方块图定义：一个控制器（主）的输出用来改变另一个控制器的设定值，两个控制器都有各自的测量输入，但只有主控制器具有自己独立的设定值，只有副调节器的输出信号被送给控制过程，这样组成的系统称为串级控制系统。扰动f1Gc1GvGp1Gm1（s）设定值r偏差ey1主参数+-Gc2Gp2Gm2（s）扰动f2+-副参数副测量主测量主调副调副对象主对象2、串级控制系统设计副变量的选择a)将主要干扰包括在副回路中。b)把更多的干扰包括在副回路中。c)副回路的滞后不能太大，以保持副回路的快速性。d)主副对象的时间常数要配合适当，以防“共振”。（共振：主副参数以一定的频率共同振动）发生共振的解决方法为：主副对象的时间常数错开，调节主副调节器的参数，使主副调节器的工作频率错开。e)将具有非线性对象归于副回路中，以充分发挥串级的鲁棒性。f)需要流量精确的跟踪时，通常选择流量作为副变量。g)工艺合理，经济性的考虑 3、主副调节器的选型主调节器一般采用PID规律。副调节器一般要求快速跟踪，一般采用P规律。如果副对象的惯性比较小（如L和小的压力）可以考虑用PI规律，如果副对象惯性比较大时，可以考虑采用PD作用 4、主副调节器正反作用的确定步骤：a)首先确定调节阀的作用方式b)确定副调节器的正反作用，原则同单回路c)确定主调节器的正反作用确定主调节器的方法：看主参数和副参数的关系即可如果主参数增加（主参数大于给定值），调节作用使副参数增加，即为正作用如果主参数增加（主参数大于给定值），调节作用使副参数减小，即为反作用注意：当串级变成由主调节器和阀门构成单回路时，主调节器的正反作用应该重新确定。5、串级系统的投运和参数整定系统投运：采用先副回路后主回路的投运方式，原则也是无扰动切换1、将主、副控制器的切换开关都置于手动位置，确定好各调节器的正反作用和PID参数，副控制器处于外给定，主控制器始终处于内给定。2、手动操作副调节器的输出，使主参数等于给定值，即e1=0。3、手动操作主调节器的输出，使副调节器e2=0。（主调节器的输出就是副调节器的给定，就是调节副调节器的设定值等于测