生产过程安全控制系统组成

生产过程安全控制系统组成生产过程安全控制系统组成 安全控制系统是在人工控制的基础上利用自动控制技术产 生和发展起来的 如图 1 5 所示为液体贮罐内液位的人工控制示意图 从维 持生产平稳考虑 工艺上希望罐内的液位九能维持在所希望的 位置 hs 上 液位 h 是需要控制的工艺变量 称为被控变量 显然 当进液量 qi 或出液量 qo 波动时 都会使罐内的液位发 生变化 现假定通过控制出液量 qo 维持液位的恒定 称 qo 为 操纵变量 进液量 q 是造成被控变量产生不期望波动的原因 称为扰动 若由操作工来完成这一项控制任务 所要做的工作是 用眼睛观察液位计实际液位的指示值 并通过神经系统 告诉大脑 通过大脑对眼睛观测到的实际液位值与事先在大脑中贮 存好的希望值给定值进行比较 根据偏差的大小和方向 经过 分析 思考 然后根操作经验发出命令 根据大脑发出的控制命令 通过手去改变液阀门开度 以改变 qo 来控制液位 反复执行上述操作 直到将液位控制到所希望的数值上 述操作工通过眼 脑 手相互配合完成液位的控制过程就是一 个人工控制过程 操作工与所控制的液罐设备构成了一个人工 控制系统 人们在不断的控制实践中体会到 人工控制受到生理上的 限制 不仅操作失误是经常的而且反应速度也满足不了大型现 代化生产的需求 如果能用一些仪表或装置来代替操作工的眼 脑 手自动地完成控制任务 不仅能大大减轻操作工的劳动强 度 预防人的行为失误 而且可大大提高控制速度和精度 为 此 采用液位测量变送器 lt 检测液位值并转换为标准信号 如 4 20ma 这一测量信号送往液位控制器 lc 控制器的设定值 由人工给定 控制器根据偏差的正负 大小及变化情况 发出 控制信号 控制器的输出送往执行器 此处为控制阀 控制阀 根据控制信号变化增大或减小阀门的开度 调节出液流量 使 测量值接近或等于给定值 这样 就构成了液位自动控制系统 测量变送器 控制器和执行器 它们分别具有眼 脑 手的功 能 通常将控制器 变送器用通用符号来表示 表达成图 1 6 所示的形式 图 1 6 称为工艺控制流程图 它是用自控设计的文字符号 和图形符号在工艺流程图上描述生产过程自动控制的原理图 图中 小圆圈表示某些自动化仪表 圆内由两位以上字母 第 一位字母表示被测量变量 后继字母表示仪表的功能 常用被 测变量和仪表功能的代号如表 1 3 所示 如丁 i 表示温度指示 tt 表示温度变送器 tic 表示温度指 示控制 hc 表示手动控制 一 一 温度控制系统温度控制系统 如图 1 7 所示的是蒸汽加热器的温度自动控制系统 它由 蒸汽加热器 温度变送器 tt 温度控制器 tc 和蒸汽流量控制 阀组成 控制的目标是保持流体出口温度恒定 这是生产装置 运行过程的重要参数 当进料流量或温度等因素的变化引起出 口物料的温度变化时 通过温度变送器 tt 测得温度的变化 并 将其信号送至温度控制器 tc 与给定值进行比较 温度控制器 tc 根据其偏差信号进行运算后将控制命令送至控制阀 以改变 蒸汽流量来维持出口温度 图 1 7 蒸汽加热器温度自动控制系统 图 1 8 流量控制 系统 二 流量控制系统二 流量控制系统 如图 1 8 所示为一流量控制系统 它由管路系统 孔板和 差压变送器 流量控制器 fc 和流量控制阀组成 控制的目标是 保持流量恒定 这是生产装置运行过程的重要参数 当管道其 他部分阻力发生变化或有其他扰动时 流量将偏离设定值 利 用孔板作为检测元件 把孑 l 板上 下游的静压用连接导管接 至差压变送器 将流量信号转化为标准电流信号 该信号送至 流量控制器 fc 与给定值进行比较 流量控制器 fc 根据其偏差 信号进行运算后将控制命令送至控制阀 改变阀门开度 就调 整了管道中流体的阻力 从而影响了流量 使流量维持在设定 值 以上所列举的控制都属于简单控制系统 简单控制系统有 着共同的特征 它由下列基本单元组成 1 被控对象 也称对象 是指被控制的生产设备或装置 针 对以上三例 分别是液罐 蒸汽加热器 管路系统 被控对象 需要控制的变量称为被控变量 上述各例中为液位 温度 流 量 2 测量变送器 测量被控变量 并按一定的规律将其置换为 标准信号的输出 作为测量值 标准信号的含义是其上下限符 合规定系列 0 一 loma 4 20ma 0 02 0 1mpa 等 3 执行器 常用的是控制阀 接受控制器来的信号 u 直接 改变操纵变量 qo 操纵变量是被控对象的某输入变量 通过操 作这个变量可克服扰动对被变量的影响 通常是由执行器控制