典型设备的自控方案

注意！免责声明

注意！重要的事情要提醒三遍

注意！我水平有限，本文只做示例和参考，不保证本文的内容就一定是正确的标准的

什么是PID什么又是P&ID？

在实际工程中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例P、积分I、微分控制D，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一

人话来说就是PID是一种控制器的逻辑，当然PID还有更多的含义，在不同的行业里有不同的意思，在计算机中PID是一种进程号，不需要了解过多，当然要是对自动化感兴趣的同学可以去学习相关知识

P&ID（Piping and Instrumentation Diagram）即管道及仪表流程图、管道仪表流程图。借助统一规定的图形符号和文字代号，用图示的方法把建立化工工艺装置所需的全部设备、仪表、管道、阀门及主要管件，按其各自功能以及工艺要求组合起来，以起到描述工艺装置的结构和功能的作用。P&ID的设计是在PFD的基础上完成的。它是化工厂的工程设计中从工艺流程到工程施工设计的重要工序，是工厂安装设计的依据

P&ID图纸的绘制非常重要，控制方案的合不合理，控制器是否冗余，图例是不是正确等，都会成为扣分点，阀门的数量位置更是关系到后续三维配管的同学的工作

至于一些工业自动化的内容、自动控制系统的组成、分类、数学模型等理论知识本文不过多赘述，有兴趣自己学习，本文只示意一些典型设备的自动控制方案

注意，本文所示的控制方案只是设备的自动控制方案，不包括阀门组，所以绘制P&ID的时候一定要注意自己要加上阀门组、盲板等

传热设备的控制

换热器控制

蒸汽加热器（公用工程换热器）的控制系统：

调节载热流体流量（流股间换热/导热油）方案：

调节传热平均温差方案：

画图实在是太磨人了，而且这绘图软件不怎么好用，下面开始直接给你们扫描吧

调节传热面积的方案：

将工艺介质部分旁路方案：

换热器出口温度的串级控制方案：

换热器出口温度的变比值串级控制方案：

加热炉控制

加热炉控制系统：

燃料油与雾化蒸汽压差控制系统：

燃料油与雾化蒸汽压力比值控制系统：

炉出口温度对炉膛温度的串级控制：

炉出口温度对燃料油的串级控制：

炉出口温度对炉膛温度及燃料油流量的串级控制：

炉出口温度对燃料油压力的串级控制：

在加热炉的自动控制中，有时候会遇到生产负荷即进料量、温度变化频繁，扰动幅度又较大，采用串级控制难以满足生产要求，所以采用前馈-反馈控制：

加热炉的安全连锁保护系统：

安全连锁的工作过程和原理就不赘述了，可以自己查阅相关资料

精馏过程的控制

精馏就是将一定浓度的溶液送入精馏装置，使其反复的进行部分汽化和部分冷凝，从而得到预期的塔顶与塔底产品的操作。完成这一操作的过程相应设备除了精馏塔之外，还有再沸器、冷凝器、回流罐、回流泵等辅助设备，目前通用的连续精馏装置如图所示：

精馏塔的控制目标，应该是在满足产品质量合格的前提下，使总的收益最大或者总的成本最小，因此精馏塔的控制要求，应该是从质量指标（产品纯度）、产品质量和能量消耗三个方面考虑。

精馏塔的操作原理、静态动态特性本文不赘述，请参考《化工原理》

双温差控制系统

在进行精密精馏时，产品纯度要求很高，而且塔顶、塔底产品的沸点差距又不大时，可以采用温差控制

如图所示，设T11、T12分别为精馏段参照板和灵敏板的温度，T21、T22分别为提馏段灵敏板和参照板的温度，构成精馏段温差∆T1=T12-T11 与提馏段温差∆T2=T22-T21 ，这两个温差的差值∆Td=∆T1-∆T2 作为控制指标，从实际应用来说，只要合理选择灵敏板和参照板位置，可使塔两端达到最大分离度：