典型过程控制系统设计1ppt课件

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1、 第第1010章章 典型消费过程控制典型消费过程控制 与工程设计与工程设计 本章要点本章要点1 1了解电厂锅炉的各种控制要求，熟习它们的了解电厂锅炉的各种控制要求，熟习它们的控制方案；控制方案；2 2掌握锅炉熄灭过程控制系统的设计方法；掌握锅炉熄灭过程控制系统的设计方法；3 3了解精馏塔的控制义务了解精馏塔的控制义务, , 熟习各变量之间的熟习各变量之间的关系；关系；4 4掌握精馏过程控制系统的设计方法；掌握精馏过程控制系统的设计方法；10.1典型消费过程控制典型消费过程控制10.1.1电厂锅炉的过程电厂锅炉的过程控制控制一、火力发电厂的消费流程一、火力发电厂的消费流程一、火力发电厂的消费流程

2、一、火力发电厂的消费流程火力发电厂外观火力发电厂外观 在火力发电厂，最根本的工艺过程是用锅炉消费蒸汽，使汽轮机运转，进而带动发电机发电。 汽轮发电机组汽轮发电机组 锅炉控制是火力发电消费过程自动化的重要组成部分。它的主要义务是根据负荷设备汽轮机的需求，供应一定规格压力、温度、流量和纯度的蒸汽。 二、单元机组消费流程表示图各单元阐明。二、单元机组消费流程表示图各单元阐明。二、单元机组消费流程表示图各单元阐明。二、单元机组消费流程表示图各单元阐明。 重点以锅炉汽包水位控重点以锅炉汽包水位控制、过热蒸汽温度控制、锅制、过热蒸汽温度控制、锅炉熄灭控制为例讨论它们的炉熄灭控制为例讨论它们的控制方案。控制

3、方案。1 1汽轮机高压缸；汽轮机高压缸；2 2汽轮机中、低压汽轮机中、低压缸；缸；3 3汽包；汽包；4 4炉膛；炉膛；5 5烟道；烟道；6 6发电机；发电机；7 7冷凝冷凝器；器；8 8补充水；补充水；9 9凝结水泵；凝结水泵；1010循环水泵；循环水泵；1111低低压加热器；压加热器；1212除除氧器；氧器；1313给水泵；给水泵；1414高压加热器；高压加热器；1515给水调理机构；给水调理机构；1616省媒器；省媒器；1717过热器；过热器；1818减温减温器；器；1919汽机高压调汽门；汽机高压调汽门；2020再热器；再热器；2121再热器减再热器减温器；温器；2222汽机中压调汽门；

4、汽机中压调汽门；2323媒粉仓；媒粉仓；2424燃燃料量控制机构；料量控制机构；2525喷燃器；喷燃器；2626送风机；送风机；2727空空气预热器；气预热器；2828调风门；调风门；2929水冷壁管；水冷壁管；3030引风引风机；机；3131烟道挡板。烟道挡板。10.1.1.1 10.1.1.1 10.1.1.1 10.1.1.1 汽包水位控制汽包水位控制汽包水位控制汽包水位控制1.1.汽包水位控制的重要性汽包水位控制的重要性 将锅炉的汽包水位控制在一个允许范围内，是锅炉运转的主要目的，也是锅炉能提供符合质量要求的蒸汽负荷的必要条件。 2.2.汽包水位的控制方案汽包水位的控制方案 一种可行的

5、控制方案是以汽包水位为主被控参数、给水流量为副被控参数、蒸汽流量为前馈信号的三冲量前馈反响串级控制系统。 采用这种控制方案的理由分析如下：采用这种控制方案的理由分析如下： 1单冲量水位控制方案单冲量水位控制方案 以汽包水位为被控参数、给水流量为控制参数构成的单回路控制系统称为单冲量控制系统。这种系统构造简单、设计方便，缺陷是抑制给水自发性干扰和负荷干扰的才干差虚伪水位问题。2双冲量水位控制方案双冲量水位控制方案 假设根据蒸汽流量的变化来校正虚伪水位的误动作，就能使调理阀动作准确及时，减少水位的动摇，改善控制质量。也就是说，假设将蒸汽流量作为前馈信号，就构成了双冲量控制系统。 图图101 双冲量

6、控制系统流程图及方框图双冲量控制系统流程图及方框图显而易见，该控制方案与单冲量水位控制相比，控制质量已有明显改善，显而易见，该控制方案与单冲量水位控制相比，控制质量已有明显改善，但它对于给水系统的干扰仍不能有效抑制，需求再引入给水流量信号构但它对于给水系统的干扰仍不能有效抑制，需求再引入给水流量信号构成三冲量串级控制系统。成三冲量串级控制系统。 3 三冲量串级控制方案三冲量串级控制方案 该控制系统由主、副两个调理器和三该控制系统由主、副两个调理器和三个冲量汽包水位、蒸汽流量、给水个冲量汽包水位、蒸汽流量、给水流量构成。其中，主调理器为水位流量构成。其中，主调理器为水位调理器，副调理器为给水流量

7、调理器，调理器，副调理器为给水流量调理器，蒸汽流量为前馈信号。蒸汽流量为前馈信号。图图10102 2 汽包水位三冲量串级控制系统流程图汽包水位三冲量串级控制系统流程图三冲量前馈反响串级控制系统在抑制虚伪水位的影响、维持水位稳定、提高给水控制质量等多方面都优于前述两种控制系统，是现场广泛采用的汽包水位控制方案。10.1.1.210.1.1.210.1.1.210.1.1.2过热蒸汽温度控制过热蒸汽温度控制过热蒸汽温度控制过热蒸汽温度控制1控制要求与过程特性控制要求与过程特性 过热蒸汽温度是影响平安和经济的重要参数，要求坚持在5的范围内。 过热蒸汽温度控制系统的控制义务是使过热器出口温度维持在允许

8、范围内。 影响过热蒸汽温度的外界要素很多，例如蒸汽流量、减温水量、流经过热器的烟气温度和流速等的变化都会影响过热蒸汽的温度。各种阶跃干扰对过热蒸汽温度的阶跃呼应曲线如左图所示。 图图10103 3 不同干扰对过热蒸汽温度对象的阶跃呼应曲线不同干扰对过热蒸汽温度对象的阶跃呼应曲线 由左图可知，在各种阶跃干扰作用下，其动态特性都有时延和惯性，只是时延和惯性的大小不同而已。 2控制变量的选择与控制方案确实定控制变量的选择与控制方案确实定 由于蒸汽流量的变化是负荷干扰，因此不能作为控制变量； 假设采用烟气侧干扰作为控制变量，那么会使锅炉的构造复杂，给设计制造带来困难，也不宜作为控制变量； 假设采用减温

9、水流量作为控制变量那么既简单又易行。但存在的问题是：减温水流量与过热蒸汽温度之间存在较大的时延和惯性；在工艺上，锅炉给水与减温水经常合用一根总管，这样会导致减温水本身动摇频繁。 针对上述存在的问题，假设设计简单控制系统那么无法满足消费工艺的要求。为此，需求设计较为复杂的控制系统，以提高控制质量。 一种可行的控制方案是设计串级控制系统，如以下图所示。 图图104 过热蒸汽温度串级控制过热蒸汽温度串级控制该控制系统是将减温器后的汽温信号该控制系统是将减温器后的汽温信号烟道气而偏离给定值时，主汽温信烟道气而偏离给定值时，主汽温信 经丈量、变送反响至主调理器，经丈量、变送反响至主调理器， 器随之动作，

10、控制调理阀器随之动作，控制调理阀, ,从而使主汽从而使主汽作为副被控参数构成副回路，当减作为副被控参数构成副回路，当减温水本身出现动摇时，温水本身出现动摇时， 比主汽温比主汽温 能提早感遭到它的影响，并使副调理能提早感遭到它的影响，并使副调理器及时动作，使减温水的干扰可以及器及时动作，使减温水的干扰可以及时动作，使减温水的干扰可以及时得时动作，使减温水的干扰可以及时得到抑制。当主汽温因受其它干扰到抑制。当主汽温因受其它干扰( (如如号号 使主调理器发出控制指令改动副调理使主调理器发出控制指令改动副调理温控制在允许的范围之内，使控制质温控制在允许的范围之内，使控制质量得到保证。量得到保证。为进一

11、步提高控制质量，还可以思索将负荷干扰作为前馈信号，构成前馈为进一步提高控制质量，还可以思索将负荷干扰作为前馈信号，构成前馈反响串级控制系统。反响串级控制系统。 10.1.1.3 10.1.1.3 10.1.1.3 10.1.1.3 锅炉熄灭过程的控制锅炉熄灭过程的控制锅炉熄灭过程的控制锅炉熄灭过程的控制1锅炉熄灭过程的控制义务锅炉熄灭过程的控制义务 锅炉熄灭过程的控制义务是使燃料所产生的热量可以顺应锅炉产汽的需求，同时还要保证锅炉的平安经济运转。其详细义务又可分为：使锅炉出口蒸汽压力坚持稳定；保证熄灭过程的经济性和对环境维护的要求；使炉膛负压坚持恒定；确保熄灭过程的平安性等。 有三个可供选择的

12、调理量，即燃料量、送风量和引风量。 该控制系统的设计原那么是：当消费负荷产生变化时，燃料量、送风量和引风量应同时协调动作，到达既要顺应负荷变化、又要使燃料量和送风量成一定比例、还要使炉膛负压坚持一定的效果；当消费负荷相对稳定时，应坚持燃料量、送风量和引风量也相对稳定，并能迅速消除外界干扰对它们各自的影响 。 此外，为确保设备与人身平安，对因燃料的流速过快而导致烧嘴背压过高产生的 “脱火景象、或因烧嘴背压过低产生的“回火景象，都应设计相应的平安维护系统，防止上述景象的产生 。2蒸汽压力控制方案蒸汽压力控制方案 影响蒸汽压力的外界要素主要是蒸汽负荷的变化与燃料量的动摇。 当蒸汽负荷及燃料量动摇较小

13、、对熄灭的经济性要求不高时，可以采用调理燃料量以控制蒸汽压力的简单控制方案； 而当燃料量动摇较大、对熄灭的经济性又有较高要求时，那么需采用燃料量/空气量对蒸汽压力的串级/比值控制方案。 图105所示为熄灭过程的两种根本控制方案。 在串级/比值控制方案中，由于燃料量是随蒸汽负荷而变化的，所以为自动量，它与空气量从动量组成单闭环比值控制系统，使燃料量与空气量坚持一定比例，以确保熄灭的充分性。 图图10105 5 熄灭过程根本控制方案熄灭过程根本控制方案 图图10105 a5 a所示的根本控制方案所示的根本控制方案是将蒸汽压力调理器是将蒸汽压力调理器PCPC作为串级作为串级控制的主调理器，其输出同时

14、作控制的主调理器，其输出同时作为燃料流量调理器和空气流量调为燃料流量调理器和空气流量调理器理器FCFC的设定值，燃料流量调理的设定值，燃料流量调理器和空气流量调理器那么构成各器和空气流量调理器那么构成各自的副回路用以迅速抑制它们本自的副回路用以迅速抑制它们本身的干扰。身的干扰。 图图10105 b5 b所示的根本控制方案是将所示的根本控制方案是将蒸汽压力与燃料流量构成串级控制，蒸汽压力与燃料流量构成串级控制，而送风量那么随燃料量变化而变化，而送风量那么随燃料量变化而变化，从而构成比值控制，这样可以确保燃从而构成比值控制，这样可以确保燃料量与送风量的比例，但该控制方案料量与送风量的比例，但该控制

15、方案的缺陷是，当负荷发生变化时，送风的缺陷是，当负荷发生变化时，送风量的变化必然落后于燃料量的变化，量的变化必然落后于燃料量的变化，导致熄灭不充分。导致熄灭不充分。 图图10106 6所示的熄灭过程的改良型控制方案。所示的熄灭过程的改良型控制方案。 该控制方案在蒸汽负荷减小、压力增大时，可经过低值选择器 LS先减少燃料量，后减少空气量；而当蒸汽负荷添加、压力减小时，可经过高值选择器 HS先加大空气量，再加大燃料量，从而可使两种情况下的熄灭均较为充分。 图图10106 6 熄灭过程的改良型控制方案熄灭过程的改良型控制方案 3熄灭过程的最优化控制方案熄灭过程的最优化控制方案 假设实际上所需的空气量

16、用假设实际上所需的空气量用 表示，但实践上在完全熄灭时所需的实践空气表示，但实践上在完全熄灭时所需的实践空气 往往要大于往往要大于 ,存在一定的过剩空气量。而过剩空气量对不同的燃料都有一个最优值，对于液体燃料，最优过剩空气量约为一个最优值，对于液体燃料，最优过剩空气量约为1010左右。液体燃料的过剩左右。液体燃料的过剩空气量与能量损失的关系图如图空气量与能量损失的关系图如图10107 7所示。所示。 量量图图10107 7 液体燃料的过剩空气量与能量损失的关系图液体燃料的过剩空气量与能量损失的关系图 过剩空气量常用过剩空气率过剩空气量常用过剩空气率 来表示，来表示， 为实践空气量和实际空气量之

17、比，为实践空气量和实际空气量之比， 普通情况下，普通情况下， 。由此可知， 是衡量经济熄灭的一种直接目的。但由于是衡量经济熄灭的一种直接目的。但由于 很难直接丈量，因此可用很难直接丈量，因此可用 与烟气中含氧量 存在的近似关系，计算出 的最优值，即 例如，当例如，当 的最优值为的最优值为1.081.081.151.15时，可得时，可得 的最优值为的最优值为1.6%1.6%2.9%2.9%。因此，烟气中的含氧量因此，烟气中的含氧量 可作为一种衡量经济熄灭的间接目的。可作为一种衡量经济熄灭的间接目的。 在该控制系统中，只在该控制系统中，只需把含氧量成分控制需把含氧量成分控制器的给定值按正常负器的给

18、定值按正常负荷下烟气含氧量的最荷下烟气含氧量的最优值设定，即可使过优值设定，即可使过剩空气量稳定在最优剩空气量稳定在最优值，从而保证锅炉熄值，从而保证锅炉熄灭最经济，热效率最灭最经济，热效率最高。高。 根据以上分析可知，只需在图106的控制方案上对进风量用烟气含氧量加以校正，就可构成如图108所示的烟气含氧量的闭环控制系统。 图图10108 8 烟气含氧量的闭环控制系统烟气含氧量的闭环控制系统 要使不同负荷运转时的锅炉总是处于最正确熄灭形状，那么烟气含氧量的最优值还需随之变化，这就需求对图108的闭环控制系统进一步加以改良。 蒸汽流量与烟气中最优含氧量之间呈一非线性曲线关系，在实践运用时可用图

19、109所示的折线来近似。 由图由图10109 9可知，可知，当负荷下当负荷下降时，烟降时，烟气中最优气中最优含氧量增含氧量增大，也即大，也即意味着过意味着过剩空气量剩空气量增大，反增大，反之亦然。之亦然。 图图10109 9 蒸汽流量与最优含氧量近似关系蒸汽流量与最优含氧量近似关系 在图108所示的闭环控制系统中添加一折线函数发生器，对空气过剩量进展修正，构成如图1010所示的最正确烟气含氧量锅炉熄灭控制系统。 图图101010 10 最正确烟气含氧量的锅炉熄灭控制系统最正确烟气含氧量的锅炉熄灭控制系统 在该系统中，当蒸汽流量变化时，其变化的信号经函数发生器改动含氧量成分调理器的设定值，然后再

20、由含氧量成分调理器校正过剩空气量，使锅炉熄灭过程在不同负荷下，一直处于最正确过剩空气量的形状。 4炉膛负压控制与平安维护控制方案炉膛负压控制与平安维护控制方案 图1011所示为锅炉熄灭过程炉膛负压及平安维护控制系统。由图可知，该控制系统又由三个子系统构成。 1 1炉膛负压控炉膛负压控制：普通可经过制：普通可经过控制引风量来实控制引风量来实现。现。 2 2防防“脱火脱火控制：通常可控制：通常可以采用自动选择以采用自动选择性控制方案。性控制方案。 3防防“回火回火控制：是一个连控制：是一个连锁维护控制系统。锁维护控制系统。 图图101011 11 炉膛负压控制与平安维护控制系统炉膛负压控制与平安维

21、护控制系统 10.1.210.1.210.1.210.1.2精馏塔的过程控制精馏塔的过程控制精馏塔的过程控制精馏塔的过程控制 精馏过程的目的是利用混合液中各组分挥发度的不同，将各组分进展精馏过程的目的是利用混合液中各组分挥发度的不同，将各组分进展分别以到达规定的纯度。分别以到达规定的纯度。 10.1.2.1 10.1.2.1 10.1.2.1 10.1.2.1 精馏塔的控制目的及变量分析精馏塔的控制目的及变量分析精馏塔的控制目的及变量分析精馏塔的控制目的及变量分析 1控制目的控制目的 精馏塔的控制目的通常表如今产质量量、产品产量及能量耗费三个方面。精馏塔的控制目的通常表如今产质量量、产品产量及

22、能量耗费三个方面。 1 1产质量量产质量量 精馏操作的目的是将混合液中各组分分别为产品，产精馏操作的目的是将混合液中各组分分别为产品，产质量量必需符合规定的要求。质量量必需符合规定的要求。 2 2产品产量与经济效益产品产量与经济效益 任何产品都要求在确保质量的前提下，任何产品都要求在确保质量的前提下，尽能够提高产品的产量和降低本钱、最大限制地提高经济效益尽能够提高产品的产量和降低本钱、最大限制地提高经济效益 。 2变量分析 图图101012 12 精馏塔的进、出料流程图精馏塔的进、出料流程图 1 1不可控干扰：进料流不可控干扰：进料流量及进料成分的变化是精馏量及进料成分的变化是精馏过程中的主要

23、干扰量。其它过程中的主要干扰量。其它干扰如进料温度、进料热焓干扰如进料温度、进料热焓等，可以经过各自的控制系等，可以经过各自的控制系统使它们坚持相对稳定。统使它们坚持相对稳定。 2 2被控量与控制量：在被控量与控制量：在精馏塔控制中，控制变量与精馏塔控制中，控制变量与被控变量之间的配对关系共被控变量之间的配对关系共有有2424种选择。种选择。 3 3变量配对原那么：在变量配对原那么：在变量配对时首先要处理产品变量配对时首先要处理产品成分的变量配对问题。成分的变量配对问题。 10.1.2.210.1.2.210.1.2.210.1.2.2精馏塔的控制方案精馏塔的控制方案精馏塔的控制方案精馏塔的控

24、制方案 1一端产质量量控制一端产质量量控制 所谓一端产质量量控制，是指塔顶产品或塔底产品要到达规定的纯度，而对另一端的产品纯度只需坚持在一定范围内即可。它分为塔顶产品成分控制和塔底产品成分控制两种 1塔顶产品成分控制塔顶产品成分控制 例如，在对甲醇进展分别的精馏塔中，其进料为甲醇、甲醛和水的混合液，工艺要求把甲醇分别出来。因甲醇为轻组分，所以这是一个塔顶产品成分的控制问题。某甲醇分馏的参数表如表101所示。 水的成分甲醛成分=0.0032=0.986 =0.046甲醇成分387.517.5400流量/kg/s塔底馏出物塔顶馏出物进 料参数工况成分 根据变量配对的要求，通常采用的控制方案是：用塔

25、顶产品流量控制塔顶产品成分；用回流量控制回流罐液位；用塔底产品流量控制塔底液位；蒸汽的热釜再沸器进展本身流量的控制，如图1013所示 选用塔顶产选用塔顶产品流量作为品流量作为控制量。在控制量。在图图10101313中，中，调理器的输调理器的输出均经过电出均经过电气转换后气转换后变成气压信变成气压信号，经气动号，经气动阀门定位器阀门定位器进展功率放进展功率放大，进而推大，进而推进气动薄膜进气动薄膜调理阀。调理阀。 图图101013 13 塔顶产品成分控制方案塔顶产品成分控制方案 2塔底产品成分控制塔底产品成分控制由图可知，由图可知，用塔底产品用塔底产品流量控制塔流量控制塔底产品成分，底产品成分，

26、以保证控制以保证控制质量；对塔质量；对塔顶产品只进顶产品只进展流量控制；展流量控制；用回流量控用回流量控制回流罐液制回流罐液位，用蒸汽位，用蒸汽量控制塔底量控制塔底液位，使精液位，使精馏操作能正馏操作能正常进展。常进展。 图图101014 14 塔底产品成分控制方案塔底产品成分控制方案 2两端产质量量均需控制两端产质量量均需控制 当塔顶及塔底产品分别需求满足一定质量目的时，那么需求对塔的两端产质量量同时进展控制。在该控制方案在该控制方案中，用回流量中，用回流量控制塔顶产品控制塔顶产品成分，用塔底成分，用塔底流量控制塔底流量控制塔底产品成分，其产品成分，其目的是保证两目的是保证两端产品的控制端产

27、品的控制质量；用塔顶质量；用塔顶流量控制回流流量控制回流罐液位，用蒸罐液位，用蒸汽流量控制再汽流量控制再沸器液位，使沸器液位，使精馏操作能正精馏操作能正常进展。常进展。 图图101015 15 两端产质量量控制方案两端产质量量控制方案 当改动回流量时，当改动回流量时，不仅影响塔顶产品不仅影响塔顶产品组分的变化，同时组分的变化，同时也引起塔底产品组也引起塔底产品组分的变化；同理，分的变化；同理，当控制塔底的加热当控制塔底的加热用蒸汽流量时，也用蒸汽流量时，也将引起塔内温度的将引起塔内温度的变化，从而不但使变化，从而不但使塔底产品组分产生塔底产品组分产生变化，同时也将影变化，同时也将影响到塔顶产品

28、组分响到塔顶产品组分的变化。可见，这的变化。可见，这是一个是一个2222的多变的多变量耦合系统量耦合系统 图图101016 16 精馏塔两端产品成分控制框图精馏塔两端产品成分控制框图 显然，此时应进展解耦设计，两端产品成分解耦控制方案如图显然，此时应进展解耦设计，两端产品成分解耦控制方案如图10101717所示。所示。 该控制方案的设计思想是：为使回流量的变化只影响塔顶组分而不影响塔底组分，设计了解耦安装 ，使蒸汽阀门预先动作，予以补偿；同样，为使蒸汽量的变化只影响塔底组分而不影响塔顶组分，设计了另一个解耦安装 ，使回流阀预先动作，予以补偿，从而实现了两端产质量量的解耦控制。 图图101017

29、 17 两端产质量量的解耦控制方案两端产质量量的解耦控制方案 关于解耦安装数学模型 、 的获得，可根据不变性原理的前馈补偿法进展设计 图图101018 18 前馈补偿法解耦控制系统框图前馈补偿法解耦控制系统框图 10.2 过程控制系统的工程化设计过程控制系统的工程化设计 10.2.1 10.2.1 10.2.1 10.2.1 工程化设计的目的和主要内容工程化设计的目的和主要内容工程化设计的目的和主要内容工程化设计的目的和主要内容 1目的目的 过程控制系统的工程化设计既是消费过程自动化工程建立中的一项极其重要的环节，也是自动化类专业的学生强化工程实践观念、运用的知识进展全面综合训练的重要实际过程

30、。 过程控制系统的工程化设计要求设计者既要掌握大量的专业知识，还要懂得设计任务的程序。 过程控制系统的工程化设计，不论详细过程和控制方案如何，其根本的设计程序和方法那么是类似的。 2主要内容主要内容 在熟习工艺流程、确定控制方案的根底上，完成工艺流程图和控制流程图的绘制； 在仪表选型的根底上完成有关仪表信息的文件编制； 完成控制室的设计及其相关条件的设计； 完成信号连锁系统的设计； 完成仪表供电、供气系统图及管线平面图的绘制以及控制室与现场之间水、电、气汽的管线布置图的绘制； 完成与过程控制有关的其它设备、资料的选用情况统计及安装资料表的编制； 完成抗干扰和平安设备的设计； 完成设计文件的目录

31、编写等。 10.2.2 10.2.2 工程化设计的详细步骤工程化设计的详细步骤工程化设计的详细步骤工程化设计的详细步骤 在确定了过程控制系统工程化设计的主要内容以后，可分两步进展工程化设计，即立项报告设计和施工图的设计。 10.2.2.1 10.2.2.1 立项报告的设计立项报告的设计立项报告的设计立项报告的设计 1设计前的预备任务设计前的预备任务 1调查研讨调查研讨 2规划目的规划目的 3搜集资料搜集资料 为了使设计的立项报告科学合理、真实可行，可以比较顺利地被审批经过，必需仔细做好设计前的预备任务。 2立项报告的设计立项报告的设计1 1系统控制方案的论证与确定；系统控制方案的论证与确定；

32、2 2 阐明采用了哪种技术规范与技术规范作为设计的根据；阐明采用了哪种技术规范与技术规范作为设计的根据；3 3阐明设计的分工范围阐明设计的分工范围 ；4 4阐明所设计的控制系统在同行业中的自动化程度以及新工艺、新技术阐明所设计的控制系统在同行业中的自动化程度以及新工艺、新技术的采用情况等的采用情况等 ; ;5 5提供仪表设备汇总表、资料清单以及主要的供货厂家、供货时间与提供仪表设备汇总表、资料清单以及主要的供货厂家、供货时间与相应的价钱，并和概算专业人员共同做出经费预算及运用情况的阐明相应的价钱，并和概算专业人员共同做出经费预算及运用情况的阐明; ; 6 6提出参与该项任务的有关人员和完成该项

33、任务所需时间以及存在的提出参与该项任务的有关人员和完成该项任务所需时间以及存在的问题及处理的方法等；问题及处理的方法等； 7 7预测所设计的控制系统投入正常运转后所产生的经济效益预测所设计的控制系统投入正常运转后所产生的经济效益. . 10.2.2.2 10.2.2.2 施工图的设计施工图的设计施工图的设计施工图的设计 当立项报告设计的审批文件下达后，即可进展施工图的设计。施工图是进展施工用的技术文件与图纸资料，必需从施工的角度处理设计中的细节部分。 现以常规仪表控制系统和集散控制系统DCS为例，简要引见施工图的设计内容。 1常规仪表控制系统施工图的设计常规仪表控制系统施工图的设计 1 图纸目

34、录图纸目录; 2 阐明书阐明书; 3 设备汇总表设备汇总表; 4 设备安装数据表设备安装数据表; 5 资料表资料表 ;6 衔接关系表衔接关系表; 7 丈量管路和绝热、伴热方式表丈量管路和绝热、伴热方式表; 8 铭牌注字表铭牌注字表; 9 信号原理图信号原理图; 10平面布置图平面布置图; 11 接线管图接线管图; 12空视图空视图 ;13 安装图安装图; 14工艺管道和仪表流程图工艺管道和仪表流程图; 15 接地系统图接地系统图; 16任选图的设计任选图的设计;略。略。2集散控制系统集散控制系统DCS施工图的设计施工图的设计集散控制系统集散控制系统DCSDCS施工图的设计内容主要有：施工图的设

35、计内容主要有： 1 文件目录文件目录; 2集散控制系统技术规格阐明书集散控制系统技术规格阐明书; 3 集散控制系统集散控制系统I/O表表; 4连锁系统逻辑图连锁系统逻辑图; 5 仪表回路图仪表回路图; 6控制室布置图控制室布置图; 7 端子配线图端子配线图; 8电缆布置图电缆布置图; 9 仪表接地系统图仪表接地系统图; 10集散控制系统监控数据表集散控制系统监控数据表; 11集散控制系统配置图集散控制系统配置图; 12端子平安栅柜布置图端子平安栅柜布置图; 13机房设计机房设计; 14集散控制系统组态文件的设计集散控制系统组态文件的设计; 10.2.3 10.2.3 10.2.3 10.2.3

36、 控制系统的抗干扰和接地设计控制系统的抗干扰和接地设计控制系统的抗干扰和接地设计控制系统的抗干扰和接地设计 仪表及控制系统的干扰是普遍存在的，假设不对仪表或系统存在的干扰采取措施加以消除，轻者会影响仪表或系统的精度，重者使其无法任务，甚至会呵斥平安事故。所以，分析干扰的来源，采取相应的消除措施，也是工程化设计的一项重要内容。 10.2.3.1 10.2.3.1 10.2.3.1 10.2.3.1 干扰的来源干扰的来源干扰的来源干扰的来源 仪表及控制系统的干扰主要来自以下几个方面：仪表及控制系统的干扰主要来自以下几个方面：1电磁辐射干扰电磁辐射干扰;1电源引入线传输干扰电源引入线传输干扰; 2信

37、号引入线传输干扰信号引入线传输干扰; 3接地系统的干扰接地系统的干扰; 4系统内部干扰系统内部干扰.2引入线传输干扰引入线传输干扰; 10.2.3.2 10.2.3.2 10.2.3.2 10.2.3.2 抗干扰措施抗干扰措施抗干扰措施抗干扰措施针对上述种种干扰，通常采用如下抗干扰措施：针对上述种种干扰，通常采用如下抗干扰措施： 1隔离隔离;4避雷维护避雷维护; 10.2.3.3 10.2.3.3 10.2.3.3 10.2.3.3 接地系统及其设计接地系统及其设计接地系统及其设计接地系统及其设计在上述种种抗干扰措施中，有相当部分是和接地系统有关的。在上述种种抗干扰措施中，有相当部分是和接地系

38、统有关的。 1接地系统的作用及类型接地系统的作用及类型 接地系统的主要作用是维护人身与设备的平安和抑制干扰。不良的接地系统，轻者使仪表或系统不能正常任务，重者那么会呵斥严重后果。 2屏蔽屏蔽 ;3滤波滤波 ; 接地系统的类型主要分为两类，即维护性接地和任务接地。任务接地中又可分为屏蔽接地、本质平安接地和信号回路接地。 1维护性接地维护性接地 2任务接地任务接地 维护性接地是指将电气设备、用电仪表中不应带电的金属部分与接地体之间进展良好的金属衔接，以保证这些金属部分在任何时候都处于零电位。 正确的任务接地可抑制干扰，提高仪表的丈量精度，保证仪表系统能正常可靠地任务。任务接地中又可分为信号回路接地

39、、屏蔽性接地和本质平安接地。 1 1 信号回路接地是指由仪表本身构造所构成的接地和为抑制干扰而设信号回路接地是指由仪表本身构造所构成的接地和为抑制干扰而设置的接地。置的接地。 2 2 屏蔽性接地是指对电缆的屏蔽层、排扰线、仪表外壳、未作维护屏蔽性接地是指对电缆的屏蔽层、排扰线、仪表外壳、未作维护接地的金属导线管、汇线槽以及强雷击区室外架空敷设的多芯电接地的金属导线管、汇线槽以及强雷击区室外架空敷设的多芯电缆的备用芯线等所作的接地处置；缆的备用芯线等所作的接地处置； 3 3 本质平安接地是指本质平安仪表系统为了抑制干扰和具有本质本质平安接地是指本质平安仪表系统为了抑制干扰和具有本质平安性而采取的

40、接地措施平安性而采取的接地措施 2接地系统的设计接地系统的设计 接地系统的设计内容主要有以下几个方面：接地系统的设计内容主要有以下几个方面：1接地系统图的绘制接地系统图的绘制 图图101019 19 接地系统例如图接地系统例如图 1 1仪表，仪表，2 2表盘，表盘，3 3接地支线，接地支线，4 4接地汇流盘，接地汇流盘，5 5接地分干线，接地分干线，6 6公用衔接板，公用衔接板，7 7接地总干线，接地总干线，8 8接地体接地体由图可知，它普通由接地线包括接地支线、接地分干线、接地总干线、接地汇流排、公用衔接板、接地体等几部分组成。 2接地衔接方式确实定接地衔接方式确实定 接地衔接方式主要根据接

41、地系统的类型分为维护性接地方式、任务接地方式和特殊要求接地方式。 3接地体、接地线和接地电阻的选择接地体、接地线和接地电阻的选择 埋入地中并和大地接触的金属导体称为接地体；用电仪表和电子设备的接地部分与接地体衔接的金属导体称为接地线；接地体对地电阻和接地线电阻的总和称为接地电阻。上述数值的选择是接地系统设计的重要内容之一。 接地电阻值选择的方法是：维护性接地电阻值普通为4，最大不超越10。当设置有高灵敏度接地自动报警安装如漏电开关时，接地电阻值可略大于10。常用电子设备的维护性接地电阻值应小于4。任务接地电阻值需根据设备制造厂的要求以及环境条件确定。假设制造厂无明确要求，设计者可按详细情况决议

42、，普通为14。假设控制系统与电力系统共用接地体，那么可采用与电气系一致样的接地电阻值。 接地线的选择方法是：接地线应运用多股铜芯绝缘电线或电缆。任务接地的接地线应接到接地端子或接地汇流排。接地汇流排宜采用256的铜条，并设置绝缘支架支撑。 为了满足系统接地电阻的要求，可将多个接地体用干线衔接成接地网。接地体和干线普通用钢材，其规格可按表101选用。当接地电阻要求较高时，可选用铜材。对安装在腐蚀性较强场所的接地体和干线，应采取防腐措施或加大截面积。 称号 扁钢 圆钢 角钢 钢管 规格/ mm表表10101 1 接地体和接地网干线所用钢材规格表接地体和接地网干线所用钢材规格表 本章终了，谢谢！本章终了，谢谢！