液位控制系统单元仿真培训系统操作说明书.doc

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1、液位控制系统单元仿真培训系统操作说明书 北京东方仿真软件技术有限公司2009年1月目 录一、工艺流程说明21、工艺说明22、本单元控制回路说明2二、装置的操作规程41、冷态开车规程42、正常操作规程53、停车操作规程54、仪表一览表7三、事故设置一览9四、仿真界面10附：思考题12一、工艺流程说明1、工艺说明本流程为液位控制系统，通过对三个罐的液位及压力的调节，使学员掌握简单回路及复杂回路的控制及相互关系。缓冲罐V101仅一股来料，8Kg/cm2压力的液体通过调节产供阀FIC101向罐V101充液,此罐压力由调节阀PIC101分程控制,缓冲罐压力高于分程点（5.0Kg/cm2）时，PV101B

2、自动打开泄压，压力低于分程点时，PV101B自动关闭，PV101A自动打开给罐充压，使V101压力控制在5Kg/cm2。缓冲罐V101液位调节器LIC101和流量调节阀FIC102串级调节，一般液位正常控制在50%左右，自V101底抽出液体通过泵P101A或P101B(备用泵)打入罐V102,该泵出口压力一般控制在9Kg/cm2，FIC102流量正常控制在20000Kg/hr。罐V102有两股来料，一股为V101通过FIC102与LIC101串级调节后来的流量；另一股为8Kg/cm2压力的液体通过调节阀LIC102进入罐V102,一般V102液位控制在50%左右,V102底液抽出通过调节阀FI

3、C103进入V103,正常工况时FIC103的流量控制在30000 kg/hr。罐V103也有两股进料，一股来自于V102的底抽出量，另一股为8kg/cm2压力的液体通过FIC103与FI103比值调节进入V103,比值系数为2:1，V103底液体通过LIC103调节阀输出，正常时罐V103液位控制在50%左右。2、本单元控制回路说明 本单元主要包括：单回路控制系统、分程控制系统、比值控制系统、串级控制系统。2.1、单回路控制回路 单回路控制回路又称单回路反馈控制。由于在所有反馈控制中，单回路反馈控制是最基本、结构做简单的一种，因此，它又被称之为简单控制。 单回路反馈控制由四个基本环节组成，即

4、被控对象（简称对象）或被控过程（简称过程）、测量变送装置、控制器和控制阀。 所谓控制系统的整定，就是对于一个已经设计并安装就绪的控制系统，通过控制器参数的调整，使得系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求。本单元的单回路控制有：FIC101，LIC102，LIC103。2.2、分程控制回路通常是一台控制器的输出只控制一只控制阀。然而分程控制系统却不然，在这种控制回路中，一台控制器的输出可以同时控制两只甚至两只以上的控制阀，控制器的输出信号被分割成若干个信号的范围段，而由每一段信号去控制一只控制阀。PV101APV101B100%50%100%00PIC101.OP 本单元的分程控制回路有：PI

5、C101分程控制冲压阀PV101A和泄压阀PV101B。如下图 阀位开度2.3、比值控制系统 在化工、炼油及其他工业生产过程中，工艺上常需要两种或两种以上的物料保持一定的比例关系，比例一旦失调，将影响生产或造成事故。 实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统，称之流量比值控制系统。 比值控制系统可分为：开环比值控制系统，单闭环比值控制系统，双闭环比值控制系统，变比值控制系统，串级和比值控制组合的系统等。 FFIC104:为一比值调节器。根据FIC1103的流量，按一定的比例，相适应比例调整FI103的流量。 对于比值

6、调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料按主物料来配比。在本单元中，FIC1425（以C2为主的烃原料）为主物料，而FIC1427（H2）的量是随主物料（C2为主的烃原料）的量的变化而改变。2.4、串级控制系统 如果系统中不止采用一个控制器，而且控制器间相互串联，一个控制器的输出作为另一个控制器的给定值，这样的系统称为串级控制系统。 串级控制系统的特点： (1)能迅速地克服进入副回路的扰动。 (2)改善主控制器的被控对象特征。 (3)有利于克服副回路内执行机构等的非线性。 在本单元中罐V101的液位是由液位调节器LIC101和流量调节器FIC102串级控制。2.5、设备一览V-10

7、1：缓冲罐V-102：恒压中间罐V-103：恒压产品罐P101A：缓冲罐V-101底抽出泵P101B：缓冲罐V-101底抽出备用泵二、装置的操作规程1、冷态开车规程 本操作规程仅供参考，详细操作以评分系统为准。 装置的开工状态为V-102和V-103两罐已充压完毕，保压在2.0kg/cm2，缓冲罐V-101压力为常压状态，所有可操作阀均处于关闭状态。1.1、缓冲罐V-101充压及液位建立(1)确认事项 V-101压力为常压。(2)V-101充压及建立液位 在现场图上,打开V-101进料调节器FIC101的前后手阀V1和V2,开度在100%。 在DCS图上，打开调节阀FIC101,阀位一般在30

8、%左右开度,给缓冲罐V101充液。 待V101见液位后再启动压力调节阀PIC101,阀位先开至20%充压。 待压力达5kg/cm2左右时,PIC101投自动。1.2、中间罐V-102液位建立(1)确认事项 V-101液位达40%以上。 V-101压力达5.0kg/cm2左右。(2)V-102建立液位 在现场图上，打开泵P101A的前手阀V5为100%。 启动泵P101A。 当泵出口压力达10kg/cm2时,打开泵P101A的后手阀V7为100%。 打开流量调节器FIC102前后手阀V9及V10为100%。 打开出口调节阀FIC102,手动调节FV102开度,使泵出口压力控制在 9.0kg/cm

9、2左右。 打开液位调节阀LV102至50%开度。 V-101进料流量调整器FIC101投自动，设定值为20000.0kg/hr。 操作平稳后调节阀FIC102投入自动控制并与LIC101串级调节V101液位。 V-102液位达50%左右,LIC102投自动，设定值为50%。1.3、产品罐V-103建立液位(1)确认事项 V-102液位达50%左右。(2)V-103建立液位 在现场图上，打开流量调节器FIC103的前后手阀V13及V14。 在DCS图上，打开FIC103及FFIC104,阀位开度均为50%。 当V103液位达50%时,打开液位调节阀LIC103开度为50%。 LIC103调节平稳

10、后投自动，设定值为50%。2、正常操作规程正常工况下的工艺参数。(1)FIC101投自动，设定值为20000.0kg/hr。(2)PIC101投自动（分程控制），设定值为5.0kg/cm2。(3)LIC101投自动，设定值为50%。(4)FIC102投串级(与LIC101串级)。(5)FIC103投自动，设定值为30000.0kg/hr。(6)FFIC104投串级(与FIC103比值控制)，比值系统为常数2.0。(7)LIC102投自动，设定值为50%。(8)LIC103投自动，设定值为50%。(9)泵P101A(或P101B)出口压力PI101正常值为9.0kg/cm2。(10)V-102外

11、进料流量FI101正常值为10000.0kg/hr。(11)V-103产品输出量FI102的流量正常值为45000.0kg/hr。3、停车操作规程 本操作规程仅供参考，详细操作以评分系统为准。3.1、正常停车(1)关进料线 将调节阀FIC101改为手动操作，关闭FIC101，再关闭现场手阀V1及V2。 将调节阀LIC102改为手动操作，关闭LIC102，使V-102外进料流量FI101为0.0kg/hr。 将调节阀FFIC104改为手动操作，关闭FFIC104。(2)将调节器改手动控制 将调节器LIC101改手动调节，FIC102解除串级改手动控制。 手动调节FIC102，维持泵P101A出口

12、压力，使V-101液位缓慢降低。 将调节器FIC103改手动调节，维持V-102液位缓慢降低。 将调节器LIC103改手动调节，维持V-103液位缓慢降低。(3)V-101泄压及排放 罐V101液位下降至10%时,先关出口阀FV102,停泵P101A,再关入口阀V5。 打开排凝阀V4，关FIC102手阀V9及V10。 罐V-101液位降到0.0时,PIC101置手动调节,打开PV101为100%放空。(4)当罐V-102液位为0.0时,关调节阀FIC103及现场前后手阀V13及V14。(5)当罐V-103液位为0.0时,关调节阀LIC103。3.2、紧急停车 紧急停车操作规程同正常停车操作规程

13、。4、仪表一览表位号说明类型正常值量程高限量程低限工程单位高 报低 报高高报低低报FIC101V-101进料流量PID20000.040000.00.0Kg/hFIC102V-101出料流量PID20000.040000.00.0Kg/hFIC103V-102出料流量PID30000.060000.00.0Kg/hFIC104V-103进料流量PID15000.030000.00.0Kg/hLIC101V-101液位PID50.0100.00.0%LIC102V-102液位PID50.0100.00.0%LIC103V-103液位PID50.0100.00.0%PIC101V-101压力PID

14、5.010.00.0Kgf/cm2FI101V-102进料液量AI10000.020000.00.0Kg/hFI102V-103出料流量AI45000.090000.00.0Kg/hFI103V-103进料流量AI15000.030000.00.0Kg/hPI101P101A/B出口压AI9.010.00.0Kgf/cm2FI01V-102进料流量AI20000.040000.00.0Kg/h22000.05000.025000.03000.0FI02V-103出料流量AI45000.090000.00.0Kg/h47000.043000.050000.040000.0FY03V-102出料流

15、量AI30000.060000.00.0Kg/h32000.028000.035000.025000.0FI03V-103进料流量AI15000.030000.00.0Kg/h17000.013000.020000.010000.0位号说明类型正常值量程高限量程低限工程单位高 报低 报高高报低低报LI01V-101液位AI50.0100.00.0%80209010LI02V-102液位AI50.0100.00.0%80209010LI03V-103液位AI50.0100.00.0%80209010PY01V-101压力AI5.010.00.0Kgf/cm25.54.56.04.0PI01P10

16、1A/B出口压力AI9.018.00.0Kgf/cm29.58.510.08.0FY01V-101进料流量AI20000.040000.00.0Kg/h22000.018000.025000.015000.0LY01V-101液位AI50.0100.00.0%80209010LY02V-102液位AI50.0100.00.0%80209010LY03V-103液位AI50.0100.00.0%80209010FY02V-102进料流量AI20000.040000.00.0Kg/h22000.018000.025000.015000.0FFY04比值控制器AI2.04.00.02.51.54.0

17、0.0PT01V101的压力控制AO50.0100.00.0%LT01V101的液位调节器的输出AO50.0100.00.0%LT02V102的液位调节器的输出AO50.0100.00.0%LT03V103的液位调节器的输出AO50.0100.00.0% 三、事故设置一览 下列事故处理操作仅供参考，详细操作以评分系统为准。1、泵P101A坏 原因：运行泵P101A停。 现象：画面泵P101A显示为开,但泵出口压力急剧下降。 处理：先关小出口调节阀开度,启动备用泵P101B,调节出口压力,压力达9.0atm(表)时,关泵P101A,完成切换。 处理方法：(1)关小P101A泵出口阀V7。 (2)

18、打开P101B泵入口阀V6。 (3)启动备用泵P101B。 (4)打开P101B泵出口阀V8。 (5)待PI101压力达9.0atm时，关V7阀。 (6)关闭P101A泵。 (7)关闭P101A泵入口阀V5。2、调节阀FIC102阀卡 原因：FIC102调节阀卡20%开度不动作。 现象：罐V101液位急剧上升,FIC102流量减小。 处理：打开付线阀V11,待流量正常后,关调节阀前后手阀。 处理方法：(1)调节FIC102旁路阀V11开度。 (2)待FIC102流量正常后，关闭FIC102前后手阀V9和V10。 (3)关闭调节阀FIC102。 四、仿真界面液位控制系统DCS图液位控制系统现场界面附：思考题 标准答案请自行查阅相关资料，本公司不予提供。1、通过本单元，理解什麽是“过程动态平衡”，掌握通过仪表画面了解液位发生变化的原因和如何解决的方法。2、请问在调节器FIC103和FFIC104组成的比值控制回路中，哪一个是主动量？为什么？并指出这种比值调节属于开环，还是闭环控制回路？3、本仿真培训单元包括有串级、比值、分程三种复杂调节系统，你能说出它们的特点吗？它们与简单控制系统的差别是什么？4、在开/停车时，为什么要特别注意维持流经调节阀FV103和FFV104的液体流量比值为2？5、请简述开/停车的注意事项有哪些？