制漿造紙廢水調(diào)試及運(yùn)行中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

制漿造紙廢水調(diào)試及運(yùn)行中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(201*-03-1815:10:01)

分類：造紙－環(huán)保類

制漿造紙廢水調(diào)試及運(yùn)行中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

桂琪（廣州中環(huán)萬(wàn)代環(huán)境工程有限公司工藝部廣州511430）關(guān)鍵字：制漿造紙廢水、延時(shí)曝氣、接種馴化、漂泥

摘要：接種馴化要在小池體進(jìn)行，然后批式推流到大池，將縮短周期。營(yíng)養(yǎng)物投加，要因地制宜，靈活多樣。微生物出現(xiàn)先后順序。調(diào)整DO為0.6~1.0mg/l，取得明顯效果，漂泥現(xiàn)象得到遏制。

本污水處理工程處理對(duì)象為廣東省某集團(tuán)公司的中性亞硫酸鎂法蔗渣制漿中段廢水，廢水水量2.5×104m3/D。進(jìn)水主要指標(biāo)：BOD580~120mg/l；CODCr700~1000mg/l；SS≤450mg/l；pH值5.7~7.5。廢水中含有大量可溶性有機(jī)物，同時(shí)還夾有一定量的纖維素和半纖維素、木素及其衍生物、揮發(fā)性酸等污染物,該污水BOD/COD值很低,屬于難降解廢水。主工藝為：“初沉+選擇池+延時(shí)曝氣+二沉”，選擇池停留時(shí)間0.6小時(shí),曝氣池停留時(shí)間22小時(shí)。其中關(guān)鍵設(shè)備及曝氣池工藝設(shè)計(jì)全部有美國(guó)貝克公司提供，曝氣方式為8m水深加壓射流曝氣，曝氣器三組。始建于201*年8月，于201*年4月進(jìn)入調(diào)試運(yùn)行。在試車中，我們采用同步馴化與接種相結(jié)合的方法，在40天內(nèi)成功培養(yǎng)出良好的活性污泥，保證了系統(tǒng)進(jìn)入生產(chǎn)，并順利達(dá)標(biāo)驗(yàn)收。一、培養(yǎng)場(chǎng)所的選擇

曝氣池是延時(shí)曝氣單組池，池容23000m3，接種污泥采用110公里的制漿造紙廢水新鮮未脫水濃縮污泥（含水率97%~99%），每車（10T）運(yùn)費(fèi)高達(dá)600元/車�？紤]到曝氣池體積太大，要達(dá)到接種泥快速生長(zhǎng)下限濃度將需大量泥源，且泥源無(wú)法保證連續(xù)供給。最后決定用曝氣池前段選擇池（660m3）作為接種育菌場(chǎng)所。在選擇池底加穿孔管，引風(fēng)至該池曝氣，投加池體總?cè)莘e15%的接種泥。當(dāng)選擇池污泥增長(zhǎng)至3500mg/l左右時(shí)推泥50%到曝氣池，然后利用剩余污泥在選擇池繼續(xù)培養(yǎng)，此時(shí)不需進(jìn)泥，等再次長(zhǎng)到3500mg/又推至曝氣池，同樣重復(fù)該周期。連續(xù)20天左右，就將曝氣池污泥濃度達(dá)到1000mg/l。接種馴化要在小池體進(jìn)行，然后批式推流到大池，將縮短周期，節(jié)約費(fèi)用。二、接種馴化過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物投加的多樣性

廢水中的微生物要不斷的囁取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)分解代謝（異化作用）使復(fù)雜的高分子物質(zhì)或高能化合物降解為簡(jiǎn)單的低分子物質(zhì)或低能化合物，并釋放出能量；通過(guò)合成代謝（同化作用）利用分解代謝所提供的能量和物質(zhì)，轉(zhuǎn)化成自身的細(xì)胞物質(zhì)；同時(shí)將產(chǎn)生的代謝廢物排泄到體外，進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。接種馴化階段為縮短周期，常用的投加的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有糞便等。由于生活糞便市區(qū)取的濃度不高且含有汽油等非活性有機(jī)物投加效果不明顯，動(dòng)物糞便由于常含有草料、羽毛等雜物，羽毛等輕雜質(zhì)漂浮吸附活性污泥形成污泥漂浮層，草料沉積池底造成曝氣器堵塞，且投加不衛(wèi)生操作環(huán)境惡劣。恰逢我公司另一分廠有生物發(fā)酵法生產(chǎn)食用酵母，其廢液BOD530000mg/l，CODCr100000mg/l，經(jīng)小試確定該高有機(jī)濃廢水對(duì)污泥生長(zhǎng)有非常明顯效果。故在調(diào)試中初期投加糞便效果不明顯后，立即改投加該酵母廢水，不僅節(jié)約費(fèi)用而且效果非常明顯。這次經(jīng)驗(yàn)結(jié)論為營(yíng)養(yǎng)物投加，要因地制宜，靈活多樣。三、培養(yǎng)過(guò)程中的環(huán)境因素

1.適宜的溫度：溫度在10~38℃，一般制漿造紙中段水溫度都不會(huì)有問(wèn)題；

2.pH值：微生物的生命活動(dòng)，物質(zhì)代謝與PH值密切相關(guān)。大多數(shù)細(xì)菌。原生動(dòng)物的最適PH值為6.5~7.5，在此環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖最好，它們對(duì)PH值的適宜范圍在4~10�；钚晕勰喾ㄌ幚韽U水的曝氣系統(tǒng)中，作為活性污泥的主體，菌膠團(tuán)細(xì)菌在6.5~8.5PH值條件下可產(chǎn)生較多粘性物質(zhì)，形成良好的絮狀物。根據(jù)我公司廢水的特征，本廢水pH值為6.8，適宜生長(zhǎng)；3.營(yíng)養(yǎng)物：造紙廢水中不缺乏生長(zhǎng)因素、且富含纖維素，半纖維素等，可保證碳源（ＢＯＤ５）但應(yīng)按ＢＯＤ５：Ｎ：Ｐ＝１００：5：１的比例補(bǔ)充氮源、含磷無(wú)機(jī)鹽，為活性污泥的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的營(yíng)養(yǎng)條件；

4.溶解氧：在育菌期溶解氧盡量保持較低水平，一般在1~2mg/l。5.制漿造紙中段廢水污泥接種馴化過(guò)程中微生物出現(xiàn)的先后順序：

細(xì)菌植鞭毛蟲類動(dòng)鞭毛蟲類變形蟲游泳型纖毛蟲類固著型纖毛蟲類（鐘蟲）后生動(dòng)物（輪蟲）

6.運(yùn)行初期出現(xiàn)問(wèn)題及其解決辦法（1）漂泥現(xiàn)象出現(xiàn)：二沉池小顆粒污泥上浮，出水SS懸浮物增加。問(wèn)題出現(xiàn)后經(jīng)仔細(xì)分析，采取穩(wěn)定其他參數(shù)僅調(diào)整一個(gè)參數(shù)，最后得出主要原因?yàn)椋哼^(guò)度曝氣引起。在調(diào)整前由在線檢測(cè)DO為2.0~2.5mg/l.我們最后大膽調(diào)整為0.6~1.0mg/l，取得明顯效果，漂泥現(xiàn)象的到遏制，運(yùn)行正常。分析可能是由于進(jìn)口ＢＯＤ５為120~80mg/l較低，過(guò)分充氧造成污泥大量自身氧化而老化，活性降低菌膠團(tuán)分泌菌膠液減少。同時(shí)由于充氧過(guò)于劇烈，使原本活性下降的菌膠團(tuán)被打碎，形成上浮漂泥。采取措施有減少風(fēng)機(jī)風(fēng)量，適當(dāng)增加營(yíng)養(yǎng)物投加比ＢＯＤ５：Ｎ：Ｐ＝8０：5：１，使污泥運(yùn)行正常。

大塊污泥上�。航K沉池出現(xiàn)異常大塊污泥上浮。從上浮污泥顏色為色澤淡，帶有鐵銹色、不臭。經(jīng)分析可能為反硝化所至。解決辦法為：適當(dāng)減少N的加入量；加大回流比；減小泥齡，多排泥；通過(guò)上述一系列措施，污泥停止上浮，恢復(fù)正常。

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第4章制漿造紙過(guò)程中的簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)

紙是日常生活中不可缺少的重要消費(fèi)品，也是工業(yè)生產(chǎn)的重要原料和包裝材料。隨著社會(huì)生產(chǎn)水平和人們物質(zhì)文化生活水平的提高，對(duì)紙產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量要求越來(lái)越高。為了提高紙的產(chǎn)量和質(zhì)量，人們不斷采用新的造紙工藝和設(shè)備，擴(kuò)大紙機(jī)規(guī)模，提高紙機(jī)車速。另一方面，日益嚴(yán)重的世界性能源緊張和工業(yè)污染問(wèn)題迫使能量消耗多、污染影響大的制漿造紙工業(yè)采取各種措施來(lái)減少污染、降低能耗。這樣，就使得整個(gè)制漿造紙生產(chǎn)過(guò)程變得越來(lái)越復(fù)雜，人工操作已很難保證達(dá)到所要求的產(chǎn)品質(zhì)量。因此，自動(dòng)控制系統(tǒng)將在生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

造紙過(guò)程控制的意義，還著重表現(xiàn)在制漿、堿回收、黑液提取、漂白、抄紙等生產(chǎn)過(guò)程的局部控制上，這些內(nèi)容將在以后論述各個(gè)工段的控制時(shí)詳細(xì)說(shuō)明。

本章介紹簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它是由一臺(tái)變送器、一臺(tái)調(diào)節(jié)器和一臺(tái)執(zhí)行器與一個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)象構(gòu)成的一個(gè)閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因?yàn)楸徽{(diào)參數(shù)只有一個(gè)，所以又稱單參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)在自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中占有相當(dāng)大的比重，例如某造紙廠有自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)162條，其中簡(jiǎn)單系統(tǒng)137條，占總數(shù)的85%。簡(jiǎn)單系統(tǒng)是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的基本環(huán)節(jié)，因此，簡(jiǎn)單自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在自動(dòng)化事業(yè)中，占有重要地位。

4.1簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本問(wèn)題

4.1.1制漿造紙過(guò)程對(duì)象的特性

造紙過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的傳質(zhì)傳熱過(guò)程，造紙對(duì)象是一個(gè)復(fù)雜的多變量控制對(duì)象。造紙過(guò)程有十多個(gè)被控變量，但兩個(gè)基本指標(biāo)是定量和水分，影響這兩個(gè)指標(biāo)的因素有30多個(gè)，如紙漿的打漿度、濕重、濃度和流量，白水的濃度和流量，填料的濃度和流量，蒸汽的過(guò)熱度、壓力和流量，敞開網(wǎng)前箱的濃度、液位和溫度，封閉網(wǎng)前箱的總壓、液位和上部空間壓力，銅網(wǎng)部的真空度，壓榨部的線壓力，烘干部的烘缸表面溫度，膠液的濃度和流量，紙機(jī)的車速，空氣的溫度和濕度，銅網(wǎng)和毛毯的磨損與老化等，都會(huì)影響成紙的定量和水分。在如此之多的影響因素中，通常選擇紙漿流量（漿料閥）和蒸汽流量（蒸汽閥）作為整機(jī)控制的控制變量。對(duì)于網(wǎng)前部、銅網(wǎng)部、壓榨部和烘干部等的局部控制，被控變量與控制變量的選擇視不同紙機(jī)而異。造紙過(guò)程控制是復(fù)雜的、困難的，造紙過(guò)程控制有一系列特點(diǎn)。

（1）對(duì)象的不確定性

造紙過(guò)程擾動(dòng)因素多，特別是白水的濃度、紙機(jī)的車速、壓輥的線壓、銅網(wǎng)的老化、毛毯的磨損這些時(shí)變特性，促使造紙過(guò)程模型結(jié)構(gòu)的不確定性和參數(shù)的不確定性�？諝鉁囟群蜐穸鹊淖兓�，紙漿打漿度和濕重的變化，也會(huì)引起造紙過(guò)程模型結(jié)構(gòu)的攝動(dòng)和參數(shù)的攝動(dòng)。紙種規(guī)格型號(hào)的改變（如書寫紙有60克/米、70克/米、80克/米

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等），將會(huì)導(dǎo)致

操作條件的變化，操作條件的變化又會(huì)造成造紙過(guò)程控制對(duì)象特性的變化。傳感器和執(zhí)行器的特性漂移和失效，顯而易見地會(huì)造成造紙過(guò)程廣義對(duì)象特性的改變。此外，造紙過(guò)程某些局部具有嚴(yán)重的非線性，在外界擾動(dòng)作用下，紙機(jī)的操作點(diǎn)就會(huì)移動(dòng)，對(duì)象特性就會(huì)變化。如此種種變化，都說(shuō)明造紙過(guò)程作為控制對(duì)象的特性是不確定的，這給造紙過(guò)程控制帶來(lái)復(fù)雜性和困難性。

（2）狀態(tài)的不完全性

1造紙過(guò)程控制的狀態(tài)不完全性，指的是紙頁(yè)在抄造過(guò)程中，不少狀態(tài)變量和擾動(dòng)變量無(wú)法直測(cè)得到，這樣就無(wú)法實(shí)現(xiàn)各種形式的狀態(tài)反饋控制，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)前饋補(bǔ)償?shù)母鞣N控制。在許多狀態(tài)變量和擾動(dòng)變量中，貯漿池的打漿度和濕重，白水的濃度，網(wǎng)前箱紙漿的濃度，填料的濃度，膠液的濃度，施膠前紙頁(yè)的定量和水分，對(duì)成紙的定量和水分都有明顯影響，而且都是無(wú)法直接測(cè)量的。我們知道，紙張的質(zhì)量主要取決于打漿的質(zhì)量，如果紙漿的打漿度、濕重和濃度不合格，造紙機(jī)不可能生產(chǎn)出合格的紙張，可見紙漿的打漿度、濕重和濃度對(duì)成紙定量和水分的影響極大。此外，白水的濃度和網(wǎng)前箱紙漿的濃度很低，分別為0.085~0.15%和0.65~0.35%，對(duì)于這樣低的濃度，目前還沒(méi)有在線測(cè)量?jī)x表，但白水濃度和網(wǎng)前箱紙漿濃度對(duì)成紙定量有著至關(guān)重要的影響。同時(shí)，填料的濃度和膠液的濃度波動(dòng)會(huì)直接引起成紙定量的變化。最后施膠前紙頁(yè)定量和水分，是成紙定量和水分的導(dǎo)前信號(hào)，如果能夠?qū)Υ诉M(jìn)行測(cè)量和控制，對(duì)于減小定量和水分的偏差、節(jié)約紙漿和節(jié)省蒸汽，具有十分重要的意義。遺憾的是人們至今無(wú)法對(duì)它們進(jìn)行直測(cè)，這給造紙過(guò)程控制無(wú)疑帶來(lái)了不少麻煩。

（3）對(duì)象的強(qiáng)耦合特性

造紙過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的多變量過(guò)程，變量與變量之間相互關(guān)聯(lián)、相互耦合，這是造紙過(guò)程的又一個(gè)特點(diǎn)。從整機(jī)控制的角度看，成紙定量由漿門控制，成紙水分由蒸汽閥門控制，可見它們是相互關(guān)聯(lián)、相互耦合的。當(dāng)成紙定量提量或降量時(shí)，成紙水分也會(huì)相應(yīng)的增加或減少，反之亦然。對(duì)于精密紙機(jī)的網(wǎng)前箱，由漿門控制紙漿濃度，由蒸汽閥門控制紙漿溫度，由白水閥門控制網(wǎng)前箱液位，它們也是相互關(guān)聯(lián)的。當(dāng)網(wǎng)前箱紙漿濃度改變時(shí)，網(wǎng)前箱液位和紙漿溫度都會(huì)隨之引起變化。對(duì)于高速紙機(jī)的封閉式網(wǎng)前箱，總壓、液位和上部空間壓力，分別由紙漿流量或白水流量和壓縮空氣量來(lái)控制，它們是嚴(yán)重相關(guān)的，網(wǎng)前箱液位升高或降低，總壓和上部空間壓力都會(huì)相應(yīng)變化。此外，某些紙機(jī)烘干部幾組烘缸表面溫度控制，往往選擇每組烘缸反應(yīng)最靈敏的表面溫度即靈敏點(diǎn)溫度作為被控變量，并分別由相應(yīng)的蒸汽閥門控制，這樣的控制更是嚴(yán)重耦合的。由于上述各種變量的耦合都是強(qiáng)耦合，這樣就增加了造紙過(guò)程控制的困難程度和復(fù)雜程度。

（4）對(duì)象的純滯后特性

造紙過(guò)程具有純滯后特性，有的造紙過(guò)程具有特大純滯后。純滯后時(shí)間與紙機(jī)車速、定量和流程長(zhǎng)度有直接關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，純滯后時(shí)間與定量和流程長(zhǎng)度成正比，而與紙機(jī)車速成反比。對(duì)于生產(chǎn)高定量紙的紙機(jī)，由于流程長(zhǎng)，紙張厚，烘缸多，車速慢，純滯后時(shí)間特大，一般在5分至50分的數(shù)量級(jí)；對(duì)于生產(chǎn)低定量紙的紙機(jī)，由于流程短，定量低，烘缸少，純滯后時(shí)間在10秒至60秒之間；對(duì)于生產(chǎn)中定量紙的紙機(jī)，純滯后時(shí)間在1分至3分的范圍內(nèi)；對(duì)于高速紙機(jī)，純滯后時(shí)間極小，一般只有幾秒至十幾秒。從這里我們可以看出，造紙過(guò)程控制系統(tǒng)，是一個(gè)時(shí)滯不平衡系統(tǒng)，定量回路和水分回路的純滯后時(shí)間一般不相等，擾動(dòng)通道與調(diào)節(jié)通道的純滯后也不相等，有的相差極大，這對(duì)造紙過(guò)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與綜合將是一個(gè)令人頭痛的問(wèn)題。更有甚者，對(duì)于某些高定量紙機(jī)，純滯后時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于時(shí)間常數(shù)，如果不采取有效措施，將會(huì)出現(xiàn)極差的控制品質(zhì)。

（5）對(duì)象的非線性特性

造紙過(guò)程具有非線性，在某些局部非線性還十分嚴(yán)重。在網(wǎng)前部，等效網(wǎng)前箱的液位與出口紙漿流量呈二次方關(guān)系；在銅網(wǎng)部，案輥脫水方程和真空箱脫水方程都是指數(shù)關(guān)系；在壓榨部，幾道壓榨的脫水方程同樣是指數(shù)關(guān)系；在烘干部，傳質(zhì)、傳熱方程是高次方的

1非線性方程，從烘缸內(nèi)蒸汽冷凝，產(chǎn)生冷凝潛熱傳遞給烘缸表面，由烘缸表面經(jīng)紙頁(yè)傳遞給毛毯，最后由毛毯傳遞至大氣，每一個(gè)傳遞過(guò)程都是非線性過(guò)程。此外，水分由紙頁(yè)至毛毯、由毛毯至大氣的擴(kuò)散和蒸發(fā)，也是非線性過(guò)程。造紙過(guò)程的每個(gè)局部都呈現(xiàn)非線性特性，整個(gè)紙機(jī)的狀態(tài)方程當(dāng)然也是非線性方程。但是，非線性嚴(yán)重的程度隨不同的紙機(jī)而異，大多數(shù)都可以在工作點(diǎn)附近用線性方程來(lái)近似，有的還可以用雙線性方程來(lái)替代，可是也有某些紙機(jī)非線性十分嚴(yán)重，只有用非線性方程來(lái)描述它的特性。我們應(yīng)該看到，造紙過(guò)程本身是非線性過(guò)程，不管用哪種方法（線性、雙線性、非線性）來(lái)描述，都會(huì)給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)設(shè)計(jì)和綜合過(guò)程中的困難，當(dāng)然，這也給設(shè)計(jì)人員提供了更加廣闊的回旋余地。

4.1.2簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的構(gòu)成原理

自動(dòng)控制系統(tǒng)是在人工控制的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的，所以先分析人工操作過(guò)程。圖4-1-1所示是一個(gè)液體貯槽，在生產(chǎn)中常用來(lái)作為一般的中間容器或成品罐。從前一個(gè)工序來(lái)的物料連續(xù)不斷地流入槽中，而槽中的液體又送至下一工序進(jìn)行加工或包裝。當(dāng)流入量Qi（或流出量Q0）波動(dòng)時(shí)會(huì)引起槽內(nèi)液位的波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)溢出或抽空。解決這個(gè)問(wèn)題的最簡(jiǎn)單辦法，是以貯槽液位為操作指標(biāo)，以改變出口閥門開度為控制手段，如圖4-1-1(a)所示。當(dāng)液位上升時(shí)，將出口閥門開大，液位上升越多，閥門開得越大；反之，則關(guān)小出口閥門。為了使液位上升和下降都有足夠的余地，選擇玻璃管液位計(jì)指示值中間的某一點(diǎn)為正常工作時(shí)的液位高度，通過(guò)改變出口閥門開度而使液位保持在這一高度上，這樣就不會(huì)出現(xiàn)貯槽中液位過(guò)高而溢出槽外，或使貯槽內(nèi)液體抽空而發(fā)生事故的現(xiàn)象。歸納起來(lái)，操作人員所進(jìn)行的工作有三方面[如圖4-1-1(b)所示]。

1）檢測(cè)用眼睛觀察玻璃管液位計(jì)（測(cè)量元件）中液位的高低，并通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)告訴大腦。

2）運(yùn)算（思考）、命令大腦根據(jù)眼睛看到的液位高度，加以思考并與要求的液位值進(jìn)行比較，得出偏差的大小和正負(fù)，然后根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)思考、決策后發(fā)出命令。

3）執(zhí)行據(jù)大腦發(fā)出的命令，通過(guò)手去改變閥門開度，以改變出口流量Q0，從而使液位保持在所需高度上。

QiQi玻璃管液位計(jì)hh眼看腦想手動(dòng)Qo（a）Qo（b）

圖4-1-1液位人工控制

眼、腦、手三個(gè)器官，分別擔(dān)負(fù)了檢測(cè)、運(yùn)算和執(zhí)行三個(gè)作用，來(lái)完成測(cè)量、求偏差、操縱閥門以糾正偏差的全過(guò)程。由于人工控制受到人的生理上的限制，因此在控制速度和精度上都滿足不了大型現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。為了提高控制精度和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，可用一套

1自動(dòng)化裝置來(lái)代替上述人工操作，這樣就由人工控制變?yōu)樽詣?dòng)控制了。液體貯槽和自動(dòng)化裝置一起構(gòu)成了一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如圖4-1-2所示。

自動(dòng)化裝置給定值變送器h控制器Qo

圖4-1-2液位自工控制

為了完成人的眼、腦、手三個(gè)器官的任務(wù)，自動(dòng)化裝置一般至少也應(yīng)包括三個(gè)部分，分別用來(lái)模擬人的眼、腦和手的功能。如圖4-1-2所示，自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要組成部分分別是：

1）測(cè)量元件與變送器它的功能是測(cè)量液位并將液位的高低轉(zhuǎn)化為一種特定的、統(tǒng)一的輸出信號(hào)（如氣壓信號(hào)或電壓、電流信號(hào)等）；

2）自動(dòng)控制器它接受變送器送來(lái)的信號(hào)，與工藝需要保持的液位高度相比較得出偏差，并按照某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果，然后將此結(jié)果用特定信號(hào)（氣壓或電流）發(fā)送出去；

3）執(zhí)行器通常指控制閥，它與普通閥門的功能一樣，只不過(guò)它能自動(dòng)地根據(jù)控制器送來(lái)的信號(hào)值來(lái)改變閥門的開啟度。

顯然，這套自動(dòng)化裝置具有人工控制中操作人員的眼、腦、手的部分功能，因此，它能完成自動(dòng)控制貯槽中液位高低的任務(wù)。

4）被控對(duì)象在自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成中，除了必須具有上述的自動(dòng)化裝置外，還必須具有控制裝置所控制的生產(chǎn)設(shè)備。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器叫做被控對(duì)象，簡(jiǎn)稱對(duì)象。圖4-1-2所示的液體貯槽就是這個(gè)液位控制系統(tǒng)的被控對(duì)象。造紙生產(chǎn)中的各種漿塔、漿池、換熱器、泵和壓縮機(jī)以及各種容器、貯槽都是常見的被控對(duì)象，甚至一段輸汽、輸漿管道也可以是一個(gè)被控對(duì)象。在復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)備中，如連蒸、連漂、連續(xù)打漿、配漿、干燥等，在一個(gè)設(shè)備上可能有好幾個(gè)控制系統(tǒng)。這時(shí)在確定被控對(duì)象時(shí)，就不一定是生產(chǎn)設(shè)備的整個(gè)裝置。譬如說(shuō)，一個(gè)干燥過(guò)程，不僅需要控制各段蒸汽壓力和差壓等，汽水分離器的液位、冷凝水的溫度等也需要控制，在這種情況下，就只有干燥的某一與控制有關(guān)的相應(yīng)部分才是某一個(gè)控制系統(tǒng)的被控對(duì)象。例如，在討論主管道蒸汽壓力的控制系統(tǒng)時(shí)，被控對(duì)象指的僅是主蒸汽管道及閥門等，而不是整個(gè)干燥過(guò)程。

4.1.3簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本問(wèn)題

（1）被調(diào)參數(shù)的選擇

被調(diào)參數(shù)從工藝方面說(shuō)，是決定產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量和生產(chǎn)安全的因素；從調(diào)節(jié)方面說(shuō)，要能獲得且具有足夠大的靈敏度，并有現(xiàn)成儀表可進(jìn)行檢測(cè)的參數(shù)。決定被調(diào)參數(shù)要工藝人員與自控人員共同完成。具體途徑有兩條：

1）直接指標(biāo)以工藝控制指標(biāo)為被調(diào)參數(shù)。例如在造紙工業(yè)中，為了準(zhǔn)確配漿，需

1對(duì)配裝箱中的漿位進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證漿料在調(diào)節(jié)閥的閥門開度一定時(shí)，流量一定。以工藝參數(shù)液位為被調(diào)參數(shù)建立的配漿箱漿料位自動(dòng)控制系統(tǒng)，如圖4-1-3所示。

3456漿P2+H1圖4-1-3配漿箱液位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖

1－配漿箱；2－差壓變送器；3－氣動(dòng)三針記錄儀；4－色帶指示儀；

5－氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥；6－閥門定位器

配裝箱1中的漿液位，用氣動(dòng)差壓變送器2測(cè)量并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)，送給氣動(dòng)色帶指示儀3指示，同時(shí)送給調(diào)節(jié)器4與給定信號(hào)進(jìn)行比較，若有偏差，調(diào)節(jié)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并對(duì)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥5發(fā)出命令，改變閥門的開度，調(diào)節(jié)漿液的輸入量，使液位穩(wěn)定，滿足工藝要求。6為閥門定位器。

另外，為了提高化學(xué)反應(yīng)的速度，充分利用能量和物料；為了提高堿液、漿液等的溫度；為了滿足工藝的其他條件，需對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。溫度也是個(gè)直接指標(biāo)。此外濃度和流量也視為直接指標(biāo)。

2）間接指標(biāo)當(dāng)工藝生產(chǎn)是按質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行控制時(shí)，理應(yīng)以質(zhì)量指標(biāo)作為直接指標(biāo)進(jìn)行控制。但是，如果缺乏合適的直接獲取質(zhì)量信號(hào)的工具（儀表），或即使能取得信號(hào)，但信號(hào)太弱，還需要放大等處理，而信號(hào)滯后太大，調(diào)節(jié)質(zhì)量降低時(shí)，只能采用與直接指標(biāo)有單值關(guān)系的、反映快的間接指標(biāo)為被調(diào)參數(shù)。

例如，在硫酸鹽法蒸煮過(guò)程中，蒸煮過(guò)程的質(zhì)量指標(biāo)，是漿料的硬度和強(qiáng)度，為了保證蒸煮質(zhì)量，最好能直接測(cè)量和控制這些指標(biāo)，但是，目前缺乏合適的工具，只好選用在其它條件一定的條件下，與這些指標(biāo)有單值關(guān)系的溫度、壓力等間接指標(biāo)，作為被調(diào)參數(shù)。調(diào)節(jié)方案是從工藝角度出發(fā)，分析干擾之后決定的。具體方案是分別把關(guān)的觀點(diǎn)，建立原料裝鍋量的調(diào)節(jié)；蒸煮藥液濃度和用量的調(diào)節(jié)及蒸煮溫度、壓力和時(shí)間的調(diào)節(jié)。從熱力學(xué)觀點(diǎn)得知，溫度和壓力這兩個(gè)參數(shù)之間是有關(guān)聯(lián)的，即調(diào)節(jié)溫度對(duì)壓力有影響，反之亦然。而在蒸煮過(guò)程中，溫度、壓力都有調(diào)節(jié)，這要決定工藝過(guò)程中壓力和溫度的關(guān)系，是否都是獨(dú)立變量。判斷的依據(jù)是物理化學(xué)中的相律關(guān)系。即FCP2，（式中F是自由度，C和Na2S），則

是組分?jǐn)?shù)，P是相數(shù)）。蒸煮過(guò)程中，P=3(氣、液、相)，C調(diào)節(jié)，因C1（水），P23（木片、NaOH

F2。所以，蒸煮過(guò)程要建立兩個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。而對(duì)一個(gè)生產(chǎn)飽和蒸汽的鍋爐其蒸汽質(zhì)量的

（氣、液），則F1。所以，壓力、溫度僅選一個(gè)參數(shù)就夠了。

因壓力的測(cè)量元件時(shí)間常數(shù)小，所以，選定壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

（2）調(diào)節(jié)參數(shù)的選擇

在被調(diào)參數(shù)確定之后，就要考慮影響被調(diào)參數(shù)的因素（干擾），及采用什么手段來(lái)克服干擾，使被調(diào)參數(shù)滿足工藝規(guī)定的條件，這個(gè)用來(lái)克服干擾的參數(shù)稱為調(diào)節(jié)參數(shù)�；�工上用得最多的是流量，也有以轉(zhuǎn)速、電壓為調(diào)節(jié)參數(shù)的。

1干擾作用和調(diào)節(jié)作用是一對(duì)矛盾，同時(shí)作用在一個(gè)對(duì)象上與被調(diào)參數(shù)分別構(gòu)成干擾通道（干擾作用被調(diào)參數(shù)）和調(diào)節(jié)通道（調(diào)節(jié)作用被調(diào)參數(shù)）。如圖4-1-4所示。由圖可知，調(diào)節(jié)作用克服干擾作用與對(duì)象特性有直接關(guān)系。因此，必須從對(duì)象特性對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響入手，研究選擇調(diào)節(jié)參數(shù)的原則。

f1f2f3干擾作用調(diào)節(jié)作用干擾通道調(diào)節(jié)通道被調(diào)對(duì)象被調(diào)參數(shù)

圖4-1-4對(duì)象的干擾、調(diào)節(jié)通道

1）對(duì)象靜態(tài)特性的影響

對(duì)象的靜態(tài)特性由放大倍數(shù)K描述如圖4-1-5所示。

ff12y2k2ftty1k1f0

圖4-1-5對(duì)象的靜態(tài)特性對(duì)被調(diào)參數(shù)的影響

圖4-1-5表示不同對(duì)象在相同的階躍干擾作用下，被調(diào)參數(shù)的動(dòng)態(tài)特性曲線。對(duì)象1的放大倍數(shù)K1大于對(duì)象2的放大倍數(shù)K2。

對(duì)于干擾通道，經(jīng)歷同樣時(shí)間t后，放大倍數(shù)Kf小的被調(diào)參數(shù)變化小(Y2和調(diào)節(jié)有利（生產(chǎn)條件偏離工藝條件小易于凋節(jié)），所以，希望Kf小。

對(duì)于調(diào)節(jié)通道，若放大倍數(shù)K0大，則相同的調(diào)節(jié)作用對(duì)被調(diào)參數(shù)改變也大，即調(diào)節(jié)作用靈敏、有效，這一點(diǎn)從生產(chǎn)和調(diào)節(jié)的角度來(lái)看都是受歡迎的。

再?gòu)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上分析，調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)對(duì)象是串聯(lián)關(guān)系，總的放大倍數(shù)是三者連乘，由于一般調(diào)節(jié)閥的放大倍數(shù)是不可調(diào)的，在對(duì)象的放大倍數(shù)足夠大時(shí)，可通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)來(lái)滿足系統(tǒng)的要求。若調(diào)節(jié)通道總的放大倍數(shù)K0太小，則調(diào)節(jié)器可調(diào)余地也隨之變小。

2）對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的影響

對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性由時(shí)間常數(shù)T和滯后時(shí)間來(lái)描述。

圖4-1-6和圖4-1-7表明了在平衡狀態(tài)下，不同對(duì)象在相同階躍干擾作用下，被調(diào)參數(shù)隨時(shí)間變化的過(guò)程（動(dòng)態(tài)特性曲線）。單容量的對(duì)象1和2其時(shí)間常數(shù)T1的時(shí)間t后，時(shí)間常數(shù)越大被調(diào)參數(shù)變化越小Y1蕩。

Y2T2Y1)，對(duì)生產(chǎn)

，則經(jīng)歷相同

，這時(shí)對(duì)生產(chǎn)和調(diào)節(jié)都有利。所以，

希望干擾通道的T越大越好，而調(diào)節(jié)通道的T適當(dāng)?shù)男⌒�為好，因�(yàn)榇笮��?huì)引起系統(tǒng)的振

1ff1y1y22t0T2T1t

圖4-1-6對(duì)象的時(shí)間常數(shù)對(duì)被調(diào)參數(shù)的影響

1－單容量對(duì)象1；2-單容量對(duì)象2

由于純滯后0的存在，在干擾通道，使被調(diào)參數(shù)推遲0時(shí)間反映干擾作用，波形不發(fā)生變化；在調(diào)節(jié)通道，使調(diào)節(jié)作用落后于干擾作用，調(diào)節(jié)不及時(shí)，質(zhì)量下降。

由于容量滯后0的存在，在同樣的條件下，雙容量的對(duì)象比單容量的對(duì)象被調(diào)參數(shù)變化小，Y3Y2。所以，希望干擾通道是雙容量的對(duì)象，調(diào)節(jié)通道是單容量的對(duì)象。

fyfy21y32300tct圖4-1-7對(duì)象的之后時(shí)間對(duì)被調(diào)參量的影響1－單容量對(duì)象1；2－單容量對(duì)象2；3－雙容量對(duì)象3

從上面的分析，可以得出選擇調(diào)節(jié)參數(shù)的原則：首先，要考慮到工藝上的合理性，除物料平衡調(diào)節(jié)外，一般為了保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性避免選用主物料流量為調(diào)節(jié)參數(shù)。第二，調(diào)節(jié)參數(shù)應(yīng)有克服干擾作用的校正能力；第三，調(diào)節(jié)通道相對(duì)干擾通道應(yīng)有較大的放大倍數(shù)和較小的時(shí)間常數(shù)。

（3）關(guān)于測(cè)量問(wèn)題

測(cè)量和轉(zhuǎn)換裝置組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)的感覺(jué)器官變送器。它是調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行工作的依據(jù)。所以，要求它能準(zhǔn)確及時(shí)地反映被調(diào)參數(shù)的狀況，否則將會(huì)造成失調(diào)、誤調(diào)。從而降低調(diào)節(jié)質(zhì)量。目前生產(chǎn)上使用的變送器大部分輸出與輸入之間的關(guān)系是線性的，而且出廠前都經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，所以測(cè)量問(wèn)題主要是測(cè)量元件安裝地點(diǎn)、本身特性及信號(hào)傳送等帶來(lái)的滯后問(wèn)題。

1）測(cè)量元件安裝地點(diǎn)的選擇

測(cè)量元件的安裝地點(diǎn)應(yīng)具有代表性和盡量減小純滯后。例如二元組分精餾塔的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。塔頂塔底接近純組分，溫度基本不變，為了更好地控制塔的操作，不應(yīng)選塔頂或塔底為測(cè)量元件的安裝地點(diǎn)，應(yīng)選反應(yīng)塔溫度較靈敏的塔頂精餾段靈敏板或提餾段靈敏板為測(cè)量元件的安裝點(diǎn)。

生產(chǎn)中有些系統(tǒng)受工藝條件或安裝條件的限制，測(cè)量元件的安裝不合理，在系統(tǒng)中引

1入純滯后，造成了調(diào)節(jié)質(zhì)量的下降。如圖4-1-8所示的轉(zhuǎn)子式紙漿濃度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。測(cè)量元件（轉(zhuǎn)子式紙漿濃度變送器）安裝地點(diǎn)與管道之間的距離為L(zhǎng)，紙漿在支管中的流速為V，這樣便引入了測(cè)量純滯后時(shí)間0L/V。

電動(dòng)調(diào)節(jié)記錄儀漿電氣轉(zhuǎn)換器取樣箱取樣管L轉(zhuǎn)子式濃度變送器控制信號(hào)稀釋水漿池泵圖4-1-8轉(zhuǎn)子式紙漿濃度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

目前以物性作為被調(diào)參數(shù)時(shí)，往往有此情況，這時(shí)引入微分調(diào)節(jié)作用是徒勞的，應(yīng)想辦法盡量縮短信號(hào)傳送距離，增加物料運(yùn)動(dòng)速度，即減小純滯后時(shí)間，對(duì)于純滯后特別大的系統(tǒng)，只有求助于復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)了。

2）測(cè)量元件的特性

測(cè)量元件插入溫度介質(zhì)中，由于它本身存在熱容和傳熱阻力，具有一定的時(shí)間常數(shù)Tm，因而造成測(cè)量滯后（容量滯后）。

由于測(cè)量滯后的存在，使調(diào)節(jié)器接到幅值變小、相角滯后的失真信號(hào)，則測(cè)量系統(tǒng)不能正常發(fā)揮作用。

克服測(cè)量滯后的辦法，是選擇快速測(cè)量元件，若能使測(cè)量元件的時(shí)間常數(shù)為對(duì)象的時(shí)間常數(shù)的1/10以下最好。在測(cè)量元件之后，引入微分調(diào)節(jié)作用，補(bǔ)償測(cè)量滯后的動(dòng)態(tài)誤差，也是有效的辦法。

3）傳遞滯后（純滯后）的考慮

實(shí)現(xiàn)了集中控制的工廠，測(cè)量元件、變送器和調(diào)節(jié)閥安裝在現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)節(jié)器和顯示機(jī)構(gòu)安裝在控制室，它們之間的距離可達(dá)幾百米或上千米。通常把測(cè)量元件的傳遞滯后看作測(cè)量裝置特性的一部分；把調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)的傳遞滯后看作調(diào)節(jié)閥特性的一部分。

在這種情況下，必須考慮氣動(dòng)信號(hào)的傳遞滯后時(shí)間，克服的辦法是：一般氣動(dòng)信號(hào)傳遞距離不超過(guò)300m，超過(guò)了的用氣-電-氣線路，信號(hào)轉(zhuǎn)換用氣-電轉(zhuǎn)換器、電-氣轉(zhuǎn)換器或閥門定位器，并裝有氣動(dòng)繼動(dòng)器增大輸出功率。電動(dòng)信號(hào)的傳遞滯后時(shí)間是可以忽略的。

（4）調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇

上面介紹了被調(diào)參數(shù)和調(diào)節(jié)參數(shù)的選擇，其中介紹了調(diào)節(jié)對(duì)象的特性在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的作用；又介紹了測(cè)量元件的安裝地點(diǎn)和特性對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響。在前一章介紹了調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性和選擇原則。在這里可以說(shuō)一個(gè)廣義的對(duì)象（包括被調(diào)對(duì)象、測(cè)量變送器和執(zhí)行器）已經(jīng)確定了。再選一臺(tái)合適的調(diào)節(jié)器就構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

1目前，工業(yè)上常用的調(diào)節(jié)規(guī)律有：比例P、積分I和微分D三種。調(diào)節(jié)器有：比例P、比例積分PI、比例微分PD和比例積分微分PID四種。它們的適用場(chǎng)合如下：

比例調(diào)節(jié)器是最簡(jiǎn)單最基本的調(diào)節(jié)器。它的主要特點(diǎn)是響應(yīng)快，能使受干擾的系統(tǒng)恢復(fù)平衡。另外因?yàn)橹挥幸粋�(gè)參數(shù)(比例度)，整定簡(jiǎn)便；最大的缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)結(jié)果有殘留偏差（余差）。所以只能應(yīng)用在對(duì)象調(diào)節(jié)通道的/T小，負(fù)荷變化不大，被調(diào)參數(shù)從工藝上允許

存在一定偏差的場(chǎng)合。如中間貯罐的液位、不太重要的蒸汽壓力等調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

比例積分調(diào)節(jié)器，這種調(diào)節(jié)器的動(dòng)作比單純積分調(diào)節(jié)要快，又能消滅比例調(diào)節(jié)產(chǎn)生的余差，能滿足一般工藝生產(chǎn)的需要，所以應(yīng)用面很廣。但穩(wěn)定性差。應(yīng)用在調(diào)節(jié)通道容量滯后小，負(fù)荷變化不大，工藝不允許有余差的場(chǎng)合。如流量、壓力及要求嚴(yán)格的液面調(diào)節(jié)。

比例微分調(diào)節(jié)器。微分調(diào)節(jié)作用，使系統(tǒng)的放大系數(shù)增大加快調(diào)節(jié)作用。減小系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)誤差，從而增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但微分調(diào)節(jié)的這種作用是有限度的。由于微分調(diào)節(jié)作用對(duì)高頻干擾敏感，所以，比例微分調(diào)節(jié)器應(yīng)避免應(yīng)用在有高頻干擾和有周期性干擾的場(chǎng)合。

反微分器有較強(qiáng)的滯后作用，適用于響應(yīng)快和噪聲大的對(duì)象。

比例積分微分調(diào)節(jié)器是功能最全的調(diào)節(jié)器。適用于條件復(fù)雜，又要求調(diào)節(jié)質(zhì)量高的場(chǎng)合。如對(duì)象的動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、pH等成分參數(shù)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。有三個(gè)可調(diào)參數(shù)，應(yīng)注意它們之間的配合。

4.2壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

4.2.1制漿造紙過(guò)程常見的壓力對(duì)象

制漿造紙的生產(chǎn)過(guò)程中許多工藝設(shè)備的壓力要求進(jìn)行測(cè)量與控制。例如蒸煮過(guò)程中蒸煮鍋壓力、漂白工段儲(chǔ)氯灌的液氯壓力、造紙機(jī)上的吸水箱與真空伏輥的真空度、紙機(jī)烘缸內(nèi)的壓力、紙機(jī)氣墊網(wǎng)前箱氣墊壓力、漿管道漿壓力、進(jìn)入打漿設(shè)備的漿壓力、進(jìn)入壓力篩和除渣器的壓力等。工藝過(guò)程和設(shè)備的壓力測(cè)量與控制是保證生產(chǎn)過(guò)程的正常運(yùn)行，達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、低消耗和安全生產(chǎn)的一個(gè)重要方面。4.2.2管道蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

眾所周知，一般造紙機(jī)上紙頁(yè)是利用蒸汽進(jìn)行干燥。由于鍋爐或配汽站來(lái)的蒸汽壓力波動(dòng)，會(huì)直接影響紙頁(yè)水分的穩(wěn)定，因此按生產(chǎn)工藝要求，進(jìn)入烘缸前的蒸汽壓力需進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使之控制在一定的數(shù)值上以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和生產(chǎn)的安全。另外對(duì)降低蒸汽消耗也有一定作用。

PIC102鍋爐房來(lái)新鮮蒸汽P抄紙車間烘缸烘缸

圖4-2-1蒸汽管道壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)

圖4-2-1為蒸汽管道壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

1（1）系統(tǒng)組成

被控對(duì)象：鍋爐房或配汽站送往造紙車間的蒸汽總管道；被控變量：蒸汽壓力；

操縱變量：鍋爐房或配汽站送入管道的蒸汽量；

現(xiàn)場(chǎng)儀表：蒸汽壓力變送器、氣（電）動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥或氣（電）動(dòng)V型調(diào)節(jié)球閥；控制器：調(diào)節(jié)記錄儀表或智能調(diào)節(jié)器或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或PLC或DCS。（2）安裝要求

壓力檢測(cè)點(diǎn)必須在調(diào)節(jié)閥之后。（3）調(diào)節(jié)原理

當(dāng)配汽站來(lái)的蒸汽壓力波動(dòng)，管道內(nèi)的蒸汽壓力高于給定值時(shí)，壓力變送器的輸出信號(hào)就增大，該信號(hào)與給定值進(jìn)行比較輸送給調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算后（PI）送出信號(hào)使調(diào)節(jié)閥門開大(調(diào)節(jié)器用正作用)或調(diào)節(jié)閥門關(guān)小(采用氣閉閥)，蒸汽壓力就減小而接近給定值；反之，若蒸汽壓力低于給定值時(shí)，壓力變送器輸出減小，調(diào)節(jié)器輸出亦變小，調(diào)節(jié)閥開大，使蒸汽壓力回升而接近給定值。這樣就能使總管蒸汽壓力不會(huì)隨鍋爐房蒸汽壓力波動(dòng)而大幅度波動(dòng)，而能穩(wěn)定在給定值附近，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽壓力的目的。4.2.3管道漿壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

管道漿壓力是由漿泵產(chǎn)生的，由于漿泵轉(zhuǎn)速的波動(dòng)或與漿泵連接的漿池液位的變化或用漿量的波動(dòng)都會(huì)使?jié){泵送入管道的漿壓力產(chǎn)生波動(dòng)，影響生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行。圖4-2-2為漿管道漿壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖。

PIC壓力篩、除渣器等設(shè)備P漿池

圖4-2-2漿管道漿壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)組成

被控對(duì)象：漿泵和送漿管道；被控變量：管道漿壓力；

操縱變量：漿泵的轉(zhuǎn)速或調(diào)節(jié)閥的開度；

現(xiàn)場(chǎng)儀表：壓力變送器、氣（電）動(dòng)V型調(diào)節(jié)球閥或變頻器；

控制器：調(diào)節(jié)記錄儀表或智能調(diào)節(jié)器或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或PLC或DCS。（2）安裝要求

壓力檢測(cè)點(diǎn)必須在調(diào)節(jié)閥之后。（3）調(diào)節(jié)原理

當(dāng)管道漿壓力波動(dòng)時(shí)，管道內(nèi)的漿壓力高于給定值時(shí)，壓力變送器的輸出信號(hào)就增大，該信號(hào)與給定值進(jìn)行比較輸送給調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算后（PI）送出信號(hào)使調(diào)節(jié)閥門關(guān)小，漿壓力就減小而接近給定值；反之，若漿壓力低于給定位時(shí)，壓力變送器輸出減小，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)變小，調(diào)節(jié)閥開大，使?jié){壓力回升而接近給定值。這樣就能使管道漿壓力

1不會(huì)大幅度波動(dòng)，而能穩(wěn)定在給定值附近，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)漿壓力的目的。4.2.4調(diào)濃白水壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

調(diào)濃白水壓力一般是由水泵產(chǎn)生的，由于泵轉(zhuǎn)速的波動(dòng)、或與漿泵連接的水池液位的變化、或用白水管道稀釋水調(diào)節(jié)閥門開度的變化都會(huì)使水泵送入管道的白水壓力產(chǎn)生波動(dòng)，會(huì)使?jié)舛炔▌?dòng)影響正常生產(chǎn)。圖4-2-3為調(diào)濃白水壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖。

（1）系統(tǒng)組成

被控對(duì)象：水泵和白水管道；被控變量：管道白水壓力；操縱變量：漿泵的轉(zhuǎn)速；

現(xiàn)場(chǎng)儀表：壓力變送器、水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)用的變頻器；

控制器：調(diào)節(jié)記錄儀表或智能調(diào)節(jié)器或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或PLC或DCS。（2）安裝要求

壓力檢測(cè)點(diǎn)必須裝在水平管道。（3）調(diào)節(jié)原理

PIC102白水管道P稀釋閥白水池圖4-2-3調(diào)濃白水壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

當(dāng)管道白水壓力波動(dòng)時(shí)，管道內(nèi)的白水壓力高于給定值時(shí)，壓力變送器的輸出信號(hào)就增大，該信號(hào)與給定值進(jìn)行比較輸送給調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算后（PI）送出信號(hào)使水泵轉(zhuǎn)速降低，水壓力就減小而接近給定值；反之，若白水壓力低于給定值時(shí)，壓力變送器輸出減小，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)變小，水泵轉(zhuǎn)速升高，使白水壓力回升而接近給定值。這樣就能使管道白水壓力不會(huì)大幅度波動(dòng)，而能穩(wěn)定在給定值附近，達(dá)到自動(dòng)穩(wěn)定白水壓力進(jìn)而穩(wěn)定濃度的目的。

流漿箱總壓調(diào)節(jié)的原理與白水調(diào)節(jié)原理基本相同，這里不再贅述。4.2.5雙位置壓力調(diào)節(jié)

雙位置壓力調(diào)節(jié)也稱為二位置控制，是各種壓力調(diào)節(jié)規(guī)律中最簡(jiǎn)單的一種。它利用各種帶有上、下限觸點(diǎn)的壓力檢測(cè)儀表并根據(jù)需要配上一些控制設(shè)備，如：中間繼電器、磁力起動(dòng)器、調(diào)節(jié)閥、電磁閥、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等就可以實(shí)現(xiàn)雙位調(diào)節(jié)。由于因陋就簡(jiǎn)，控制設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)量少，投資低，在調(diào)節(jié)品質(zhì)要求不高的系統(tǒng)中，獲得廣泛應(yīng)用。例如，空氣壓縮機(jī)貯氣罐的壓力控制，小型造紙機(jī)烘缸的蒸汽壓力控制等。由于調(diào)節(jié)原理簡(jiǎn)單，所以不再敘述

4.2.6烘缸壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

為保證紙張的產(chǎn)、質(zhì)量，必須控制好烘缸表面的溫度。烘缸以蒸汽為熱源，由于蒸汽壓力與溫度之間有一定的函數(shù)關(guān)系，又由于壓力較溫度的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，所以，在生產(chǎn)中，常用調(diào)節(jié)烘缸壓力來(lái)控制溫度。

1烘缸壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成、控制原理等基本上與蒸汽管道壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)相同，參見4.2.1的內(nèi)容，在這里我們就斷紙控制給予介紹。

在濕紙頁(yè)干燥過(guò)程中，當(dāng)紙頁(yè)發(fā)生斷頭時(shí)，必須把烘缸溫度降低下來(lái)，以免干毯過(guò)熱，給引紙帶來(lái)困難。為了滿足這個(gè)要求，調(diào)節(jié)器中送出信號(hào)使烘缸蒸汽壓力降低，若出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間斷紙，不能讓烘缸溫度太低，以免濕紙頁(yè)粘缸，要把烘缸溫度升高一些，這時(shí)調(diào)節(jié)器送出信號(hào)使烘缸壓力升高，這樣周期循環(huán)直至紙機(jī)正常生產(chǎn)。烘缸溫度控制原理如圖4.2.4所示。

Pt1t2P1P2t3斷紙正常圖4.2.4斷紙烘缸壓力調(diào)節(jié)曲線

4.3液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)

4.3.1制漿造紙過(guò)程常見的液位對(duì)象

①開口容器液位：如漿池、噴放倉(cāng)、堿液槽、黑液槽等，并且大多數(shù)物料是懸浮物（紙漿）、粘度較大的黑液、有腐蝕的堿液及漂白液等。

②有壓容器液位：這類液位對(duì)象氣相的有蒸汽，如立式連續(xù)蒸煮鍋內(nèi)的液位、列管式換熱器中冷凝水液位；也有的以壓縮空氣為氣相的，如氣墊網(wǎng)前箱的液位。4.3.2液位控制方案

液位控制方案比較簡(jiǎn)單，液位對(duì)象大多數(shù)是單容量對(duì)象。根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性、沉淀、結(jié)晶等特點(diǎn)，選用適宜的法蘭式差壓變送器。根據(jù)被測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)和安裝條件，考慮遷移的問(wèn)題。液面測(cè)量分為兩類：一類是寬量程的，用于測(cè)量容器內(nèi)的貯存量或消耗量，標(biāo)尺零點(diǎn)在一端；另一類是窄量程的，用于測(cè)量恒定液面的偏差，標(biāo)尺的零點(diǎn)在中間。若工藝允許液面在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，可選用比例調(diào)節(jié)器，若要求嚴(yán)格就要選用比例積分調(diào)節(jié)器，并加監(jiān)護(hù)性的顯示儀表和報(bào)警裝置。4.3.3機(jī)外白水池液位控制

機(jī)外白水池用來(lái)將中濃漿和白水混合后，并經(jīng)沖漿泵送往紙機(jī)流送系統(tǒng)。白水池的液位穩(wěn)定才能保證上漿量均勻，進(jìn)而穩(wěn)定成紙定量。圖4-3-1為機(jī)外白水池液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖。

1LIC清水102機(jī)外白水池H中濃漿沖漿泵圖4-3-1機(jī)外白水池液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)組成

被控對(duì)象：機(jī)外白水池；被控變量：機(jī)外白水池液位；操縱變量：加入白水池的清水流量；

現(xiàn)場(chǎng)儀表：液位變送器、氣（電）動(dòng)V型調(diào)節(jié)球閥；

控制器：調(diào)節(jié)記錄儀表或智能調(diào)節(jié)器或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或PLC或DCS。（2）安裝要求

液位檢測(cè)點(diǎn)必須在白水池的底部。（3）調(diào)節(jié)原理

當(dāng)白水池的液位波動(dòng)時(shí)，若液位低于給定值時(shí)，液位變送器的輸出信號(hào)就減小，該信號(hào)與給定值進(jìn)行比較輸送給調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算后（P或PI）送出信號(hào)使調(diào)節(jié)閥門開大，白水池的液位上升而接近給定值；反之，若白水池的液位高于給定位時(shí)，液位變送器輸出增大，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)變大，調(diào)節(jié)閥關(guān)小，使液位降低而接近給定值，當(dāng)液位太高時(shí)會(huì)從溢流口溢出。這樣就能使白水池的液位不會(huì)大幅度波動(dòng)，而能穩(wěn)定在給定值附近，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)白水池液位的目的。4.3.4配漿池液位控制

配漿池是幾種漿料以及輔料混合后的成漿貯存池，以便為紙機(jī)提供合適的漿料，配漿池液位過(guò)低將不能提供紙機(jī)用漿，配漿池液位過(guò)高，有可能溢漿，造成漿料浪費(fèi)。因此配漿池液位的控制有重要的價(jià)值。圖4-3-2為配漿池液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖。

針漿闊漿損紙漿LIC102紙機(jī)圖4-3-2配漿池液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)

1（1）系統(tǒng)組成被控對(duì)象：配漿池；被控變量：配漿池液位；

操縱變量：進(jìn)配漿池漿料的流量；

現(xiàn)場(chǎng)儀表：液位變送器、氣（電）動(dòng)V型調(diào)節(jié)球閥（多臺(tái)）；

控制器：調(diào)節(jié)記錄儀表或智能調(diào)節(jié)器或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或PLC或DCS。（2）安裝要求

液位檢測(cè)點(diǎn)必須在白水池的底部。（3）調(diào)節(jié)原理

當(dāng)配漿池液位越來(lái)越低時(shí)，說(shuō)明用漿量大于配漿量，液位變送器的輸出信號(hào)變小，該信號(hào)與給定值進(jìn)行比較輸送給調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算后送出信號(hào)使流量調(diào)節(jié)閥門適當(dāng)?shù)拈_大，配漿池的液位會(huì)回升而達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)配漿池液位越來(lái)越高時(shí)，說(shuō)明用漿量小于配漿量，液位變送器的輸出信號(hào)就變大，該信號(hào)與給定值進(jìn)行比較輸送給調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算后送出信號(hào)使流量調(diào)節(jié)閥門適當(dāng)?shù)年P(guān)小，配漿池的液位會(huì)降低達(dá)到設(shè)定值。若配漿池的液位保持恒定不變，說(shuō)明這時(shí)配漿量等于用漿量，漿料調(diào)節(jié)閥門不動(dòng)，配漿池液位穩(wěn)定。

4.3.4汽水分離器液位控制

汽水分離器收集烘缸出來(lái)的乏汽，進(jìn)一步將汽和水分離，冷凝水送下一段和鍋爐房，蒸汽可重復(fù)利用。當(dāng)液位太低時(shí)，會(huì)使空氣進(jìn)入汽水分離器和烘缸，降低烘缸傳熱效率。當(dāng)烘缸液位過(guò)高時(shí)，降低烘缸排水和閃蒸效率。圖4-3-3為汽水分離器液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖。

烘缸乏汽汽LIC102水去鍋爐房或下一段

圖4-3-3汽水分離器液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)組成

被控對(duì)象：汽水分離器；被控變量：汽水分離器液位；操縱變量：冷凝水的排除量；

現(xiàn)場(chǎng)儀表：液位變送器、氣（電）動(dòng)V型調(diào)節(jié)球閥；

控制器：調(diào)節(jié)記錄儀表或智能調(diào)節(jié)器或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或PLC或DCS。（2）安裝要求

液位檢測(cè)必須是兩點(diǎn)，一點(diǎn)測(cè)汽水分離器底部壓力，另一點(diǎn)測(cè)汽水分離器上部蒸汽壓

1力，即差壓法測(cè)量液位。

（3）調(diào)節(jié)原理

當(dāng)汽水分離器液位波動(dòng)時(shí)，若液位高于給定值時(shí)，液位變送器的輸出信號(hào)就增大，該信號(hào)與給定值進(jìn)行比較輸送給調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算后（PI）送出信號(hào)使調(diào)節(jié)閥門開大，液位就減小而接近給定值；反之，若液位低于給定位時(shí)，液位變送器輸出信號(hào)減小，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算后（PI）送出信號(hào)使調(diào)節(jié)閥門關(guān)小，使液位回升而接近給定值。這樣就能使汽水分離器液位不會(huì)大幅度波動(dòng)，而能穩(wěn)定在給定值附近，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)液位的目的。4.3.5損紙坑液位控制

損紙坑收集紙機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中的損紙，經(jīng)水力碎漿機(jī)碎解后送往損紙池，損紙坑的液位需要控制以滿足碎解要求。圖4-3-4為損紙坑液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖。

損紙清水LIC102圖4-3-4損紙坑液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)組成被控對(duì)象：損紙坑；被控變量：損紙坑液位；

操縱變量：清水加入量或損紙漿送出量；

現(xiàn)場(chǎng)儀表：液位變送器、氣（電）動(dòng)V型調(diào)節(jié)球閥或變頻器；

控制器：調(diào)節(jié)記錄儀表或智能調(diào)節(jié)器或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或PLC或DCS。（2）安裝要求

液位檢測(cè)點(diǎn)必須在損紙坑的底部。（3）調(diào)節(jié)原理

當(dāng)損紙坑液位越來(lái)越低時(shí)，液位變送器的輸出信號(hào)變小，該信號(hào)與給定值進(jìn)行比較輸送給調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算后送出信號(hào)使清水調(diào)節(jié)閥門開大，損紙坑的液位會(huì)回升而達(dá)到設(shè)定值，但液位上升太慢，可適當(dāng)降低送漿泵的轉(zhuǎn)速或者把泵關(guān)掉。當(dāng)損紙坑液位越來(lái)越高時(shí)，液位變送器的輸出信號(hào)就變大，該信號(hào)與給定值進(jìn)行比較輸送給調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算后送出信號(hào)使清水調(diào)節(jié)閥門關(guān)小，損紙坑的液位會(huì)降低達(dá)到設(shè)定值。但液位降低太慢，可適當(dāng)提高送漿泵的轉(zhuǎn)速。

4.4流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)

4.4.1制漿造紙過(guò)程的流量對(duì)象

1制漿造紙過(guò)程是個(gè)連續(xù)化生產(chǎn)過(guò)程，它的物料大多數(shù)是以液態(tài)或氣態(tài)的形式在管道中連續(xù)地流動(dòng)。這些物料借助泵或鼓風(fēng)機(jī)獲得能量，克服流動(dòng)阻力。因此，流量的調(diào)節(jié)幾乎都以管路特別是以由離心泵和管路組成的系統(tǒng)為對(duì)象。顯然，流量的大小決定于泵的轉(zhuǎn)數(shù)和管道阻力即閥門開度的大小，一般是用調(diào)節(jié)閥的開度來(lái)控制流量的大小。4.4.2控制方案

l）圖4-4-1為流量的調(diào)節(jié)方案1此為應(yīng)用最廣的方案。值得注意的是調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝在泵的出口管線上，而不應(yīng)裝在吸入管線上。如果閥裝在泵的吸入口上，由于在閥上有一個(gè)壓差P，使泵的入口壓力比無(wú)閥時(shí)更低一些。這樣可使液體由于壓力低而使部分液體汽化，使泵的出口壓力降低，流量下降，甚至使液體送不出去。同時(shí)，液體在吸入端汽化后，到排出端受到壓縮，可能重新凝聚，產(chǎn)生沖擊，甚至嚴(yán)重到損壞翼輪和泵殼。調(diào)節(jié)閥宜裝在檢測(cè)元件（如孔板）的下游，這樣將保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。

FIC102漿　漿池　

圖4-4-1流量調(diào)節(jié)方案1

FIC102漿漿池

圖4-4-2流量調(diào)節(jié)方案2

2）圖4-4-2為流量的調(diào)節(jié)方案2用改變回流閥開度的方法來(lái)調(diào)節(jié)泵的排出量。優(yōu)點(diǎn)是閥的口徑比方案1小，但機(jī)械效率低，多用于流量變化較小的場(chǎng)合。

3）圖4-4-3為流量的調(diào)節(jié)方案3根據(jù)泵的轉(zhuǎn)速快慢來(lái)調(diào)節(jié)流量的大小。優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能，特別適合于管道直徑較大和較小的情況。

在選用調(diào)節(jié)器時(shí)，要注意到流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)：

l）流量常有脈動(dòng)現(xiàn)象，加上節(jié)流元件后又會(huì)產(chǎn)生高頻湍流，因而帶有高頻干擾，因微分調(diào)節(jié)作用對(duì)高頻信號(hào)敏感，所以流量調(diào)節(jié)一般不加微分調(diào)節(jié)。有時(shí)為了消除干擾增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性而加反微分器。

2）管路對(duì)象的時(shí)間常數(shù)很小，因此調(diào)節(jié)器的比例度要大些，才能保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但比例度大，則余差大，為此，必須引入積分調(diào)節(jié)作用消除余差。有時(shí)為了增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性還要加反微分器。

3）采用節(jié)流裝置時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在嚴(yán)重的非線性問(wèn)題。為此要選用合適的調(diào)節(jié)閥流量

1特性補(bǔ)償這種非線性，或把測(cè)量信號(hào)經(jīng)開方器開方后再送入調(diào)節(jié)器。

FIC102漿池漿

圖4-4-3流量調(diào)節(jié)方案3

4.4.3絕干漿量調(diào)節(jié)

紙漿流量的測(cè)量，從生產(chǎn)工藝角度的要求，最終的目的是想要知道紙漿的實(shí)際絕干量。當(dāng)紙漿濃度經(jīng)常在變化的情況下，測(cè)量這個(gè)紙漿的體積流量，其使用價(jià)值就不是很大。因此，在一般情況下，這個(gè)流量測(cè)量系統(tǒng)中另外還配有紙漿濃度調(diào)節(jié)器以保證被測(cè)量紙漿濃度的一致。對(duì)于這個(gè)濃度調(diào)節(jié)系統(tǒng)如果選用刀式紙漿濃度調(diào)節(jié)器時(shí)，要求被測(cè)紙漿流量保持在一定的范圍內(nèi)，因此為了使?jié)舛茸兯推鳙@得準(zhǔn)確的信號(hào)，又要求對(duì)紙漿流量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，這樣在流量測(cè)量與調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，常同時(shí)存在紙漿濃度與流量二個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)方案如圖4-4-4所示。

白水FIC102CIC102漿池絕干漿量

圖4-4-4絕干漿量控制

4.5溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

4.5.1制漿造紙過(guò)程的溫度對(duì)象

在制漿造紙的生產(chǎn)中，需要測(cè)量的溫度范圍很廣，從-30℃（液態(tài)氯的沸點(diǎn)）到+1300℃（沸騰爐中混合氣體溫度，堿液噴射爐里的溫度）。這就幾乎要用到所有的各種類型的接觸式測(cè)溫儀表如水銀式溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)和熱電偶溫度計(jì)。但需要實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)的對(duì)象，總的來(lái)說(shuō)，還不是很多的，主要有連蒸、蒸煮立鍋（或蒸球）的溫度控制，漂白塔的溫度控制，普通機(jī)械木漿的磨漿溫度與坑下白水溫度控制，沸騰爐溫度控制等。

制漿造紙生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)溫度參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的對(duì)象，絕大多數(shù)以蒸汽為載熱體去加熱對(duì)象中的物料，有兩種加熱方式：

(1)直接加熱

蒸汽與物料直接混合，以提高物料溫度。例如：蒸汽與冷水（或堿液）混合變成熱水（熱堿液），紙漿與蒸汽混合提高漿液的溫度等。這類對(duì)象中的物料溫度直接由蒸汽的加入量來(lái)決定。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，見效快。當(dāng)被加熱物料不允許增加冷凝水的時(shí)侯，就不能用此方法。

(2)間接加熱

1用換熱器的間壁將蒸汽與加熱的液體隔開，通過(guò)間壁進(jìn)行熱交換。達(dá)到加熱液體的目的。

4.5.2間接加熱調(diào)節(jié)方案

圖4-5-1是蒸煮過(guò)程中藥液外循環(huán)間接加熱器。蒸煮溫度對(duì)藥液在原料中的滲透，蒸煮反應(yīng)速率，紙漿質(zhì)量和產(chǎn)量等方面都有明顯影響，所以在蒸煮過(guò)程中要對(duì)溫度進(jìn)行控制。

為了保證蒸煮器內(nèi)的溫度選用換熱器出口藥液溫度為被調(diào)參數(shù)。調(diào)節(jié)參數(shù)的選擇，則要先對(duì)干擾因素進(jìn)行分析，這里影響藥液出口溫度的因素有：冷藥液的溫度和藥量；蒸汽的流量、壓力；冷凝水的液面高度等。因此，可以選擇三個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)，建立三個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

蒸汽熱藥液冷凝水冷藥液

圖4-5-1間接加熱調(diào)節(jié)方案的確定

取藥液流量為調(diào)節(jié)參數(shù)。冷藥液直接進(jìn)入換熱器，滯后最小，對(duì)出口藥液溫度校正作用最靈敏，而且干擾位置靠近調(diào)節(jié)閥，可以及時(shí)有效地被克服。似乎藥液流量最適宜作為調(diào)節(jié)參數(shù)。但藥液流量的穩(wěn)定將是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定的保證，所以藥液流量不宜有波動(dòng)，也就不宜作為調(diào)節(jié)參數(shù)。

取蒸汽或冷藥液溶量為調(diào)節(jié)參數(shù)所構(gòu)成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)都是使被調(diào)對(duì)象的調(diào)節(jié)通道成為具有純滯后的多容量對(duì)象。影響純滯后和時(shí)間常數(shù)的原因是熱交換器中列管兩側(cè)的流體停留時(shí)間，停留時(shí)間短，則純滯后和時(shí)間常數(shù)都較小。

以蒸汽流量為調(diào)節(jié)參數(shù)。當(dāng)傳熱面積有裕量時(shí)，即蒸汽冷凝后繼續(xù)冷卻的情況。增大蒸汽流量，使傳熱量增加，因而提高了出口藥液溫度。當(dāng)傳熱面積起限制作用時(shí)，調(diào)節(jié)蒸汽的閥門開度，則改變了蒸汽壓力和溫度。閥門開大，換熱器內(nèi)壓力提高，相應(yīng)的冷凝溫度也提高，增加了傳熱量，提高藥液出口溫度。在閥前后的壓力穩(wěn)定時(shí)，蒸汽流量?jī)H與閥門開度成正比，可采用直線流量特性調(diào)節(jié)閥。工業(yè)上用此方案較多。

以冷凝液排出量為調(diào)節(jié)參數(shù)，即改變傳熱面積的方案。如果溫度高于規(guī)定值，調(diào)節(jié)閥關(guān)小，于是冷凝水會(huì)積聚起來(lái)，減小換熱器的蒸汽有效冷凝面積，結(jié)果，傳熱量減小，使藥液出口溫度下降；反之，調(diào)節(jié)閥開大，溫度上升。本方案的優(yōu)點(diǎn)是，藥液出口溫度可達(dá)到穩(wěn)定；缺點(diǎn)是，調(diào)節(jié)過(guò)程反映遲緩。調(diào)節(jié)閥關(guān)小時(shí)，冷凝面要逐漸減小，而調(diào)節(jié)閥開大時(shí)，冷凝面很快增加，對(duì)象特性不斷變化，調(diào)節(jié)器參數(shù)很難整定，所以，非必要時(shí)，不采用此方案。

關(guān)于調(diào)節(jié)器的選擇。由換熱器對(duì)象特性決定，在溫度調(diào)節(jié)時(shí)，采用PID調(diào)節(jié)器，加微分調(diào)節(jié)作用為的是克服容量滯后和時(shí)間常數(shù)大。4.5.3漂白塔溫度串級(jí)調(diào)節(jié)

在多段連續(xù)漂白過(guò)程中，為了穩(wěn)定漂白過(guò)程的工藝條件，需要對(duì)漂白塔中的漿料溫度進(jìn)行控制。

1脫水機(jī)雙輥混合器V-7FT漂白塔漿泵

圖4-5-2漂白塔溫度串級(jí)控制系統(tǒng)

由于漂白塔的容積比較大，有的塔高達(dá)12～16米，被調(diào)對(duì)象干擾多，如塔的上部來(lái)自投料方面的干擾就有漿料濃度不勻，漿料流量與溫度的不一致；從來(lái)自蒸汽方面干擾有流量、壓力、溫度等的不一致。因此，這個(gè)系統(tǒng)的溫度控制，當(dāng)采用簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)它反應(yīng)不靈敏，動(dòng)作較遲緩，過(guò)渡過(guò)程長(zhǎng)，超調(diào)量大。因此有的漿廠就采用如圖4-5-2所示串級(jí)溫度調(diào)節(jié)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)塔里面漿料的溫度控制。這個(gè)串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)把塔內(nèi)漿料溫度確定為主參數(shù)，它直接影響漿料的質(zhì)量，蒸汽流量是副參數(shù)，它的變化是塔內(nèi)溫度的主要干擾信號(hào)。為了消除殘余偏差，主回路應(yīng)使被調(diào)參數(shù)受擾動(dòng)后準(zhǔn)確地回到給定值。因此主調(diào)節(jié)器選用比例積分調(diào)節(jié)器，副回路選用比例調(diào)節(jié)器或者比例積分調(diào)節(jié)器。漂白塔串級(jí)調(diào)節(jié)原理方框圖如圖4-5-3所示。該調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制參數(shù)及組成如下：

干擾++TC1TC2V干擾Z1Y1Z2Y2--TT1TT2圖4-5-3漂白塔溫度串級(jí)控制系統(tǒng)

1）主參數(shù)（Y2）：是該自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中需要控制的工藝參數(shù)漂白塔漿料溫度。2）副參數(shù)（Y1）：是影響主參數(shù)的主要變量或?yàn)闈M足某種關(guān)系的需要而引入的輔助參數(shù)，如這個(gè)系統(tǒng)中的蒸汽流量。3）主對(duì)象（Z2）：是生產(chǎn)過(guò)程中所要控制的，由主參數(shù)表征其主要特征的工藝生產(chǎn)設(shè)備，如漂白塔。

4）副對(duì)象（Z1）：為影響主參數(shù)，由輔助參數(shù)表征其特性的工藝設(shè)備及管道，如蒸汽管道。

5）主變送器（TT2）：串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的兩個(gè)變送器，根據(jù)其接受主、副參數(shù)的信號(hào)而區(qū)分為主變送器和副變送器，一般可簡(jiǎn)稱為“主變”與“副變”，這里主變測(cè)量的是漂白塔漿料溫度，副變是測(cè)量蒸汽流量。

6）主調(diào)節(jié)器（TC1）：接受主變送器送來(lái)的主參數(shù)信號(hào)，與工藝指標(biāo)的給定值進(jìn)行比較，其輸出信號(hào)送往另一調(diào)節(jié)器作為副參數(shù)的給定值。因?yàn)檫@調(diào)節(jié)器在串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)起主導(dǎo)作用，因此叫做主調(diào)節(jié)器，簡(jiǎn)稱為“主調(diào)”。

7）副調(diào)節(jié)器（TC2）：接受副變送器送來(lái)的副參數(shù)信號(hào)，與由主調(diào)節(jié)器輸出決定的給定值進(jìn)行比較，這個(gè)副調(diào)節(jié)器的輸出直接操縱執(zhí)行器，簡(jiǎn)稱為副調(diào)。

18）主、副回路：

主回路：由主變送器、主調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器和主對(duì)象所構(gòu)成的閉合回路。也就是副回路反饋斷開后的整個(gè)回路。

副回路：由副對(duì)象、副變送器、副調(diào)節(jié)器及執(zhí)行器所構(gòu)成的閉合回路，根據(jù)主、副回路的位置，副回路因在主回路之內(nèi)，因而稱之謂內(nèi)環(huán)，主回路則稱之謂外環(huán)。

串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)從整體上來(lái)看和簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)一樣屬于定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，但從它所能完成的任務(wù)來(lái)看，克服干擾快，調(diào)節(jié)精度高，卻是簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)法比擬的，總的來(lái)說(shuō)它具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）有二個(gè)以上的一次變送器和兩個(gè)以上調(diào)節(jié)器串接在一起進(jìn)行調(diào)節(jié)，改善了系統(tǒng)的特性，提高了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。這里的主調(diào)節(jié)器輸出是作為副調(diào)節(jié)器的給定。

2）由二個(gè)閉合回路組成，即主回路與副回路。多了一個(gè)閉合的副回路，能改善對(duì)象的特性，提高系統(tǒng)克服干擾的能力。

兩個(gè)或兩個(gè)以上的調(diào)節(jié)器串聯(lián)在一起進(jìn)行調(diào)節(jié)，這是串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)名稱的來(lái)源。4.5.4蒸汽溫度控制

在許多小型的工業(yè)鍋爐中，并不單獨(dú)地對(duì)蒸汽溫度進(jìn)行控制。當(dāng)鍋爐供出的是飽和蒸汽（不是過(guò)熱蒸汽）時(shí)，蒸汽溫度和蒸汽壓力是互相聯(lián)系的。如保持恒定的壓力，蒸汽溫度將是一個(gè)常數(shù)。

TRTC612327A44B358

圖4-5-4蒸汽溫度調(diào)節(jié)方案（單段過(guò)熱器）1汽包；2－給水入口；3過(guò)熱器；4蒸發(fā)器；5非調(diào)節(jié)；6蒸汽出口；7一給水；8單段噴水降溫

1）不控制溫度的鍋爐有一些鍋爐中裝有不受控制的或“任其自然”的過(guò)熱裝置。在這些鍋爐中都安裝一個(gè)較小的過(guò)熱器，以提供輕度的過(guò)熱。這時(shí)人們并不去控制溫度，而只是對(duì)溫度做出記錄（圖4-5-4A）。

2）單沖量調(diào)節(jié)現(xiàn)有兩種常用的控制過(guò)熱蒸汽溫度的方法：

①噴霧型過(guò)熱蒸汽降溫器將水從過(guò)熱器入口處噴入蒸汽中，如圖4-5-4B所示�；蛘咴诰哂袃蓚�(gè)過(guò)熱段的鍋爐中，將水噴入第一段與第二段之間（圖4-5-5）。

1K(-K)TTCT6145TT15422TC3A7B3圖4-5-5蒸汽溫度調(diào)節(jié)（兩段過(guò)熱器）A．兩段噴水降溫，B．兩段浸入降溫

1第一段過(guò)熱器；2進(jìn)水；3蒸發(fā)器；4第二段過(guò)熱器；

5蒸汽出口；6給定；7進(jìn)水

②一些鍋爐使用一個(gè)浸在汽包中的熱交換器來(lái)降低過(guò)熱蒸汽溫度，如圖4-5-5所示。離開第一段過(guò)熱器的部分蒸汽，轉(zhuǎn)向過(guò)熱蒸汽降溫用熱交換器，然后重新送到第二段的入口處，以控制出口的溫度。這里使用兩個(gè)程控閥門，其一個(gè)開啟時(shí)另一個(gè)關(guān)閉。這種過(guò)程的響應(yīng)是十分緩慢的。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)過(guò)熱蒸汽降溫用熱交換器及第二段過(guò)熱器時(shí)存在著傳遞滯后。通過(guò)這兩個(gè)單元的時(shí)間常數(shù)較長(zhǎng)，另外，流動(dòng)速率（鍋爐負(fù)荷）對(duì)傳遞滯后也有很大的影響�？傊�，這個(gè)過(guò)程是很難控制的，滯后時(shí)間可達(dá)數(shù)分鐘。當(dāng)面臨突出的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題或希望負(fù)荷不經(jīng)常變換或緩慢交換時(shí)，我們通常采用這種單沖量系統(tǒng)。

（3）雙沖量調(diào)節(jié)（圖4-5-6）這是一個(gè)常規(guī)的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它通過(guò)一個(gè)閉合的控制過(guò)熱蒸汽降溫器出口溫度的副回路。來(lái)穩(wěn)定最后一段過(guò)熱器的入口溫度。這個(gè)回路的給定值是通過(guò)最后一段或第二段過(guò)熱器出口溫度調(diào)節(jié)器來(lái)確定的。

TT1TT3Ad/dtF/BKKATA2圖4-5-6雙沖量蒸汽溫度調(diào)節(jié)

1降溫器出口；2前往降溫調(diào)節(jié)（閥）；3后段過(guò)熱器出口

在鍋爐低負(fù)荷的情況下，由于過(guò)熱器本身的一些限制，一般達(dá)不到設(shè)計(jì)的出口蒸汽溫度，這就使控制系統(tǒng)又增加了一項(xiàng)保證系統(tǒng)穩(wěn)定化（antiwinduP）的要求。

為此，應(yīng)用了與前述的雙調(diào)節(jié)器、三沖量汽包液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)相同的積分反饋結(jié)構(gòu)。過(guò)熱蒸汽降溫器出口的溫度信號(hào)反饋到最后一段過(guò)熱器出口處的溫度控制器中。當(dāng)滿

1負(fù)荷的蒸汽溫度不能達(dá)到所要求的溫度時(shí)，過(guò)熱器的調(diào)節(jié)閥將達(dá)到極限位置，但過(guò)熱蒸汽降溫器的出口溫度將不能與過(guò)熱器的出口溫度調(diào)節(jié)器的給定值相一致。由于反饋到后一調(diào)節(jié)器的是過(guò)熱蒸汽降溫器出口處的溫度，所以積分作用自動(dòng)停止，這個(gè)調(diào)節(jié)器將在無(wú)積分作用的情況下無(wú)限地等待下去，直到鍋爐的負(fù)荷條件再一次達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的蒸汽溫度為止。

與此類似，低值限位器及過(guò)熱蒸汽降溫器的出口溫度調(diào)節(jié)器的附加反饋特性，也會(huì)在閥位達(dá)到極限時(shí)，阻止調(diào)節(jié)器的積分作用。由于這種穩(wěn)定特性，使該系統(tǒng)能在任何負(fù)荷狀態(tài)下正常地維持自動(dòng)狀態(tài)。

4.6濃度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

紙料制備過(guò)程中必須控制紙漿的濃度。這里的“濃度”是指絕干纖維料在紙漿和水的混合物中的重量百分?jǐn)?shù)。人工測(cè)量濃度的方法包括取樣、稱重、除去試樣中的水分、再稱出剩余試樣的重量等步驟。這種方法適合于抽樣檢查，但不適合于連續(xù)控制。連續(xù)控制時(shí)要求對(duì)濃度的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的、在線的檢測(cè)。工藝上一般要在高濃下儲(chǔ)存紙漿，以減小儲(chǔ)漿池的容積。但是用管路輸送高濃紙漿不但比較困難，而且效率低下。因此通常采用濃度控制系統(tǒng)向儲(chǔ)漿池出口的紙漿中加入稀釋水。4.6.1單稀釋控制系統(tǒng)

圖4-6-1是一個(gè)典型的單稀釋控制系統(tǒng)，通常這種系統(tǒng)使紙漿濃度降低0.5%~1%。該系統(tǒng)由濃度檢測(cè)單元CE-1、濃度變送器CT-1、輔助記錄儀VPR-1、濃度記錄控制器CRC-1，以及安裝在稀釋水管上的控制閥CV-1所組成。

2VPR1CRC1CV-1CT13CE-11

圖4-6-1典型的單稀釋濃度控制系統(tǒng)1一儲(chǔ)漿池；2一稀釋水；3一漿流

4.6.2雙稀釋控制系統(tǒng)

當(dāng)要求紙漿濃度的稀釋量超過(guò)0.5%~1%時(shí)，通常使用圖4-6-2所示的雙稀釋控制系統(tǒng)，通過(guò)兩步加水來(lái)實(shí)現(xiàn)。在濃度大于6%的高濃漿池上普遍使用該方案。為了便于泵輸送紙料，在儲(chǔ)漿池底部即稀釋區(qū)加水，把紙料濃度稀釋到4%左右，再用類似于圖4-6-1所示的濃度控制系統(tǒng)進(jìn)行二次濃度控制。一次稀釋是通過(guò)控制器CIC-1A和控制閥CV-1A加入大部分水來(lái)完成的。這個(gè)一次濃度控制器一般可使用標(biāo)準(zhǔn)比例控制器，或位式控制器。該控制器的輸入信號(hào)來(lái)自二次回路中的控制器CRC-1向控制閥CV-1輸出的信號(hào)。4.6.3流量補(bǔ)償

1雙稀釋濃度控制系統(tǒng)在大多數(shù)工廠能滿足生產(chǎn)要求。但是當(dāng)儲(chǔ)漿池的通過(guò)量或漿的流速有較大變化時(shí)，必須對(duì)控制方案進(jìn)行改進(jìn)。在圖4-6-3中，雙稀釋系統(tǒng)又補(bǔ)充了一個(gè)取自于電磁流量計(jì)FE-2的流量信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)濃度控制。該流量信號(hào)在計(jì)算繼動(dòng)器中與副控制器CIC-1A的輸出信號(hào)匯合，計(jì)算繼動(dòng)器在這里充當(dāng)了一個(gè)帶有正偏差的1:1中繼器，其偏值由流量變送器FT-2提供，并且可以通過(guò)人工進(jìn)行調(diào)整。這樣當(dāng)漿料的通過(guò)量發(fā)生較大的變化時(shí)，可以重調(diào)一次稀釋水控制閥CV-1A，從而改變加水量，使?jié){料的濃度維持在理想的數(shù)值上。

2CIC1AVPR1CRC1CT11CV-1ACE-134CV-1

圖4-6-2雙稀釋濃度控制系統(tǒng)

1一高濃儲(chǔ)漿池；2一次稀釋水；3－二次稀釋水；4一漿流

CIC1A1:1REPCV-1A13CE-1FE-2VPR1CRC1FR22CT1FT2CV-1

圖4-6-3具有流量補(bǔ)償?shù)碾p稀釋濃度控制系統(tǒng)

l－高濃儲(chǔ)漿池；2一次稀釋水；3－二次稀釋水；4一漿流

4.7調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定方法

一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程或者控制質(zhì)量，與被控對(duì)象、干擾形式與大小、控制方案的確定及控制器參數(shù)整定有著密切的關(guān)系。在控制方案、廣義對(duì)象的特性、控制規(guī)律都已確定的情況下，控制質(zhì)量主要就取決于控制器參數(shù)的整定。所謂控制器參數(shù)的整定，就是按照已定的控制方案，求取使控制質(zhì)量最好的控制器參數(shù)值。具體來(lái)說(shuō)，就是確定最合適的控制器比例度、積分時(shí)間TI和微分時(shí)間TD。當(dāng)然，這里所謂最好的控制質(zhì)量不是絕

1對(duì)的，是根據(jù)工藝生產(chǎn)的要求而提出的所期望的控制質(zhì)量。例如，對(duì)于單回路的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，一般希望過(guò)渡過(guò)程是4:1（或10:1）的衰減振蕩過(guò)程。

控制器參數(shù)整定的方法很多，主要有兩大類，一類是理論計(jì)算的方法，另一類是工程整定法。

理論計(jì)算的方法是根據(jù)已知的廣義對(duì)象特性及控制質(zhì)量的要求，通過(guò)理論計(jì)算出控制器的最佳參數(shù)。這種方法由于比較繁瑣、工作量大，計(jì)算結(jié)果有時(shí)與實(shí)際情況不甚符合，故在工程實(shí)踐中長(zhǎng)期沒(méi)有得到推廣和應(yīng)用。

工程整定法是在已經(jīng)投運(yùn)的實(shí)際控制系統(tǒng)中，通過(guò)試驗(yàn)或探索，來(lái)確定控制器的最佳參數(shù)。這種方法是工藝技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常遇到的。下面介紹其中的幾種常用工程整定法。4.7.1臨界比例度法

這是目前使用較多的一種方法。它是先通過(guò)試驗(yàn)得到臨界比例度K和臨界周期TK，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的關(guān)系求出控制器各參數(shù)值。具體作法如下。

在閉環(huán)的控制系統(tǒng)中，先將控制器變?yōu)榧儽壤�作用，即將TI放大“”位置上，TD放在“0”位置上，在干擾作用下，從大到小地逐漸改變控制器的比例度，直至系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩（即臨界振蕩），如圖4-7-1所示。這時(shí)的比例度叫臨界比例度K，周期為臨界振蕩周期

TK。記下K和TK，然后按表4-7-1中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出控制器的各參數(shù)整定數(shù)值。

表4-7-1臨界比例度法參數(shù)計(jì)算公式表

控制作用比例比例+積分積分時(shí)間比例度/%TI/min2K2.2KTD/min微分時(shí)間控制作用比例度/%積分時(shí)間TI/min微分時(shí)間TD/min0.1TK0.85TK比例+微分比例+積分+微分1.7K1.8K0.5TK0.1TK臨界比例度法比較簡(jiǎn)單方便，容易掌握和判斷，適用于一般的控制系統(tǒng)。但是對(duì)于臨界比例度很小的系統(tǒng)不適用。因?yàn)榕R界比例度很小，則控制器輸出的變化一定很大，被調(diào)參數(shù)容易超出允許范圍，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

fyTktt圖4-7-1臨界振蕩過(guò)程

臨界比例度法是要使系統(tǒng)達(dá)到等幅振蕩后，才能找出K與TK，對(duì)于工藝上不允許產(chǎn)生等幅振蕩的系統(tǒng)本方法亦不適用。4.7.2衰減曲線法

1衰減曲線法是通過(guò)使系統(tǒng)產(chǎn)生衰減振蕩來(lái)整定控制器的參數(shù)值的，具體作法如下：在閉環(huán)的控制系統(tǒng)中，先將控制器變?yōu)榧儽壤�作用，并將比例度預(yù)置在較大的數(shù)值上。在達(dá)到穩(wěn)定后，用改變給定值的辦法加入階躍干擾，觀察被控變量記錄曲線的衰減比，然后從大到小改變比例度，直至出現(xiàn)4:1衰減比為止，見圖4-7-2（a），記下此時(shí)的比例度s（叫4:1衰減比例度），從曲線上得到衰減周期Ts。然后根據(jù)表4-7-2中的經(jīng)驗(yàn)公式，求出控制器的參數(shù)整定值。

有的過(guò)程，4:1衰減仍嫌振蕩過(guò)強(qiáng)，可采用10:1衰減曲線法。方法同上，得到10:1衰減曲線[見圖4-7-2（b）]后，記下此時(shí)的比例度"s和最大偏差時(shí)間T升（又稱上升時(shí)間），然后根據(jù)表4-7-3中的經(jīng)驗(yàn)公式，求出相應(yīng)的、TI、TD值。

ftyTst（a）yT升t（b）圖4-7-24:1和10:1衰減振蕩過(guò)程

采用衰減曲線法必須注意以下幾點(diǎn)。

1）加的干擾幅值不能太大，要根據(jù)生產(chǎn)操作要求來(lái)定，一般為額定值的5％左右，也有例外的情況。

2）必須在工藝參數(shù)穩(wěn)定情況下才能施加干擾，否則得不到正確的s、Ts或"s和T升值。3）對(duì)于反應(yīng)快的系統(tǒng)，如流量、管道壓力和小容量的液位控制等，要在記錄曲線上嚴(yán)格得到4:1衰減曲線比較困難。一般以被控變量來(lái)回波動(dòng)兩次達(dá)到穩(wěn)定，就可以近似地認(rèn)為達(dá)到4:1衰減過(guò)程了。

表4-7-24:1衰減曲線法控制器參數(shù)計(jì)算表

控制作用比例比例+微分比例+積分+微分/%s1.2s1.8sTI/minTD/min0.5Ts0.3Ts0.1Ts衰減曲線法比較簡(jiǎn)便，適用于一般情況下的各種參數(shù)的控制系統(tǒng)。但對(duì)于干擾頻繁，

1記錄曲線不規(guī)則，不斷有小擺動(dòng)的情況，由于不易得到準(zhǔn)確的衰減比例度和衰減周期，使得這種方法難于應(yīng)用。

表4-7-310:1衰減曲線法控制器參數(shù)計(jì)算表控制作用比例比例+微分比例+積分+微分/%TI/minTD/mins1.2s0.8s"""0.2T升1.2T升0.4T升4.7.3經(jīng)驗(yàn)湊試法

經(jīng)驗(yàn)湊試法是長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的一種整定方法。它是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先將控制器參數(shù)放在一個(gè)數(shù)值上，直接在閉環(huán)的控制系統(tǒng)中，通過(guò)改變給定值施加干擾，在記錄儀上觀察過(guò)渡過(guò)程曲線，運(yùn)用、TI、TD對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響為指導(dǎo)，按照規(guī)定順序，對(duì)比例度、積分時(shí)間TI和微分時(shí)間TD逐個(gè)整定，直到獲得滿意的過(guò)渡過(guò)程為止。

各類控制系統(tǒng)中控制器參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，列于表4-7-4中，供整定時(shí)參考選擇。

表4-7-4控制器參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

控制對(duì)象流量對(duì)象特征對(duì)象時(shí)間常數(shù)小，參數(shù)有波動(dòng)，要大；TI要短；不用微分對(duì)象容量滯后大，即參數(shù)受干擾后變化遲緩，應(yīng)小；TI要長(zhǎng)；一般需加微分壓力液位對(duì)象的容量滯后一般，不算大，一般不加微分對(duì)象時(shí)間常數(shù)范圍大。有求不高時(shí)，可在一定范圍內(nèi)選取，一般不用微分30～7020～800.4～3/%TI/minTD/min40～1000.3～1溫度20～603～100.5～3表中給出的只是一個(gè)大體范圍，有時(shí)變動(dòng)較大。例如，流量控制系統(tǒng)的值有時(shí)需在200％以上；有的溫度控制系統(tǒng)，由于容量滯后大，TI往往要在15min以上。另外，選取值時(shí)尚應(yīng)注意測(cè)量部分的量程和控制閥的尺寸，如果量程�。ㄏ喈�(dāng)于測(cè)量變送器的放大系數(shù)即

KKm大）或控制閥的尺寸選大了（相當(dāng)于控制閥的放大系數(shù)Kv大）時(shí)，應(yīng)適當(dāng)選大一些，小一些，這樣可以適當(dāng)補(bǔ)償Km大或Kv大帶來(lái)的影響，使整個(gè)回路的放大系數(shù)保持在

c一定范圍內(nèi)。

整定的步驟有以下兩種。

l）先用純比例作用進(jìn)行湊試，待過(guò)渡過(guò)程已基本穩(wěn)定并符合要求后，再加積分作用消除余差，最后加入微分作用是為了提高控制質(zhì)量。按此順序觀察過(guò)渡過(guò)程曲線進(jìn)行整定工作。具體作法如下。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并參考表4-7-4的數(shù)據(jù)，選定一個(gè)合適的值作為起始值，把積分時(shí)間放在“

，微分時(shí)間置于“0”，將系統(tǒng)投入自動(dòng)。改變給定值，觀察被控變量記錄曲線形狀�！�

如曲線不是4:1哀減（這里假定要求過(guò)渡過(guò)程是4:1衰減振蕩的），例如衰減比大于4:1，說(shuō)明選的偏大，適當(dāng)減小值再看記錄曲線，直到呈4:1衰減為止。注意，當(dāng)把控制器比例度改變以后，如無(wú)干擾就看不出衰減振蕩曲線，一般都要穩(wěn)定以后再改變一下給定值才能看到。若工藝上不允許反復(fù)改變給定值，那只好等候工藝本身出現(xiàn)較大干擾時(shí)再看記錄

1曲線。值調(diào)整好后，如要求消除余差，則要引入積分作用。一般積分時(shí)間可先取為衰減周期的一半值，并在積分作用引入的同時(shí)，將比例度增加10％～20％，看記錄曲線的衰減比和消除余差的情況，如不符合要求，再適當(dāng)改變和TI值，直到記錄曲線滿足要求。如果是三作用控制器，則在已調(diào)整好和TI的基礎(chǔ)上再引入微分作用，而在引入微分作用后，允許把值縮小一點(diǎn)，把TI值也再縮小一點(diǎn)。微分時(shí)間TD也要在表4-7-4給出的范圍內(nèi)湊試，以使過(guò)渡過(guò)程時(shí)間短，超調(diào)量小，控制質(zhì)量滿足生產(chǎn)要求。

經(jīng)驗(yàn)湊試法的關(guān)鍵是“看曲線，調(diào)參數(shù)”。因此，必須弄清楚控制器參數(shù)變化對(duì)過(guò)渡過(guò)程曲線的影響關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，在整定中，觀察到曲線振蕩很頻繁，須把比例度增大以減少振蕩；當(dāng)曲線最大偏差大且趨于非周期過(guò)程時(shí)，須把比例度減小。當(dāng)曲線波動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)增大積分時(shí)間；而在曲線偏離給定值后，長(zhǎng)時(shí)間回不來(lái)，則須減小積分時(shí)間，以加快消除余差的過(guò)程。如果曲線振蕩得厲害，須把微分時(shí)間減到最小，或者暫時(shí)不加微分作用，以免更加劇振蕩；在曲線最大偏差大而衰減緩慢時(shí)，須增加微分時(shí)間。經(jīng)過(guò)反復(fù)湊試，一直調(diào)到過(guò)渡過(guò)程振蕩兩個(gè)周期后基本達(dá)到穩(wěn)定，品質(zhì)指標(biāo)達(dá)到工藝要求為止。

在一般情況下，比例度過(guò)小、積分時(shí)間過(guò)小或微分時(shí)間過(guò)大，都會(huì)產(chǎn)生周期性的激烈振蕩。但是，積分時(shí)間過(guò)小引起的振蕩，周期較長(zhǎng)；比例度過(guò)小引起的振蕩，周期較短；微分時(shí)間過(guò)大引起的振蕩，周期最短，如圖4-7-3所示，曲線a的振蕩是積分時(shí)間過(guò)小引起的，曲線b是比例度過(guò)小引起的，曲線c的振蕩則是由于微分時(shí)間過(guò)大引起的。

圖4-7-3三種振蕩曲線比較圖

比例度過(guò)小、積分時(shí)間過(guò)小和微分時(shí)間過(guò)大引起的振蕩，還可以這樣進(jìn)行判別：從給定值指針動(dòng)作之后，一直到測(cè)量指針發(fā)生動(dòng)作，如果這段時(shí)間短，應(yīng)把比例度增加；如果這段時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)把積分時(shí)間增大；如果時(shí)間最短，應(yīng)把微分時(shí)間減小。

如果比例度過(guò)大或積分時(shí)間過(guò)大，都會(huì)使過(guò)渡過(guò)程變化緩慢，如何判別這兩種情況呢？一般地說(shuō)，比例度過(guò)大，曲線波動(dòng)較劇烈、不規(guī)則地較大地偏離給定值，而且，形狀像波浪般的起伏變化，如圖4-7-4曲線a所示。如果曲線通過(guò)非周期的不正常路徑，慢慢地回復(fù)到終值，這說(shuō)明積分時(shí)間過(guò)大，如圖4-7-4曲線b所示。應(yīng)當(dāng)注意，積分時(shí)間過(guò)大或微分時(shí)間過(guò)大，超出允許的范圍時(shí)，不管如何改變比例度，都是無(wú)法補(bǔ)救的。

ab被控變量t

1圖4-7-4比例度過(guò)大、積分時(shí)間過(guò)大時(shí)兩種曲線比較圖

2）經(jīng)驗(yàn)湊試法還可以按下列步驟進(jìn)行：先按表4-7-4中給出的范圍把TI定下來(lái)，如要引入微分作用，可取TD(13~14)TI。然后對(duì)進(jìn)行湊試，湊試步驟與前一種方法相同。

一般來(lái)說(shuō)，這樣湊試可較快地找到合適的參數(shù)值。但是，如果開始TI和TD設(shè)置得不合適，則可能得不到所要求的記錄曲線。這時(shí)應(yīng)將TD和TI作適當(dāng)調(diào)整，重新湊試，直至記錄曲線合乎要求為止。

經(jīng)驗(yàn)湊試法的特點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，適用于各種控制系統(tǒng)，因此應(yīng)用非常廣泛。特別是外界干擾作用頻繁，記錄曲線不規(guī)則的控制系統(tǒng)，采用此法最為合適。但是此法主要是靠經(jīng)驗(yàn)，在缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)或過(guò)渡過(guò)程本身較慢時(shí)，往往較為費(fèi)時(shí)。為了縮短整定時(shí)間，可以運(yùn)用優(yōu)選法，使每次參數(shù)改變的大小和方向都有一定的目的性。值得注意的是，對(duì)于同一個(gè)系統(tǒng)，不同的人采用經(jīng)驗(yàn)湊試法整定，可能得出不同的參數(shù)值，這是由于對(duì)每一條曲線的看法，有時(shí)會(huì)因人而異，沒(méi)有一個(gè)很明確的判斷標(biāo)準(zhǔn)，而且不同的參數(shù)匹配有時(shí)會(huì)使所得過(guò)渡過(guò)程衰減情況極為相近。例如某初餾塔塔頂溫度控制系統(tǒng)，如采用如下兩組參數(shù)時(shí)；

15%35%

TI7.5min

TD3min系統(tǒng)都得到10:1的衰減曲線，超調(diào)量和過(guò)渡時(shí)間基本相同。

最后必須指出，在一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，控制器的參數(shù)必須整定，才能獲得滿意的控制質(zhì)量。同時(shí)，在生產(chǎn)進(jìn)行的過(guò)程中，如果工藝操作條件改變，或負(fù)荷有很大變化，被控對(duì)象的特性就要改變，因此，控制器的參數(shù)必須重新整定。由此可見，整定控制器參數(shù)是經(jīng)常要做的工作，對(duì)工藝人員與儀表人員來(lái)說(shuō)，都是需要掌握的。

4.8儀表圖例與儀表位號(hào)的字母代號(hào)

在工藝流程確定以后，工藝人員和自控設(shè)計(jì)人員應(yīng)共同研究確定控制方案�？刂品桨傅拇_定包括流程中各測(cè)量點(diǎn)的選擇、控制系統(tǒng)的確定及有關(guān)自動(dòng)信號(hào)、聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。在控制方案確定以后，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)得出的流程圖，按其流程順序標(biāo)注出相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)、控制點(diǎn)、控制系統(tǒng)及自動(dòng)信號(hào)與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)等，便構(gòu)成了工藝管道及控制流程圖（PID）。

壓縮空氣蒸汽LICPdIC201白水凈化CIC201FIC102SI201壓榨部水分干燥部PIC202SPMRC201壓光機(jī)卷紙機(jī)201PIC201PHIC網(wǎng)P白水201明礬定量BIC201*圖4-8-1控制流程圖舉例

圖4-8-1是抄紙過(guò)程的工藝管道及控制流程圖。為了說(shuō)明問(wèn)題方便，對(duì)實(shí)際的工藝過(guò)程及控制方案都作了部分修改。成漿經(jīng)高位箱、沖漿泵、流漿箱噴向網(wǎng)部，在經(jīng)壓榨、干燥、壓光、卷曲后送完成工段處理。

在繪制控制流程圖時(shí)，圖中所采用的圖例符號(hào)要按有關(guān)的技術(shù)規(guī)定進(jìn)行，可參見化工部設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)HGJ7-87《化工過(guò)程檢測(cè)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)符號(hào)統(tǒng)一規(guī)定》下面結(jié)合圖4-8-1對(duì)其中一些常用的統(tǒng)一規(guī)定作一簡(jiǎn)要介紹。

測(cè)量點(diǎn)圖4-8-2測(cè)量點(diǎn)的一般表示方法

4.8.1圖形符號(hào)

（1）測(cè)量點(diǎn)（包括檢出元件、取樣點(diǎn)）

是由工藝設(shè)備輪廓線或工藝管線引到儀表圓圈的連接線的起點(diǎn)，一般無(wú)特定的圖形符號(hào)，如圖4-8-2所示。圖4-8-1中的塔頂取壓點(diǎn)和加熱蒸汽管線上的取壓點(diǎn)都屬于這種情形。必要時(shí)，檢測(cè)元件也可以用象形或圖形符號(hào)表示。

（2）連接線

通用的儀表信號(hào)線均以細(xì)實(shí)線表示。連接線表示交叉及相接時(shí)，采用圖4-8-3的形式。必要時(shí)也可用加箭頭的方式表示信號(hào)的方向。在需要時(shí)，信號(hào)線也可按氣信號(hào)、

電信號(hào)、導(dǎo)壓毛細(xì)管等等采用不同的表示方式加以區(qū)別。

（3）儀表（包括檢測(cè)、顯示、控制）的圖形符號(hào)

儀表的圖形符號(hào)是一個(gè)細(xì)實(shí)線圓，直徑約10，對(duì)于不同的儀表安裝位置的圖形符號(hào)表示可參見附錄8儀表安裝位置的圖形符號(hào)表示。

對(duì)于處理兩個(gè)或兩個(gè)以上被測(cè)量，具有相同或不同的功能的復(fù)式儀表時(shí)，可用兩個(gè)相切的圓或分別用細(xì)實(shí)線圓與細(xì)虛線圓相切表示（測(cè)量點(diǎn)在圖紙上距離較遠(yuǎn)或不在同一圖紙上），如圖4-8-4所示。4.8.2字母代號(hào)

在控制流程圖中，用來(lái)表示儀表的小圓圈的上半圓內(nèi)，一般寫有兩位（或兩位以上）字母，第一位字母表示被測(cè)變量，后繼字母表示儀表的功能，常用被測(cè)變量和儀表功能的字母代號(hào)見附錄7自控工程設(shè)計(jì)字母代碼。

以圖4-8-1的抄紙過(guò)程控制流程圖來(lái)說(shuō)明如何以字母代號(hào)的組合來(lái)表示被測(cè)變量和儀表功能的。進(jìn)高位箱的濃度控制系統(tǒng)中的CIC-201，其中第一位字母C表示被測(cè)變量為濃度，第二位字母I表示具有指示功能，第三位字母C表示具有控制功能，因此，CIC的組合就表示一臺(tái)具有指示功能的濃度控制器。該控制系統(tǒng)是通過(guò)加入白水來(lái)穩(wěn)定送入網(wǎng)部漿

160

圖4-8-4復(fù)式儀表的表示方法交叉相接方向圖4-8-3連接線的表示方法的濃度。同樣，流漿箱總壓控制系統(tǒng)中的PIC-201是一臺(tái)具有指示功能的壓力控制器，它是通過(guò)調(diào)節(jié)沖漿泵的轉(zhuǎn)速來(lái)維持流漿箱的總壓進(jìn)而保證穩(wěn)定均勻的向網(wǎng)部噴漿。

當(dāng)一臺(tái)儀表同時(shí)具有指示、記錄功能時(shí)，只需標(biāo)注字母代號(hào)“R”，不標(biāo)“I”，所以MRC-201可以同時(shí)具有指示、記錄功能。在干燥部的差壓控制系統(tǒng)中的PdIC代表一臺(tái)具有指示、控制功能的差壓控制器。儀表圓圈外標(biāo)有“H”、“L”字母，表示該儀表同時(shí)具有高、低限報(bào)警。4.8.3儀表位號(hào)

在檢測(cè)、控制系統(tǒng)中，構(gòu)成一個(gè)回路的每個(gè)儀表（或元件）都應(yīng)有自己的儀表位號(hào)。儀表位號(hào)是由字母代號(hào)組合和阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)兩部分組成。字母代號(hào)的意義前面已經(jīng)解釋過(guò)。阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)寫在圓圈的下半部，其第一位數(shù)字表示工段號(hào)，后續(xù)數(shù)字（二位或三位數(shù)字）表示儀表序號(hào)。圖4-8-1中儀表的數(shù)字編號(hào)第一位都是2，表示抄紙過(guò)程在造紙生產(chǎn)中屬于第二工段。通過(guò)控制流程圖，可以看出其上每臺(tái)儀表的測(cè)量點(diǎn)位置、被測(cè)變量、儀表功能、工段號(hào)、儀表序號(hào)、安裝位置等。例圖4-8-1中的SI-201表示測(cè)量點(diǎn)在網(wǎng)部的網(wǎng)速指示儀表，該儀表為測(cè)控儀表，工段號(hào)為2，儀表序號(hào)為01。而PIC－202表示同一工段的一臺(tái)壓力控制儀表，其壓力的測(cè)量點(diǎn)在主蒸汽管道，控制閥也安裝在主蒸汽管道。

4.9調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)、調(diào)試和投運(yùn)

4.9.1自動(dòng)化系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)

（1）工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及基本程序

制漿造紙工業(yè)自動(dòng)化儀表的工程設(shè)計(jì)是用圖紙和文字資料，表達(dá)其生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的全部?jī)?nèi)容的一項(xiàng)工作。在一般情況下，大致有如下具體內(nèi)容：

①根據(jù)生產(chǎn)工藝對(duì)工業(yè)自動(dòng)化儀表的要求，經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，從我國(guó)的具體實(shí)際情況出發(fā)，并根據(jù)投資的比例，確定這個(gè)工程項(xiàng)目的工業(yè)自動(dòng)化儀表的水平。

②制定生產(chǎn)控制的流程圖及設(shè)計(jì)主要參數(shù)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

③根據(jù)生產(chǎn)工藝提供的各種參數(shù)與生產(chǎn)工藝過(guò)程的特點(diǎn)，確定自動(dòng)化儀表的選型。④生產(chǎn)過(guò)程有關(guān)聯(lián)鎖保護(hù)與必要報(bào)警信號(hào)的設(shè)計(jì)。④控制室與儀表盤的設(shè)計(jì)。⑥儀表供氣和供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

⑦各種連接導(dǎo)線和管徑的選擇與敷設(shè)設(shè)計(jì)。

⑧儀表車間或儀表修理間的設(shè)計(jì)，以及維修調(diào)校儀表所必需的設(shè)備、工具與儀器的確定。

作為一個(gè)大的工程項(xiàng)目，由于涉及面廣，影響大，技術(shù)復(fù)雜，設(shè)計(jì)大致分?jǐn)U大初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、和施工設(shè)計(jì)三步。初步設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括自動(dòng)化儀表總體水平的確定，重要控制系統(tǒng)說(shuō)明，儀表、設(shè)備、材料大體數(shù)量和規(guī)格的確定、以便報(bào)請(qǐng)主管部門審批，并為訂貨作好準(zhǔn)備。在同意初步設(shè)計(jì)以后，即可進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)與施工圖設(shè)計(jì)。技術(shù)設(shè)計(jì)是把初步設(shè)計(jì)在技術(shù)上具體化，施工圖是進(jìn)行施工的技術(shù)依據(jù)，它必須從施工角度出發(fā)，使施工能保質(zhì)保量更快地進(jìn)行。

（2）增添與改造有關(guān)儀表的工程沒(méi)計(jì)

在有些已經(jīng)運(yùn)行生產(chǎn)的工廠也經(jīng)常遇到自動(dòng)化儀表的工程設(shè)計(jì)，這主要由于：造紙生產(chǎn)工藝在不斷地向前發(fā)展，原來(lái)設(shè)計(jì)的一套工業(yè)自動(dòng)化儀表已不能適應(yīng)新的生產(chǎn)工藝的要

1求；原有一套工業(yè)自動(dòng)化儀表經(jīng)過(guò)幾年運(yùn)行之后，因儀表性能不好或沒(méi)有備品已不能繼續(xù)運(yùn)行；在一些投產(chǎn)較早的生產(chǎn)工序，過(guò)去沒(méi)有設(shè)計(jì)與安裝過(guò)工業(yè)自動(dòng)化儀表。

1）設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)

設(shè)計(jì)人員必須要深入現(xiàn)場(chǎng)，深入實(shí)際，認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查研究，總結(jié)有關(guān)方面的經(jīng)驗(yàn)。熟識(shí)該工程項(xiàng)目的生產(chǎn)工藝、主要機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)、構(gòu)造與機(jī)理、控制對(duì)象與物料的特性、生產(chǎn)工藝參數(shù)與操作條件、操作崗位分布和定員。并與工藝人員共同研究哪些是操作中的關(guān)鍵參數(shù)，需要配以自動(dòng)調(diào)節(jié)；哪些參數(shù)需要集中測(cè)量、累計(jì)與記錄；哪些參數(shù)需要就地測(cè)量；哪些需要設(shè)置報(bào)警和自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)裝置等等。有些環(huán)節(jié)采用自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)之后則可以簡(jiǎn)化工藝流程，取消或增加工藝設(shè)備和泵等。通過(guò)增設(shè)的工業(yè)自動(dòng)化儀表來(lái)達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、降低成本與達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。應(yīng)該看到一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化水平高低，并不是看其安裝多少自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)與采用什么形式的儀表，而是在于，看其促進(jìn)和解決這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中存在問(wèn)題的實(shí)際能力。因此，在確定一個(gè)生產(chǎn)工序的自動(dòng)化儀表的水平與規(guī)模時(shí)，應(yīng)該從實(shí)際情況出發(fā)與可能提供的投資比例，合理地制定這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的方案。

①要正確地設(shè)計(jì)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)人員在熟識(shí)工藝的基礎(chǔ)上，還要掌握對(duì)象特征，正確地選擇被調(diào)參數(shù)和操作參數(shù)，分析各種干擾和負(fù)荷變化因素以及滯后對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響。根據(jù)這些情況，選擇需用的測(cè)量元件、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和確定測(cè)量位置，來(lái)達(dá)到組成簡(jiǎn)單或復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

測(cè)量元件的滯后對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響很大，要盡量減少或想法克服這種滯后對(duì)系統(tǒng)所帶來(lái)的不良影響。

調(diào)節(jié)閥是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)重要單元。經(jīng)驗(yàn)證明，調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行的原因經(jīng)常發(fā)生在調(diào)節(jié)閥上。因此對(duì)調(diào)節(jié)閥的選用應(yīng)引起足夠重視。

對(duì)于滯后很大、負(fù)荷變化也很大的對(duì)象，以及操作條件嚴(yán)格，而且參數(shù)間相互關(guān)系復(fù)雜的對(duì)象，簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)法滿足要求時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)復(fù)雜的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)（如串級(jí)、比值、均勻和前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)等），以進(jìn)一步加強(qiáng)抗干擾能力，滿足工藝生產(chǎn)的要求。在采用這些復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)持慎重態(tài)度，能用簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)解決問(wèn)題時(shí)，就不要用復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)。雖然復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能優(yōu)于簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)，但是，前者使用儀表多，而且啟動(dòng)、整定也比較麻煩。因此，在選用復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)前應(yīng)該掌握其特點(diǎn)、應(yīng)用條件和范圍以及其實(shí)施方案，以便充分發(fā)揮復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)越性。

②為了保證生產(chǎn)過(guò)程中的人身與設(shè)備的安全，在進(jìn)行自控儀表的工程設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于有關(guān)安全措施應(yīng)給予充分的重視，雖然這樣將增加一些投資，但為了保證安全生產(chǎn)，這些必需的安全措施還是需要的。

③在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，要深入實(shí)際進(jìn)行調(diào)查研究和收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)自控儀表的資料，并對(duì)本工程項(xiàng)目自動(dòng)化儀表的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)與技術(shù)方面的比較，使該項(xiàng)目不但在技術(shù)上要先進(jìn)、可取，而且在經(jīng)濟(jì)上也要合理。

2）改造工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容一般情況下主要包括如下方面：①控制流程圖的制定。②各種儀表的選型。

3）控制室的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)控制室時(shí)，應(yīng)該考慮如下方面的一些問(wèn)題：

1①控制室的位置應(yīng)選擇在工藝設(shè)備的中心地帶，如有4臺(tái)排成一行的200米2蒸煮立鍋，則控制室應(yīng)設(shè)在接近中間兩臺(tái)立鍋的地方。這樣不但與操作崗位容易取得聯(lián)系，同時(shí)還可以減小電線、管線的敷設(shè)長(zhǎng)度。

②控制室的位置還應(yīng)該遠(yuǎn)離振動(dòng)大的機(jī)器（如削片機(jī)、空壓機(jī)等）、配電室和大功率的電氣設(shè)備（如變壓器等）。以消除振動(dòng)與電磁對(duì)儀表的干擾。

③室內(nèi)要有良好的通風(fēng)、照明、采暖和隔音設(shè)施，保證光線充足。照明燈光要求柔和均勻。

④儀表盤在室內(nèi)布置，以觀察方便、緊湊美觀為原則，可采用弧型、Π型、Γ型、直線型。儀表盤與墻之間要留有1.5米距離以上，以便于在盤后進(jìn)行儀表安裝與檢修工作。有些組裝的附件如變送器、轉(zhuǎn)換器、接線箱等可以安裝在墻邊。儀表盤盤前到墻的操作面距離一般不少于4米，若有操作臺(tái)，還要適當(dāng)加寬。特別是對(duì)于儀表組數(shù)量比較多的控制室，在條件允許的情況下，這個(gè)距離盡量大一些，以考慮外來(lái)人員的參觀。

⑤控制室內(nèi)墻壁、地板、門窗的設(shè)計(jì)，要考慮到儀表對(duì)溫度、濕度和防塵的要求以保證儀表的精度。并要使控制室內(nèi)的噪聲減少到最低程度。

4）儀表盤的設(shè)計(jì)。

5）模擬盤的設(shè)計(jì)有如下要求：

①模擬板的尺寸與整個(gè)儀表盤大小比例要合適。半模擬儀表盤下半部的儀表應(yīng)與上半部控制點(diǎn)流程圖對(duì)應(yīng)。一般情況下，要從左向右地進(jìn)行繪制。

②半模擬儀表盤的模擬流程圖設(shè)計(jì)應(yīng)包括塔、罐、爐、池等主要設(shè)備。其它設(shè)備如加熱器、泵、管路、閥門與儀表盤上的儀表有關(guān)系時(shí)，或者為了說(shuō)明工藝的主要流程，也必須畫出。圖中符號(hào)和線路的顏色應(yīng)符合規(guī)定要求，特別是色彩要協(xié)調(diào)，管線應(yīng)繪出介質(zhì)流向，并根據(jù)管內(nèi)介質(zhì)不同給以不同顏色，以示區(qū)別。如：蒸汽管線用紅色、造紙?jiān)�材料和紙漿用黃色、清水用藍(lán)色、白水用綠色等。表示參數(shù)與儀表功能的基本符號(hào)及文字應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。

③要大方、美觀，圖形和符號(hào)要清晰，圖例要統(tǒng)一，大小要適當(dāng)。模擬圖案上設(shè)備與設(shè)備之間，設(shè)備與管線間，其圖形大小不取統(tǒng)一縮小比例�？偟膩�(lái)說(shuō)，對(duì)于圖案，既要注意整齊美觀，又要具有示意性且布置勻稱，不要裝飾一些與生產(chǎn)無(wú)關(guān)的東西。

6）導(dǎo)管的選擇7）導(dǎo)線的選擇8）儀表供氣源的設(shè)計(jì)9）施工圖的設(shè)計(jì)

施工圖是進(jìn)行施工時(shí)的依據(jù)，由于本節(jié)介紹的增添與改造有關(guān)儀表的工程大部分由本單位自行施工，因此施工圖紙可以簡(jiǎn)單些。除控制流程圖、復(fù)用圖紙之外，主要包括：

①儀表盤的正面布置圖。如果儀表盤自行加工制造還要有儀表盤加工制造圖，作為儀表盤制造和安裝的指導(dǎo)。用1:10的比例進(jìn)行繪制。

②儀表盤盤后接線，接管圖。

③帶有半模擬板時(shí)，應(yīng)畫出半模擬板的正面布置圖與板后接線圖、模擬板上主要設(shè)備、管線、控制點(diǎn)以及調(diào)節(jié)閥等符號(hào)，圖形要明顯，比例要適當(dāng)。

④繼電與聯(lián)鎖信號(hào)的原理圖與測(cè)量、控制儀表的單元系統(tǒng)圖。

⑤接管箱、接線箱、供電箱、聯(lián)鎖繼電器箱等的接線圖，安裝圖以及正面布置圖。

1⑥控制室平面布置圖與控制室外的管、線、纜平面敷設(shè)圖。⑦各設(shè)備及管道的取樣點(diǎn)、開孔圖及一次取樣脈沖管路敷設(shè)圖。4.9.2現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備的選型

自控設(shè)計(jì)人員按照控制流程圖制定調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案和對(duì)變送器、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥等的選型和確定數(shù)量，但在進(jìn)行儀表選型時(shí)還應(yīng)考慮：

國(guó)內(nèi)儀表的供應(yīng)情況與可能；生產(chǎn)工序?qū)�儀表的具體要求；安裝儀表的周圍環(huán)境；工藝操作條件；介質(zhì)特性；安裝方式等。

對(duì)于某些生產(chǎn)工序，原來(lái)已經(jīng)安裝一批儀表，在進(jìn)行技術(shù)改造的工程設(shè)計(jì)時(shí)，凡是可以使用的應(yīng)該繼續(xù)利用，使之做到物盡其用。

為了便于概算、領(lǐng)料與做好施工前的準(zhǔn)備工作，需要列出主要儀表、設(shè)備、材料的匯總表。即包括儀表和主要元部件（熱電偶、熱電阻、調(diào)節(jié)閥等）、加工件以及表盤、保溫箱、電纜、補(bǔ)償導(dǎo)線、管纜、特種金屬管材、合金鋼等設(shè)備材料的名稱、規(guī)格、型號(hào)和數(shù)量。其內(nèi)容和表格形式如表4-9-1和表4-9-2所示。

表4-9-1控制測(cè)量?jī)x表表格形式

控制測(cè)量?jī)x表一覽表安位號(hào)用途儀表名稱及規(guī)格型號(hào)數(shù)量裝地點(diǎn)123456789101112化學(xué)成分及比重技術(shù)數(shù)據(jù)溫度壓力流量液面?zhèn)渥?/p>

表4-9-2電氣設(shè)備和主要材料表格形式

電氣設(shè)備和主要材料表格形式

序號(hào)1名稱、型號(hào)及技術(shù)規(guī)格2單位3數(shù)量4備注5位號(hào)是儀表或設(shè)備在該項(xiàng)工程中的代號(hào)。每一個(gè)裝置在全套設(shè)計(jì)中都有一個(gè)位號(hào)，此位號(hào)在各種圖紙和表盤中保持不變。4.9.3現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備的安裝

過(guò)程檢測(cè)與控制系統(tǒng)的安裝工作好壞，直接影響到儀表的測(cè)量精度和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量。如流量測(cè)量系統(tǒng)安裝不合理，儀表就無(wú)法投運(yùn)與精確顯示；一次測(cè)溫、測(cè)壓位置安裝不好，可能帶來(lái)測(cè)量誤差；在有的高壓設(shè)備上，安裝馬虎，還可能引起生產(chǎn)事故；管線敷設(shè)不合理也給測(cè)量帶來(lái)誤差；調(diào)節(jié)閥的安裝位置不合適，要影響調(diào)節(jié)質(zhì)量。因此必須重視安裝工作，以保證自動(dòng)化儀表的測(cè)量精度、調(diào)節(jié)質(zhì)量和安全運(yùn)行。

1（1）安裝前的準(zhǔn)備工作

工業(yè)自動(dòng)化儀表的安裝要遵照設(shè)計(jì)圖紙與有關(guān)安裝規(guī)范。安裝前必須做好準(zhǔn)備工作，以保證施工工作的順利進(jìn)行。

1）熟識(shí)情況與確定一次元件取樣位置

在儀表安裝之前，要了解各種儀表的工作原理、使用方法，了解生產(chǎn)工藝，領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，掌握安裝技術(shù)。在熟識(shí)設(shè)計(jì)資料過(guò)程中，還要與設(shè)計(jì)部門會(huì)審一下，對(duì)不足之處提出意見與修改，資料不全的由設(shè)計(jì)部門進(jìn)行補(bǔ)做。有些工作在設(shè)計(jì)時(shí)不能單獨(dú)進(jìn)行，要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察加以確定，例如有些一次元件安裝的具體位置，與一些管線的走向，由于在設(shè)計(jì)圖紙上只能標(biāo)出一個(gè)示意圖，在安裝時(shí)，要由儀表設(shè)計(jì)、儀表安裝、生產(chǎn)工藝三方人員共同協(xié)商來(lái)確定。當(dāng)遇到工藝管線與儀表管線相碰時(shí)．儀表管線就得重新安排，改變走向，有些對(duì)檢測(cè)質(zhì)量有著直接影響的地方，如孔板在安裝時(shí)也會(huì)出現(xiàn)與工藝管道產(chǎn)生矛盾地方，此時(shí)就得與工藝人員聯(lián)系，使工藝管道的安裝能滿足儀表的特殊要求。儀表管線穿孔及設(shè)備支承則要求土建施工中能預(yù)先給以安排，以免在施工中造成返工。

2）檢查、校驗(yàn)各種儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

在安裝之前對(duì)各種儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等進(jìn)行全面檢查與校驗(yàn)，核實(shí)型號(hào)、數(shù)量、規(guī)格是否與設(shè)計(jì)相符合。

3）連接管路與取樣閥的各種接頭的核對(duì)

各種工業(yè)儀表的一次取樣閥門、脈沖管路和氣動(dòng)儀表的連接管路，所用的各種連接頭，其規(guī)格和品種十分繁雜。為了使施工過(guò)程中能順利進(jìn)行，必須對(duì)這些連接件進(jìn)行逐一核對(duì)，使之規(guī)格、品種與數(shù)量能滿足整個(gè)安裝工程的需要。

4）非標(biāo)準(zhǔn)件的加工

有些儀表的安裝支架、連接頭、法蘭等屬于非標(biāo)準(zhǔn)件，在施工之前要預(yù)先安排計(jì)劃進(jìn)行加工制造。

5）管路與調(diào)節(jié)網(wǎng)復(fù)查與吹洗

一次取樣脈沖管路、氣動(dòng)管路、調(diào)節(jié)閥等在輸運(yùn)與存放過(guò)程中可能要進(jìn)入一些雜物，為了保證以后調(diào)試工作的順利進(jìn)行，需對(duì)這些設(shè)備與管線在施工前進(jìn)行檢查，必要時(shí)需進(jìn)行預(yù)先吹洗。

6）各種安裝材料的核實(shí)與消耗材料的準(zhǔn)備

按施工圖紙做好預(yù)算，領(lǐng)取各種規(guī)格的管子、電纜、氣纜、鋼材等，并與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝情況進(jìn)行核實(shí)，規(guī)格不合適或數(shù)量不足時(shí)，及時(shí)提出，進(jìn)行補(bǔ)充與修改，以免影響施工。對(duì)于施工中需用的普通消耗材料如塑料帶、白布帶、膠布帶、砂紙、汽油、酒精、氨水、石棉巴金墊、電焊條等也要事前做好準(zhǔn)備。

（2）一次儀表的安裝

一次儀表是直接安裝在生產(chǎn)設(shè)備和工藝管道上，與被測(cè)介質(zhì)直接接觸。正確地安裝好一次儀表，乃是關(guān)系到測(cè)量與調(diào)節(jié)系統(tǒng)能否正確運(yùn)行的前提，因此無(wú)論在設(shè)計(jì)和安裝中都必須充分給予重視。

根據(jù)一次儀表的特點(diǎn)和它們?cè)谙到y(tǒng)中的地位，安裝時(shí)必須注意如下事項(xiàng)：要保證儀表應(yīng)有的精度，減少以至消除安裝中可能引入的誤差；一次儀表的安裝要安全可靠，維護(hù)檢修要方便。

下面介紹幾種常用一次儀表有關(guān)安裝方面的要求：

11）壓力元件

在壓力的測(cè)量中，取壓裝置安裝不正確，會(huì)給精確測(cè)量帶來(lái)了較大的影響，而且這種影響很難加以校正。因此，選擇取壓口和安裝取壓管，必須符合如下幾項(xiàng)要求：壓力和負(fù)壓取樣源部件的安裝位置，應(yīng)選擇在流速穩(wěn)定的直線管段上，不應(yīng)在管道的彎曲、死角或流束呈漩渦狀態(tài)等處；在水平或傾斜管道上的取源部件，應(yīng)安裝在下列位置上：

①測(cè)量氣體時(shí)，在管道的上部。

②測(cè)量液體時(shí)，在管道下半部與管道水平中心線成45°夾角的范圍內(nèi)。就地安裝的壓力表，可以安裝在上部。

③測(cè)量蒸汽時(shí)，在管道上半部與水平中心線成0～45°的夾角范圍內(nèi)，或在管道水平中心線上。

④取源部件的位置一般應(yīng)距焊縫100毫米、法蘭300毫米以上。如在同一管段上安裝兩個(gè)以上取源部件時(shí)，其間距不應(yīng)小于150毫米。

⑤安裝取源部件時(shí)，開孔孔徑應(yīng)與取源部件相適應(yīng)，開孔后應(yīng)清除毛刺。取源部件一般不得伸入設(shè)備和管道內(nèi)。

⑥安裝測(cè)量具有灰塵或帶有固體沉淀物等污濁介質(zhì)的壓力或負(fù)壓的取源部件，應(yīng)順流束成銳角插入。

⑦就地安裝的壓力表，檢測(cè)的介質(zhì)溫度超過(guò)60℃或低于-5℃時(shí)，在測(cè)壓點(diǎn)與壓力表閥門之間應(yīng)加“U”型彎或環(huán)形彎。若壓力是脈動(dòng)的。則應(yīng)裝上緩沖器。

2）溫度元件

在測(cè)量溫度時(shí)，測(cè)溫元件能否感受被測(cè)介質(zhì)的真實(shí)溫度，與元件是否正確的安裝有著很大關(guān)系。因此，對(duì)溫度一次元件的安裝應(yīng)遵照如下一些要求進(jìn)行：

①測(cè)溫元件應(yīng)安裝在能靈敏準(zhǔn)確測(cè)量介質(zhì)溫度的位置，不應(yīng)安裝在死角處。

②當(dāng)安裝水銀溫度計(jì)或熱電偶溫度計(jì)時(shí)，如工藝管道公稱直徑小于50毫米，應(yīng)加擴(kuò)大管。當(dāng)安裝電阻溫度計(jì)或雙金屬溫度計(jì)時(shí)，如工藝管道公稱直徑小于80毫米，應(yīng)加擴(kuò)大管。

③對(duì)于電阻溫度計(jì)和熱電偶，當(dāng)它們?cè)诠艿郎习惭b時(shí)，為了保證感溫元件的中心對(duì)準(zhǔn)流束的中心線，熱電偶保護(hù)套管末端應(yīng)越過(guò)流束中心線約5~10毫米；電阻溫度計(jì)保護(hù)管的末端應(yīng)越過(guò)流束中心線。距離如下：

鉑絲電阻溫度計(jì)為30~70毫米；銅絲電阻溫度計(jì)為25~30毫米。

④熱電偶不應(yīng)安裝在具有強(qiáng)磁場(chǎng)的地方。

⑤一次測(cè)溫元件的安裝宜與工藝管道中心線相垂直。3）節(jié)流裝置

采用節(jié)流裝置以產(chǎn)生差壓的流量測(cè)量系統(tǒng)，要求被測(cè)介質(zhì)在節(jié)流裝置前后保持穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，與在管道整個(gè)斷面完全充滿被測(cè)介質(zhì)。因此，對(duì)于節(jié)流裝置的安裝有如下要求：

①節(jié)流裝置安裝在管道內(nèi)徑不變的直線管道上，其前后的直線管段長(zhǎng)度應(yīng)符合前10后5的規(guī)定，在這一管段上不得安裝其它取源部件。

②節(jié)流裝置應(yīng)安裝在被測(cè)介質(zhì)完全充滿的管道上。

③在節(jié)流裝置安裝處前后2D范圍內(nèi)．管道內(nèi)表面應(yīng)光滑，無(wú)明顯的凹凸現(xiàn)象，其內(nèi)徑偏差不應(yīng)超過(guò)下列規(guī)定值。

當(dāng)

(dD)0.552時(shí)，為0.005D

1當(dāng)

d(dD)0.552時(shí)，為0.02D

節(jié)流裝置鏜孔內(nèi)徑管道內(nèi)徑

D④采用對(duì)焊法蘭時(shí)，其法蘭內(nèi)徑應(yīng)與管道內(nèi)徑相同。

⑤安裝法蘭時(shí)，法蘭面與管道軸線的垂直偏差不應(yīng)大于1毫米。法蘭焊接后應(yīng)將管道內(nèi)壁的焊渣、毛刺等清除干凈。

⑥節(jié)流裝置不宜在介質(zhì)束由上向下的垂直管道上安裝。節(jié)流裝置安裝在地下管道上時(shí)，應(yīng)設(shè)人井，以便檢修。

⑦在水平或傾斜的管道上安裝節(jié)流裝置時(shí)，取壓孔的引出方向應(yīng)符合下列規(guī)定：a．測(cè)量氣體時(shí)，在管道的上半部。

b．測(cè)量液體時(shí)，在管道的下半部與管道水平中心線成45的夾角范圍內(nèi)。

c．測(cè)量蒸汽時(shí)，在管道的水平中心線上，或與管道水平中心線成45夾角范圍內(nèi)。4）物位元件

對(duì)于物位測(cè)量的安裝主要有如下要求：

①物位的取源部件應(yīng)安裝在設(shè)備上，不應(yīng)安裝在有介質(zhì)流動(dòng)的管道上。②安裝取源部件時(shí)，應(yīng)保證使物位計(jì)處于垂直狀態(tài)。

③特殊構(gòu)造的物位計(jì)，應(yīng)按其出廠說(shuō)明書中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行安裝。（3）氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的安裝

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)該安裝在便于調(diào)整、拆卸的地方。在保證安全生產(chǎn)的同時(shí)也應(yīng)該考慮節(jié)約投資，整齊美觀。對(duì)調(diào)節(jié)閥的安裝位置選擇與安裝方式總的來(lái)說(shuō)有如下一些要求：

1）氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥最好正立垂直安裝于水平管道上。在特殊情況下，需要水平或傾斜安裝，除小口徑調(diào)節(jié)閥外，一般要加支撐。

2）選擇調(diào)節(jié)閥的安裝位置時(shí)，應(yīng)爭(zhēng)取其前后有不小于10D（D為管道的直徑）的直管段，以免影響調(diào)節(jié)閥的工作特性，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量降低。

3）為了便于維修，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在靠近地面或樓板的地方，在管道標(biāo)高大于2米時(shí)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)盡量放在平臺(tái)上。

4）為了避免膜片受熱老化，保證管線連接方便，以及能在原位取頂部膜頭等，調(diào)節(jié)閥上膜蓋與其它載熱體及上部管道距離（保溫后的凈空）應(yīng)大于200毫米。同時(shí)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)盡量避免安裝在旁路閥的下方，以免旁路閥內(nèi)介質(zhì)泄漏在調(diào)節(jié)閥上。

5）生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有檢測(cè)儀表時(shí)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)盡量與其靠近，以便于調(diào)整。在不采用閥門定位器時(shí)，建議在膜頭上裝一個(gè)小壓力表，以指示調(diào)節(jié)閥的輸入信號(hào)壓力。

6）要注意工藝過(guò)程對(duì)調(diào)節(jié)閥位置的要求，如高位槽出口流量調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝得低一些，以減少液面波動(dòng)時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)閥工作的影響。在高位槽進(jìn)行液面調(diào)節(jié)時(shí)，則應(yīng)使調(diào)節(jié)閥裝得高一些，以保證調(diào)節(jié)的靈敏度。在一些特別重要場(chǎng)合（如鍋爐給水調(diào)節(jié)閥）為了安全起見，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)加旁路管線，以便在調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障或維修時(shí)，通過(guò)旁路使生產(chǎn)過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行。

7）調(diào)節(jié)閥應(yīng)順著介質(zhì)流動(dòng)的方向安裝，檢查的辦法是看閥體上的箭頭是否與流向相同。4.9.4控制系統(tǒng)的電氣線路與管道敷設(shè)

（1）電氣線路的敷設(shè)

電氣線路的敷設(shè)主要有如下方面的要求：

11）敷設(shè)電纜、電線、補(bǔ)償導(dǎo)線之前，應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，護(hù)套與絕緣層不得有損傷，并用500伏兆歐表測(cè)定芯線間及芯線對(duì)外皮間的絕緣電阻，一般阻值應(yīng)高于5兆歐。敷設(shè)完畢，終端接線前，其芯線間及芯線對(duì)地間的絕緣電阻值一般應(yīng)高于5兆歐，但某些儀表因有特殊規(guī)定者，則應(yīng)符合特殊規(guī)定值。

2）線路的敷設(shè)應(yīng)做到：

①按最短距離集中成排敷設(shè)，橫平豎直，減少?gòu)澢�，避免各種管道和電線相交。若避免不了，導(dǎo)線應(yīng)從管路的上方通過(guò)。

②對(duì)有些電線可以結(jié)成束，或置于同一保護(hù)管內(nèi)。但高壓的動(dòng)力線和低壓引信線必須分開。如對(duì)沒(méi)有金屬屏蔽外層的低壓微壓信號(hào)電線、補(bǔ)償導(dǎo)線或電纜，應(yīng)與輸送強(qiáng)電或易產(chǎn)生較大磁場(chǎng)的線路保持一定的距離或單獨(dú)敷設(shè)。

③線路方向的變化，不能有銳角出現(xiàn)。因?yàn)檫^(guò)分的彎曲，會(huì)影響導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)給安裝時(shí)穿線帶來(lái)困難。

④應(yīng)預(yù)防機(jī)械損傷的可能，避免高溫、潮濕、腐蝕、爆炸危險(xiǎn)及電磁場(chǎng)的干擾。并要避開入孔、設(shè)備起吊孔、窺視孔、閥門等。同時(shí)還要便于日常的維護(hù)和檢修。

3）線路中間應(yīng)避免接頭，若無(wú)法避免時(shí)，應(yīng)放在接線盒內(nèi)。導(dǎo)線接頭處應(yīng)焊接，其外面應(yīng)包扎，確保其絕緣良好。導(dǎo)線接頭處不應(yīng)處于受力狀態(tài)。

4）當(dāng)敷設(shè)多芯電纜或在一根保護(hù)管內(nèi)敷設(shè)多根導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)根據(jù)工作芯數(shù)留有備用芯數(shù)：工作芯數(shù)（根）最少備用芯數(shù)（根）4～15116～24225以上35）線路中支架間距離要求如下：

電纜：水平敷設(shè)時(shí)，0.5～0.8米；垂直敷設(shè)時(shí)，0.8～1.2米。

電氣保護(hù)管：管徑12""～34""，2～2.5米；管徑1""～32""，2.5～3米；管徑2""以上，3～5米。

6）電氣保護(hù)管不得有變形及裂縫，內(nèi)部不得有毛刺及其它雜物，管口應(yīng)光滑，不得有銳角。保護(hù)管內(nèi)徑的大小及彎曲半徑。應(yīng)保證向管內(nèi)穿線時(shí)不致?lián)p傷導(dǎo)線絕緣層，其規(guī)定如下：①保護(hù)管內(nèi)徑應(yīng)大于管內(nèi)導(dǎo)線束、電纜束總外徑的1.5倍；②保護(hù)管的彎曲角度不應(yīng)大于90度；③保護(hù)管的彎曲半徑不應(yīng)小于保護(hù)管外徑的6倍，如穿鎧裝電纜時(shí)，不應(yīng)小于10倍。

7）沿支架敷設(shè)電纜時(shí)，應(yīng)在以下各點(diǎn)用卡子固定：①垂直敷設(shè)時(shí)，在所有支架上；②水平敷設(shè)時(shí)，在每隔1～2個(gè)支架上；③線路拐彎處、中間接頭處、伸縮縫交接處，在其兩側(cè)的1、2兩個(gè)支架上；④電纜終端處，在共終端的1、2兩個(gè)支架上。

8）各種電纜的最小彎曲半徑如下：①鎧裝電纜電纜外徑的10倍；②聚氯乙烯護(hù)套電纜電纜外徑的8倍；③橡皮絕緣電纜電纜外徑的6倍。

9）電纜和管道并列敷設(shè)時(shí)，電纜一般應(yīng)放在管道上面。電纜和電纜間，電纜和管道間的距離應(yīng)符合下列要求：①電壓等級(jí)相同的儀表電纜，可以并列敷設(shè)，不留距離；②儀表用電纜和儀表用測(cè)量管道之間不小于50毫米；③儀表用電源電纜和高壓動(dòng)力電纜之間不小于250毫米；④儀表用電纜和已保溫隔熱的熱力管道之間不小于200毫米；⑤儀表用電纜

1和其它工藝管道之間不小于150毫米。

10）補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)用保護(hù)管或匯線槽敷設(shè)。

聚氯乙烯護(hù)套的補(bǔ)償導(dǎo)線，在不易受機(jī)械損傷的位置，可以明設(shè)。補(bǔ)償導(dǎo)線中間不應(yīng)有接頭，若必須接頭時(shí)，應(yīng)保證其接觸良好。補(bǔ)償導(dǎo)線和儀表之間沒(méi)有手動(dòng)切換開關(guān)時(shí)，應(yīng)直接和儀表連接。補(bǔ)償導(dǎo)線的總電阻值，不應(yīng)大于儀表所規(guī)定的外部電阻值。

（2）管道的敷設(shè)

1）管道分類儀表管道按其作用可分為：①測(cè)量管道，傳送被測(cè)介質(zhì)的管道；②信號(hào)管道：儀表（包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)）之間傳送信號(hào)的管道；③伴熱管道：為儀表設(shè)備和測(cè)量管道保溫用的伴管；④氣源管道；⑤放空排污管道；⑥沖洗油管道。

2）管道安裝要求管道的安裝在整個(gè)儀表安裝工作中占很大部分。由于施工現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜多樣，有時(shí)設(shè)計(jì)人很難作出十分精確具體的規(guī)定。這樣就要從儀表安裝規(guī)程的基本原則出發(fā)，在現(xiàn)場(chǎng)靈活地進(jìn)行安裝。對(duì)于造紙廠中常用管道的安裝主要有如下方面要求：

①測(cè)量管道應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)具體情況敷設(shè)，不應(yīng)強(qiáng)求集中，管道應(yīng)盡量短，一般不應(yīng)超過(guò)15米。敷設(shè)時(shí)應(yīng)盡量減少?gòu)澒�，其最小彎曲半徑不得小于管子外徑�?倍，不得彎曲成“Ω”形。

②敷設(shè)測(cè)量管道時(shí)，應(yīng)注意它的最小傾斜度，一般規(guī)定：a．壓力表、負(fù)壓表及氣體分析器1:50b．測(cè)量液體、蒸汽及氣體流量、液位1:20c．液位調(diào)節(jié)器的連接管線1:10d．排水管1:20

氣動(dòng)調(diào)節(jié)器的氣動(dòng)管線及管內(nèi)壓力超過(guò)0.75公斤/厘米2的連接線，可以沒(méi)有傾斜度。

③傳遞介質(zhì)為液體的測(cè)量管道最高點(diǎn)，應(yīng)安裝排氣裝置，傳遞介質(zhì)為氣體的測(cè)量管道最低點(diǎn)，應(yīng)安裝排液裝置。

④當(dāng)被測(cè)介質(zhì)在環(huán)境溫度影響下易凍、易凝固或易液化時(shí)，其測(cè)量管道應(yīng)有伴熱保溫，對(duì)于低溫管路應(yīng)保冷。

⑤敷設(shè)信號(hào)管道時(shí)，應(yīng)盡量集中，橫平豎直，減少拐彎與交叉，要整齊美觀。⑥敷設(shè)的管纜應(yīng)避免陽(yáng)光直射，其周圍環(huán)境溫度不得高于60℃，以防老化變質(zhì)。⑦敷設(shè)管纜時(shí)，應(yīng)遵守下列規(guī)定：

a．當(dāng)周圍環(huán)境溫度低于-15℃時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱；b．防止機(jī)械損傷與交叉摩擦；

c．應(yīng)留有適當(dāng)?shù)膫溆眯緮?shù)與備用長(zhǎng)度，固定時(shí)應(yīng)保持其自然撓度，彎曲半徑不小于管纜外徑的8倍。

d．敷設(shè)可以直接埋地的管纜，管纜的上下應(yīng)鋪上100毫米厚的砂子，上部墊一層磚，埋沒(méi)深度應(yīng)在凍土層以下，但最小不應(yīng)少于700毫米。

e．在管纜的分支處應(yīng)加管纜盒，其安裝位置應(yīng)考慮維修方便。⑧管道支架的制作和安裝應(yīng)注意的事項(xiàng)：

a．支架制作和安裝應(yīng)牢固、平直、各部尺寸準(zhǔn)確。

b．各支架間的距離應(yīng)盡量相等，各種管子所用支架的距離如下：a．無(wú)縫鋼管、不銹鋼管、焊接鋼管等水平敷設(shè)時(shí)，1～1.5米；垂直敷設(shè)時(shí)，1.5～2米。b．銅管、鋁管、塑料管纜等：水平敷設(shè)時(shí)，0.5～0.7米；垂直敷設(shè)時(shí)，0.7～1米。c．需保溫的管道，應(yīng)適當(dāng)

1縮小支架間的距離，以保證在保溫后支架牢固。

c．支架埋入深度不小于100毫米。

d．一般不應(yīng)將支架焊接在工藝管道或設(shè)備上（在高壓、防腐襯里、有色金屬、深冷或經(jīng)常拆卸的設(shè)備和管道上，嚴(yán)禁焊接支架）。

⑨儀表管道敷設(shè)之前，其內(nèi)外表面應(yīng)清洗干凈。

⑩不論何種方式，根據(jù)疏水和排水的要求，所有管線均應(yīng)朝某個(gè)方向傾斜，例如：a．在測(cè)量氣體的流量時(shí)，向節(jié)流裝置下傾；b．在測(cè)量液體或蒸汽的流量時(shí)，向差壓計(jì)下傾；

c．在測(cè)量氣體壓力、真空或取氣樣時(shí)，向取壓點(diǎn)或取樣點(diǎn)方向下傾。d．在測(cè)量液體和蒸汽的壓力、真空、液位時(shí)，朝儀表方向下傾。

當(dāng)不能遵守上述要求時(shí)，必須在氣體管的最低點(diǎn)裝冷凝液排除器，而在液體管的最高點(diǎn)裝氣體收集器，定期地進(jìn)行排液或放空。4.9.5控制系統(tǒng)投入運(yùn)行

調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)，是調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的最后一步。無(wú)論哪一種儀表或調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入運(yùn)行都有如下的步驟。

（1）準(zhǔn)備工作

熟悉工藝過(guò)程、主要設(shè)備功能、控制指標(biāo)及各工藝參數(shù)之間的聯(lián)系，熟悉控制方案，全面掌握設(shè)計(jì)意圖，熟悉各個(gè)調(diào)節(jié)方案的構(gòu)成；對(duì)測(cè)量元件和調(diào)節(jié)閥的安裝位置、管線走向，被調(diào)參數(shù)、調(diào)節(jié)參數(shù)、介質(zhì)性質(zhì)等都做到心中有數(shù)；熟悉自動(dòng)化裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)，掌握調(diào)校技術(shù)，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步整定好調(diào)節(jié)器參數(shù)；對(duì)測(cè)量元件、變送器、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和其它儀表的安裝及電源、氣源、管路和線路進(jìn)行全面檢查，尤其氣壓信號(hào)管路的試漏；儀表雖在安裝前已核驗(yàn)合格，投運(yùn)前仍應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)核驗(yàn)一次。

（2）系統(tǒng)投運(yùn)

以液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)（如圖4-9-1所示）為例，說(shuō)明系統(tǒng)投運(yùn)步驟。

記錄儀P差壓變送器P調(diào)節(jié)器遙控板閥門定位器調(diào)節(jié)閥圖4-9-1液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)

1）投運(yùn)測(cè)量?jī)x表，觀察顯示儀表的指示值是否反映當(dāng)時(shí)的工況，及變化情況。2）手動(dòng)自動(dòng)切換

①現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作控制室手動(dòng)遙控操作

參看圖4-9-2。關(guān)閉切斷閥1和2。手動(dòng)操作旁路閥4，從顯示單元觀看生產(chǎn)工況，穩(wěn)定后，可由現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作轉(zhuǎn)為控制室內(nèi)手動(dòng)遙控操作。辦法是：將調(diào)節(jié)器（在控制室內(nèi)）的切換開關(guān)置于手動(dòng)位置，調(diào)好給定值。參看圖4-9-1。操縱手動(dòng)撥盤控制手動(dòng)輸出信號(hào)到閥門定位器和調(diào)節(jié)閥。同時(shí)，打開圖4-9-2的切斷閥1和2，手動(dòng)遙控信號(hào)，將調(diào)節(jié)閥3逐漸打開，逐漸關(guān)閉分路閥4，實(shí)現(xiàn)控制室內(nèi)手動(dòng)遙控，待到被調(diào)參數(shù)穩(wěn)定（一般穩(wěn)定到規(guī)定值）后，即可轉(zhuǎn)入自動(dòng)控制。

11324圖4-9-2調(diào)節(jié)閥旁路管路圖1、2-切斷閥；3-調(diào)節(jié)閥；4-旁路閥

②手動(dòng)自動(dòng)切換預(yù)先調(diào)好調(diào)節(jié)器參數(shù)、TI、TD，把調(diào)節(jié)器切換開關(guān)由手動(dòng)切換到自動(dòng)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)即投入自動(dòng)運(yùn)行。因切換是在無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)中進(jìn)行的，即不因切換而使被調(diào)參數(shù)發(fā)生變化。對(duì)于不具備無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)切換的調(diào)節(jié)器如QDZ－I型，在進(jìn)行手動(dòng)自動(dòng)切換時(shí)，中間有一個(gè)調(diào)平衡的切換檔，使手動(dòng)輸出與自動(dòng)輸出二者相等后，再進(jìn)行切換。自動(dòng)運(yùn)行后，依記錄曲線再調(diào)整、TI和TD參數(shù)值，直到滿意為止。系統(tǒng)投入運(yùn)行完畢。

當(dāng)運(yùn)行中需要從自動(dòng)切換到手動(dòng)時(shí)，一般需要將手動(dòng)輸出調(diào)整到自動(dòng)輸出的位置，然后再進(jìn)行自動(dòng)切換到手動(dòng)。才能達(dá)到無(wú)擾動(dòng)切換的目的。這一點(diǎn)希望引起注意。4.9.6控制系統(tǒng)的維護(hù)

調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題，可從控制方案、自動(dòng)裝置和工藝幾方面尋找，只要工藝人員和控制人員共同配合，認(rèn)真檢查和分析是不難發(fā)現(xiàn)。

調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題種類很多，這里僅就調(diào)節(jié)系統(tǒng)之間的問(wèn)題和運(yùn)行中的問(wèn)題及解決辦法作以簡(jiǎn)單介紹。

（1）調(diào)節(jié)系統(tǒng)之間的相互影響及處理辦法

以上各節(jié)討論的是一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的問(wèn)題。這里應(yīng)指出，雖然是一個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題，也應(yīng)有全局觀念，因?yàn)榫植坎豢赡苊撾x整體。而且有時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案，就其局部、其本身來(lái)說(shuō)是合理的、可行的，但從全局，從整體來(lái)看，則又可能是不可取的。尤其隨著生產(chǎn)的發(fā)展，調(diào)節(jié)對(duì)象的時(shí)間常數(shù)變小了，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程加快了，系統(tǒng)之間的相互影響加劇了。

在處理相互關(guān)聯(lián)的調(diào)節(jié)問(wèn)題時(shí)，若相關(guān)的性質(zhì)是降低調(diào)節(jié)品質(zhì)，一般總希望通過(guò)各種途徑改進(jìn)方案，避免或消除彼此關(guān)聯(lián)。其中包括工藝的改進(jìn)或通過(guò)整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，縮小相互的影響，及從方案上采取去關(guān)聯(lián)（解耦）校正環(huán)節(jié)，取得隔絕的效果。有時(shí)出現(xiàn)的關(guān)聯(lián)性質(zhì)有助于調(diào)節(jié)品質(zhì)的提高，那么就要利用這一關(guān)聯(lián)為提高調(diào)節(jié)品質(zhì)服務(wù)。

在造紙生產(chǎn)中最多見的是壓力和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相互關(guān)聯(lián)。如圖4-9-3所示。在泵的出口管路上，有壓力和流量?jī)蓚�(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)相串聯(lián)。當(dāng)有干擾壓力升高時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)都使閥門關(guān)小，這種相關(guān)性質(zhì)被稱為相加。這相加不難理解會(huì)產(chǎn)生過(guò)調(diào)現(xiàn)象，又要反調(diào)，結(jié)果使兩個(gè)系統(tǒng)不停地振蕩。要使系統(tǒng)工作正常就要消弱兩個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)聯(lián)系。具體辦法是：通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)器參數(shù)達(dá)到。若以壓力系統(tǒng)為主，則將流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的比例度和積分時(shí)間適當(dāng)增加。當(dāng)系統(tǒng)受到干擾時(shí)，壓力調(diào)節(jié)器立即動(dòng)作，把壓力系統(tǒng)調(diào)回到規(guī)定值，而流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)慢慢調(diào)節(jié)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間流量系統(tǒng)才回到規(guī)定值。這樣就消弱了流量對(duì)壓力的影響。

再有，是在并聯(lián)運(yùn)行設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)問(wèn)題。如圖4-9-4所示。這是造紙生產(chǎn)中的蒸汽分配系統(tǒng)：主管道與三個(gè)支管道是連通的，各支路上均有調(diào)節(jié)閥門。一旦其中一個(gè)支路的流量有了波動(dòng)，就會(huì)影響其它支路的壓力和流量，總管道越細(xì)，影響越大，這是因?yàn)閯?dòng)態(tài)

1聯(lián)系密切，對(duì)象特性一樣，工作頻率接近，受到干擾容易發(fā)生共振，甚至過(guò)渡過(guò)程呈現(xiàn)發(fā)散振蕩，無(wú)法投入運(yùn)行。解決的辦法是：加粗總管道，減小管道阻力，以削弱各支路調(diào)節(jié)系統(tǒng)間的相關(guān)性，使各系統(tǒng)成為獨(dú)立的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

536412圖4-9-3壓力流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖1、2-調(diào)節(jié)閥3-壓力變送器4-流量變送器

5-壓力調(diào)節(jié)器6-流量調(diào)節(jié)器

圖4-9-4負(fù)荷分配系統(tǒng)圖

（2）運(yùn)行中調(diào)節(jié)系統(tǒng)常見問(wèn)題

順利開車后，說(shuō)明調(diào)節(jié)方案設(shè)計(jì)合理，系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)問(wèn)題處理妥當(dāng)，儀表等自動(dòng)裝置工作正常，管線暢通，工藝生產(chǎn)過(guò)程正常。但是，長(zhǎng)期運(yùn)行，還會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題�，F(xiàn)從控制方面舉幾個(gè)情況作為分析問(wèn)題的啟發(fā)。

假如運(yùn)行中過(guò)渡過(guò)程指標(biāo)變壞了，可以分析對(duì)象特性有無(wú)變化，如換熱對(duì)象的管壁有無(wú)結(jié)垢而增大熱阻、降低傳熱系數(shù)，若分析結(jié)果確實(shí)是對(duì)象特性已有變化，則可重新整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，一般仍可獲得較好的過(guò)渡過(guò)程指標(biāo)，因?yàn)檎{(diào)節(jié)器參數(shù)是依對(duì)象特性而定的。

假如運(yùn)行中被調(diào)參數(shù)指示值變化不大，但從考慮儀表或其它參數(shù)判斷出被調(diào)參數(shù)測(cè)量不準(zhǔn)。測(cè)量元件被紙漿包住，差壓計(jì)導(dǎo)管中不是單相介質(zhì)，熱電偶或熱電阻斷開等都會(huì)造成測(cè)量?jī)x表指示值不準(zhǔn)。為了避免測(cè)量出故障，除應(yīng)隨時(shí)檢查外，一般用兩套測(cè)量?jī)x表，以便互相對(duì)照檢查。

調(diào)節(jié)閥在使用中的問(wèn)題也不少。特別是造紙生產(chǎn)中，多用于有腐蝕性的介質(zhì)，會(huì)使閥芯、閥座變形，特性變壞，這樣會(huì)使調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。這時(shí)應(yīng)關(guān)閉切斷閥，更換調(diào)節(jié)閥。又如氣壓信號(hào)管路漏氣、閥門塔堵塞等也是常見故障，可按規(guī)程處理。

調(diào)節(jié)器出故障時(shí)，可轉(zhuǎn)入氣動(dòng)或電動(dòng)手操遙控。待換上備用表后，即可投入運(yùn)行。儀表、調(diào)節(jié)器等都必須有適量備品、備件。

工藝操作的不正常，會(huì)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)帶來(lái)很大影響，情況嚴(yán)重時(shí)，只能轉(zhuǎn)入手動(dòng)遙控。例如調(diào)節(jié)系統(tǒng)原來(lái)設(shè)計(jì)在中負(fù)荷條件下運(yùn)行，而工作在很大或很小負(fù)荷條件下，調(diào)節(jié)系統(tǒng)就不適應(yīng)了。如果原來(lái)設(shè)計(jì)時(shí)選用的直線流量特性的調(diào)節(jié)閥，現(xiàn)在的工況，調(diào)節(jié)質(zhì)量一定變壞。這時(shí)可考慮用對(duì)數(shù)流量特性的調(diào)節(jié)閥，情況會(huì)有好轉(zhuǎn)。

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