Đang tải... (xem toàn văn)
Báo cáo hệ thống điều khiển quá trình
1 LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành gửi lời cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng truyền đạt kiến thức giúp đỡ chúng em năm học vừa qua, đặc biệt thầy cô Khoa Hóa môn công nghệ chế biến dầu & khí Trên hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy giáo Nguyễn Đình Lâm hướng dẫn đề tài, tận tình nhiệt tình giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án tốt nghiệp Và em xin cảm ơn gia đình, bạn bè điểm tựa, nguồn động viên giúp em vượt qua nhiều khó khăn thời gian qua Em xin trân trọng gửi đến quý thầy cô, gia đình bạn bè lời chúc tốt đẹp Đà nẵng, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực Đỗ Ngọc Anh GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC .2 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH .5 DANH MỤC BẢNG BIỂU .6 CHƯƠNG LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH 1.1 Điều khiển trình gì? 1.1.1 Quá trình 1.1.2 Các biến trình 1.2 Mục đích điều khiển 1.2.1 Đảm bảo vận hành hệ thống ổn định, trơn tru: 1.2.2 Đảm bảo suất chất lượng sản phẩm 1.2.3 Đảm bảo vận hành hệ thống an toàn 1.2.4 Bảo vệ môi trường 1.2.5 Nâng cao hiệu kinh tế: 10 1.3 Các thành phần hệ thống điều khiển trình 11 1.3.1 Thiết bị đo trình 12 1.3.2 Thiết bị điều khiển 12 1.3.3 Thiết bị chấp hành .13 1.4 Hệ thống ký hiệu ISA 13 1.4.1 Biểu tượng thiết bị 13 1.4.2 Biểu tượng đường tín hiệu đường nối 14 1.4.3 Nhãn thiết bị ký chức .15 1.5 Lưu đồ P&ID 21 CHƯƠNG II MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN THÔNG DỤNG 23 2.1 Kỹ thuật điều khiển hồi tiếp – Feedback Control 23 2.1.1 Khái niệm, nguyên tắc, cấu trúc 23 2.1.2 Ví dụ 24 2.1.3 Ưu điểm nhược điểm 25 2.2 Kỹ thuật điều khiển tầng – Cascde Control 25 2.2.1 Khái niệm, nguyên lý, cấu trúc 25 2.2.2 Ví dụ 26 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 2.2.3 Ưu điểm, nhược điểm .27 2.3 Kỹ thuật điều khiển sớm – Feed Forward Control .27 2.3.1 Khái niệm, nguyên tắc, cấu trúc .27 2.3.2 Ví dụ 28 2.3.3 Ưu điểm, nhược điểm, ứng dụng 28 CHƯƠNG III ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀO XÂY DỰNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SẢN XUẤT MTBE 29 3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE .29 3.1.1 Nguyên liệu 29 3.1.2 Sản phẩm .29 3.1.2 Sơ đồ công nghệ 30 3.2 Kết mô sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE 33 3.2.1 Các thông số thiết kế thiết bị sơ đồ công nghệ 33 3.2.2 Các thông số dòng công nghệ: .34 3.3 Xây dựng sơ đồ điều khiển 34 3.3.1 Bình chứa (V – 901) 34 3.3.2 Dòng nguyên liệu 35 3.3.3 Bơm (P – 901 A/B) 36 3.3.4 Thiết bị gia nhiệt E-901 .37 3.3.5 Tháp phản ứng (R-901) .38 3.3.6 Tháp chưng tách sản phẩm MTBE (T – 901) 39 3.3.7 Tháp hấp thụ MeOH (T – 902) 41 3.3.8 Tháp chưng tách hồi lưu MeOH (T – 903) 43 3.4 Sơ đồ điều khiển sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE 44 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MTBE Methyl Tertiary Butyl Ether RON Research Octane Number P&ID Proportional Integral Differential PV Process Variable SP Setpoint ISA Instrument Society of Ametica LC Level Controller FC Flow Controller TC Temperature Controller PRC Pressure Recorder Controller LIC Level Indicator Controller PIC Pressure Indicator Controller TI Temperature Indicator FI Flow Indicator CV Control Vavle FT Flow Transmit FITC Flow Indicator Transmit Controller TRC Temperature Recorder Controller FRC Flow Recorder Controller LPS Low Pressure Systems HPS Hight Pressure Systems MPS Midwest Pressure Systems CW Cold Water GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Quá trình phân loại biến trình Hình 1-2: Bình chứa chất lỏng biến trình Hình 1-3: Ví dụ thiết bị khuấy trộn đơn giản 10 Hình 1-4: Các thành phần hệ thống điều khiển trình 11 Hình 1-5: Cấu trúc thiết bị đo trình 12 Hình 1-6: Cấu trúc thiết bị điều khiển 12 Hình 1-7: Cấu trúc thiết bị chấp hành 13 Hình 1.8: Lưu đồ P&ID cho vòng điều khiển áp suất 16 Hình 1-9: Lưu đồ P&ID cho hệ thống trao đổi nhiệt 22 Hình 2-1: Cấu trúc sơ đồ điều khiển hồi tiếp 23 Hình 2-2: sơ đồ khối tiến trình điều khiển hồi tiếp .24 Hình 2-3: Điều khiển hồi tiếp thiết bị gia nhiệt nước .24 Hình 2-4: Cấu trúc điều khiển tầng .26 Hình 2-5: Điều khiển tầng cho thiết bị gia nhiệt nước 26 Hình 2-6: Cấu trúc tổng quát điều khiển sớm 28 Hình 2-7: Điều khiển thiết bị gia nhiệt với kỹ thuật điều khiển sớm 28 Hình 3-1: Sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE 31 Hình 3-2: Lưu đồ PFD thông số dòng 32 Hình 3-3: Sơ đồ điều khiển mức chất lỏng bình chứa V-901 34 Hình 3-4: Sơ đồ điều khiển tỉ lệ lưu lượng MeOH : isobutylen 35 Hình 3-5: Sơ đồ điều khiển áp suất dòng công nghệ .36 Hình 3-6: Sơ đồ điều khiển mức thiết bị gia nhiệt E-901 37 Hình 3-7: Sơ đồ điều khiển tháp R-901 38 Hình 3-8: Sơ đồ điều khiển tháp T-901 39 Hình 3-9: Sơ đồ điều khiển tháp T-902 41 Hình 3-10: Sơ đồ điều khiển điều khiển tháp T-903 .43 Hình 3-11: Sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE .45 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Biển diễn thiết bị lưu đồ P&ID .14 Bảng 1-2: Biểu diễn tín hiệu đường nối lưu đồ P&ID .14 Bảng 1-3: Các chữ ký hiệu nhãn thiết bị 17 Bảng 1-4: Các ký hiệu chức tính toán 19 Bảng 3-1: thành phần tính chất dòng nguyên liệu 29 Bảng 3-2: Thông số dòng phụ trợ 33 Bảng 3-3: Thông số thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt 33 Bảng 3-4: Thông số thiết kế thiết bị phản ứng bình chứa 33 Bảng 3-5: Thông số thiết kế bơm 33 Bảng 3-6: Thông số thiết kế tháp 34 Bảng 3-7: Bảng thông tin điều khiển bình V-901 35 Bảng 3-8: Bảng thông tin điều khiển tỉ lệ lưu lượng MeOH : isobutylen .36 Bảng 3-9: Bảng thông tin điều khiển bơm P-901 A/B 37 Bảng 3-10: Bảng thông tin điều khiển mức thiết bị gia nhiệt E-901 37 Bảng 3-11: Bảng thông tin điều khiển tháp R-901 38 Bảng 3-12: Bảng thông tin điều khiển tháp T-901 40 Bảng 3-13: Bảng thông số bình V-901 42 Bảng 3-14: Bảng thông tin sơ đồ điều khiển tháp T-903 44 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh CHƯƠNG LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH 1.1 Điều khiển trình gì? Quá trình điều khiển hiểu ứng dụng kỹ thuật điều khiển tự động điều khiển, vận hành giám sát trình công nghệ, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm, hiệu sản xuất an toàn cho người, máy móc môi trường Để làm rõ định nghĩa này, cần thêm số khái niệm phân tích vấn đề liên quan tới điều khiển trình 1.1.1 Quá trình Quá trình định nghĩ trình tự diễn biến vật lý, hóa học sinh học, vật chất, lượng thông tin biến đổi, vận chuyển lưu trữ Quá trình công nghệ trình liên quan tới biến đổi vận chuyển lưu trữ vất chất lượng, nàm dây chuyền công nghệ hoặt nhà máy sản xuất lượng Mông trình công nghệ đơn giản trình cấp nhiệt, trao đỏi nhiệt,… phức tạp tổ hợp lò phản ứng – tháp chưng luyện 1.1.2 Các biến trình Trạng thái hoạt động diễn biến trình thể qua biến trình Khái niệm trình với phân loại biến trình minh họa Hình 1-1 Hình 1-1: Quá trình phân loại biến trình Một biến vào (input) đại lượng điều kiện phản ánh tác động bên vào trình, ví dụ lưu lượng dòng nguyên liệu, nhiệt độ nước cấp nhiệt… Một biến (output) đại lượng điều kiện phản ánh tác động trình bên ngoài, ví dụ lưu lượng nồng độ sản phẩm ra… GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh Biến trạng thái mang thông tin trạng thái bên trình, ví dụ nhiệt độ lò, áp suất mức chất lỏng, tốc độ biến thiên nhiệt độ, áp suất, mức… Trong nhiều trường hợp, biến trạng thái xem biến Ví dụ, mức chất lỏng bình chưa vừa xem biến trạng thái, vừa xem biến Nhiệm vụ hệ thống điều khiển trình can thiệp biến vào trình hợp lý để biến thỏa mãn tiêu cho trước, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng xấu trình kỹ thuật người môi trường xung quanh Các diễn biến trình tham số, trạng thái hoạt động thành phần hệ thống cần theo dõi giám sát chặt chẽ Tuy nhiên, trình công nghệ viến vào can thiệp biến cần phải điều khiển Biến cần điều khiển (controller variable, CV) biến biến trạng thái trình điều khiển, điều chỉnh cho dần với giá trị mong muốn hay giá trị đặt (setpoint, SP) bám theo tín hiệu mẫu Các biến cần điều khiển liên quan hệ trọng tới vận hành ổn đinh, an toàn hệ thống chất lượng sản phẩm Nhiệt đọ, mức, lưu lượng, áp suất nồng độ biến cần điều khiển tiêu biểu hệ thống điều khiển trình Biến điều khiển (manipulated variable, MV) mọt biến vào trình can thiệp trực tiếp tử bên ngoài, qua tác động tới biến theo ý muốn Trong điều khiển trình lưu lượng biến điều khiển tiêu biểu Những biến vào lại không can thiệp cách trực tiếp hay gián tiếp phạm vi trình khảo sát gọi nhiễu Hay nói khác, nhiễu biến không can thiệp Nhiễu tác động tới trình cách không mong muốn, cần có biện pháp nhằm loại bỏ làm giảm thiểu ảnh hưởng Có thể phân biệt hai loại nhiễu có đặc trưng khác hẳn nhiễu trình (disturbance) nhiễu đo (noise) Nhiễu trình viến vào tác động lên trình kỹ thuật cố hữu không can thiệp được, vid dụ lưu lượng chất lỏng ra, thành phần nhiên liệu,… Còn nhiễu đo hay nhiễu tạp nhiễu tác động lên phép đo, gây sai số giá trị đo Hình 1-2 minh họa bình chứa chất lỏng đơn giản với biến đặc trưng Đây trình công nghệ, chất lỏng vận chuyển lưu trữ Mặc dù chất lỏng chảy vào chảy khỏi bình, lưu lượng vào lưu lượng coi biến vào, mức chất lỏng h vừa coi biến trạng thái biến trình Thông qua điều chỉnh độ mở can cấp, thay đổi lưu lượng vào Fi cách hợp lý để du trì mức chất lỏng bình h ổn định giá trị mong muốn, không phụ thuộc vào lưu lượng F0 Có thể dễ dàng thấy, mức chất lỏng h biến cần điều khiển lưu lượng vào Fi biến điều khiển Trong đó, lưu lượng F0 phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng trình tiếp theo, can thiệp đây, vật coi nhiễu trình GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh a, Sơ đồ công nghệ b, Sơ đồ khối Hình 1-2: Bình chứa chất lỏng biến trình Các biến trình đo không đo Trong đa số trường hợp, biến cần điều khiển đại lượng đo Tuy nhiên phép đp đại lượng chậm, trình thiếu xác tốn kém, quan sát, tính toán điều khiển gián tiếp thông qua đại lượng khác thay đo trực tiếp điều khiển Vì thế, biến vần điều khiển số trường hợp chưa biến điều khiển Ví dụ, tháp chứng cất biến cần điều khiển thành phần sản phẩm Tuy nhiên, phép đo thành phần chất thường chậm xác, ảnh hưởng nhiễu phản ánh chậm thay đổi thành phần sản phẩm Thực tế, người ta chọn biến điều khiển nhiệt độ đỉnh tháp nhiệt độ đáy tháp, với lý thành phần sản phẩm có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ, giá trị nhiệt độ dễ đo phản ánh nhanh ảnh hưởng nhiễu 1.2 Mục đích điều khiển Nhiệm vụ điều khiển trình đảm bảo điều kiện vận hành an toàn, hiệu kinh tế cho trình công nghệ Trước tìm hiểu xây dựng hệ thống điều khiển trình, ta phải làm rõ mục đích điều khiển chức hệ thống cần thực nhằm đạt mục đích Phân thích mục đích điều khiển sở quan trọng cho việc đặc tả chức cần thực hệ thống điều khiển Toàn chức hệ thống điều khiển qua trình phân loại xếp nhằm phục vụ mục đích sau: 1.2.1 Đảm bảo vận hành hệ thống ổn định, trơn tru: giữ cho hệ thống hoạt động ổn định điểm làm việc chuyển chế độ cách trơn tru, đảm bảo điều kiện theo yêu cầu chế độ vận hành, kéo dài tuổi thọ máy móc, vận hành thuận tiện 1.2.2 Đảm bảo suất chất lượng sản phẩm: Đảm bảo lưu lượng sản phẩm theo kế hoạch sản xuất trì thông số liên quan đến chất lượng sản phẩm phạm vi yêu cầu 1.2.3 Đảm bảo vận hành hệ thống an toàn: Giảm thiểu nguy xảy cố bảo vệ người, máy móc, thiết bị môi trường trường hợp xảy cố 1.2.4 Bảo vệ môi trường: Giảm ô nhiễm môi trường thông qua giảm nồng độ khí thải độc hại, giảm lượng nước sử dụng nước thải, hạn chế lượng bụi khói, giảm tiêu thụ nhiên liệu nguyên liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 10 1.2.5 Nâng cao hiệu kinh tế: Đảm bảo suất chất lượng theo yêu cầu giảm chi phí nhân công, nguyên liệu nhiên liệu, thích ứng nhanh với yêu cầu thay đổi thị trường Hình 1-3: Ví dụ thiết bị khuấy trộn đơn giản Để phân tích mục đích điều khiển làm rõ chức điều khiển qua trình, ta xét vid dụ điều khiển thiết bị khuấy trộn minh họa Hình 1-3 Hai dòng nguyên liệu có thành phần chất A c1 c2 đưa vào thiết bị khuấy trộn, tạo thành sản phẩm có thành phần c theo yêu cầu Lưu lượng khối lượng dòng nguyên liệu kí hiệu F1 F2, điều chỉnh qua hai van cấp tương ứng Quá trình pha trộn thực vởi hệ thống khuấy trộn gắn động Dung dịch sản phẩm đưa tới trình với lưu lượng khối lượng F Yêu cầu công nghệ đảm bảo chất lượng sản phẩm hệ thống vận hành theo chế độ liên tục Ổn định hệ thống: Các đại lượng cần ổn định là: mức bình trộn, nồng độ cấu tử A sản phẩm Các yêu cầu ổn định liên quan tới: nguyên lý cân vật chất, nguyên lý cân lượng, nguyên lý cân pha, nguyên lý cân phản ứng hóa học, nguyên lý động học… Chất lượng sản phẩm Ổn định chưa đảm bảo chất lượng Trong ví dụ: nồng độ A sản phẩm giữ ổn định xa với yêu chất lượng yêu cầu Đảm bảo chất lượng sản phẩm: giá trị cần điều khiển gần với giá trị đặt tốt Trong ví dụ: nồng độ A sản phẩm trì ổn định, mà phải gần với giá trị mong muốn Chất lượng sản phẩm đánh giá thông qua số tiêu chất lượng Đáp ứng với thay đổi giá trị đặt, đáp ứng với tác động nhiễu An toàn hệ thống GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 31 Hình 3-1: Sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 32 Hình 3-2: Lưu đồ PFD thông số dòng GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 33 3.2 Kết mô sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE 3.2.1 Các thông số thiết kế thiết bị sơ đồ công nghệ E-901 E-902 E-903 E-904 E-905 LPS HPS CW MPS CW 3572 kg/h 25,828 kg/h 6.31 × 105 kg/h 32,433 kg/h 1.44 × 106 kg/h Bảng 3-2: Thông số dòng phụ trợ E-901 E-902 𝑄 = 7502 MJ/h 𝑄 = 43,908 MJ/h Áp suất thiết kế lớn nhất: 35 bar Áp suất thiết kế lớn nhất: 23 bar E-903 E-904 𝑄 = 26,417 MJ/h 𝑄 = 64,542MJ/h Áp suất thiết kế lớn nhất: 23 bar Áp suất thiết kế lớn nhất: 6.5 bar E-905 𝑄 = 60,347 MJ/h Áp suất thiết kế lớn nhất: 6.5 bar Bảng 3-3: Thông số thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt R-901 V-901 Áp suất thiết kế lớn nhất: 32 bar Áp suất thiết kế lớn nhất: bar Bảng 3-4: Thông số thiết kế thiết bị phản ứng bình chứa P-901 A/B P-903 A/B Công suất P = 220.53 MJ/h Công suất P = 18.65 MJ/h Hiệu suất 80% Hiệu suất 80% Bảng 3-5: Thông số thiết kế bơm GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 34 T-901 T-903 Số đĩa: 97 đĩa, có reboiler condenser Số đĩa: 42 đĩa, có reboiler condenser Hiệu suất đĩa 70% Hiệu suất đĩa 48% Đĩa nhập liệu : 27 Đĩa nhập liệu : 21 Tỉ số hồi lưu : 1.62 Tỉ số hồi lưu : 3.44 Áp suất thiết kế lớn : 23 bar Áp suất thiết kế lớn : 6.5 bar T-902 Chiều cao: 7.3 Số bậc lý thuyết: Tổn thất áp suất: 6.86 kPa/m Áp suất thiết kế lớn : bar Bảng 3-6: Thông số thiết kế tháp 3.2.2 Các thông số dòng công nghệ: 3.3 Xây dựng sơ đồ điều khiển 3.3.1 Bình chứa (V – 901) Ký hiệu: LIC – thiết bị hiển thị điều khiển mức CV – van điều khiển Hình 3-3: Sơ đồ điều khiển mức chất lỏng bình chứa V-901 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 35 Mục đích: đảm bảo mức chất lỏng bình mức hoạt động bình Mục tiêu Biến điều khiển Điều chỉnh lưu lượng MeOH từ Mức chất lỏng dòng vào Vtrong bình V-901 901 mức độ thích hợp Cơ chế Điểm đặt Điều khiển mức chất lỏng thông qua điều chỉnh độ mở van CV-901 50% Bảng 3-7: Bảng thông tin điều khiển bình V-901 3.3.2 Dòng nguyên liệu Ký hiệu: FT – thiết bị truyền tín hiệu lưu lượng FICT – thiết bị tuyền tín hiện, hiển thị điều khiển lưu lượng XC – thiết bị điều khiển tỷ lệ Hình 3-4: Sơ đồ điều khiển tỉ lệ lưu lượng MeOH : isobutylen Mục đích: đảm bảo tỷ lệ MeOH : isobutylen dòng nguyên liệu cho tháp phản ứng R-901 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 36 Mục tiêu Biến điều khiển Điều chỉnh lưu lượng dòng dòng theo tỉ lệ cho trước điểm đặt Cơ chế Điểm đặt Tín hiệu lưu lượng dòng dòng truyền đến điều khiển tỉ lệ Sau có liệu, điều khiển gửi tín hiệu đến thiết bị điều Lưu lượng dòng khiển tỷ lệ XC, điều khiển XC tác động lên van CV-902 dòng để điều chỉnh lưu lượng dòng Tỉ lệ MeOH : isobutylen 1:3 Van CV-903 nhận tín hiệu từ FITC-901 để điều khiểu lưu lượng dòng Bảng 3-8: Bảng thông tin điều khiển tỉ lệ lưu lượng MeOH : isobutylen 3.3.3 Bơm (P – 901 A/B) Ký hiệu: PRC – thiết bị lưu trữ điều khiển CV – Van điều khiển Hình 3-5: Sơ đồ điều khiển áp suất dòng công nghệ Mục đích: đảm bảo mức áp suất cho tháp phản ứng R-901 Mục tiêu Biến điều khiển GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm Cơ chế Điểm đặt SVTH: Đỗ Ngọc Anh 37 Điều khiển áp suất dòng đủ điều kện Áp suất dòng cho tháp phản ứng PRC phát nhiễu gửi tín hiệu tác động lên độ mở van CV-904 Áp suất dòng 3000.00 Bảng 3-9: Bảng thông tin điều khiển bơm P-901 A/B 3.3.4 Thiết bị gia nhiệt E-901 Ký hiệu: TRC – thiết bị lưu trữ điều khiển nhiệt độ CV – Van điều khiển Hình 3-6: Sơ đồ điều khiển mức thiết bị gia nhiệt E-901 Mục đích: đảm bảo nhiệt độ dòng công nghệ đáp ứng điều kiện tháp phản ứng R-901 Mục tiêu Biến điều khiển Điều khiển lưu lượng dòng LPS Nhiệt độ dòng E-901 Cơ chế Điểm đặt TRC phát nhiễu truyền tín hiệu đến van điều khiển CV-905 tác động lên độ mở van Nhiệt độ dòng 85oC Bảng 3-10: Bảng thông tin điều khiển mức thiết bị gia nhiệt E-901 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 38 3.3.5 Tháp phản ứng (R-901) Ký hiệu: TI – thiết bị hiển thị nhiệt độ FI – thiết bị hiển thị lưu lượng Hình 3-7: Sơ đồ điều khiển tháp R-901 Mục đích: đảm bảo mức nhiệt độ tháp phản ứng Mục tiêu Biến điều khiển Hiển thị thông tin nhiệt độ lưu lượng tháp Cơ chế Điểm đặt Khi có thông tin liên quan đến tháp phản ứng, phát có nhiễu điều chỉnh thành phần điều khiển phía trước Bảng 3-11: Bảng thông tin điều khiển tháp R-901 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 39 3.3.6 Tháp chưng tách sản phẩm MTBE (T – 901) Ký hiệu: LIC – thiết bị hiển thị điều khiển mức PIC – thiết bị hiển thị điều khiển áp suất TRC – thiết bị lưu trữ điều khiển nhiệt độ FRC – thiết bị lưu trữ điều khiển lưu lượng PRC – thiết bị lưu trữ điều khiển áp suất CV – van điều khiển Hình 3-8: Sơ đồ điều khiển tháp T-901 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 40 Mục đích: đảm bảo tháp chưng tách hoạt động bình thường Mục tiêu Biến điều khiển Điều khiển áp suất Áp suất dòng dòng Cơ chế Điểm đặt Điều khiển áp suất cách gửi tín hiệu từ PIC901 đến CV-906 tác động đến độ mở van Áp suất dòng 2915.00 kPa TRC-902 đĩa nhạy cảm truyền tín hiệu đến FRCĐiều khiển lưu Lưu lượng dòng 902, đến CV-907 lượng dòng HPS HPS Điều khiển lưu lượng E-902 cách điều chỉnh độ mở van Điều khiển cách Điều khiển lưu Lưu lượng dòng điều chỉnh độ mở lượng dòng CW CW van CV-910 Tín hiệu E-903 nhận từ PRC-902 Tín hiệu nhận từ Điều khiển lưu Lưu lượng dòng FRC-903, điều khiển lượng dòng hồi lưu hồi lưu cách điều chỉnh độ mở van CV-909 Điều khiển cách Điều khiển mức Mức chất lỏng điều chỉnh độ mở chất lòng tháp tháp T-901 van CV-908, tín hiệu T-901 nhận từ LIC-902 50% Điều khiển cách Điều khiển mức Mức chất lỏng điều chỉnh độ mở chất lòng bình tách bình tách van CV-911, tín hiệu V-901 nhận từ LIC-903 50% Bảng 3-12: Bảng thông tin điều khiển tháp T-901 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 41 3.3.7 Tháp hấp thụ MeOH (T – 902) Ký hiệu: LIC – thiết bị hiển thị điều khiển mức PIC – thiết bị hiển thị điều khiển áp suất FRC – thiết bị lưu trữ điều khiển áp suất PI – thiết bị hiển thị áp suất TI – thiết bị hiển thị nhiệt độ CV – van điều khiển Hình 3-9: Sơ đồ điều khiển tháp T-902 Mục đích: đảm bảo mức chất lỏng bình mức hoạt động bình Mục tiêu Biến điều khiển GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm Cơ chế Điểm đặt SVTH: Đỗ Ngọc Anh 42 FRC-906 gửi tín hiệu Điều khiển lưu Lưu lượng dòng Lưu lượng dòng đến CV-912, điều lượng dòng 12 12 12 21618.00 kg/h chỉnh độ mở van Điều khiển áp suất Áp suất dòng 13 dòng 13 PIC-902 gửi tín hiệu đến CV-913, điều chỉnh độ mở van Áp suất dòng 13 110.00 kPa Điều khiển mức chất lòng Mức chất lỏng tháp tháp T-902 T-902 Điều khiển cách điều chỉnh độ mở van CV-914, tín hiệu nhận từ LIC-904 50% Bảng 3-13: Bảng thông số bình V-901 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 43 3.3.8 Tháp chưng tách hồi lưu MeOH (T – 903) Ký hiệu: LIC – thiết bị hiển thị điều khiển mức PIC – thiết bị hiển thị điều khiển áp suất TRC – thiết bị lưu trữ điều khiển nhiệt độ FRC – thiết bị lưu trữ điều khiển lưu lượng PRC – thiết bị lưu trữ điều khiển áp suất CV – van điều khiển Hình 3-10: Sơ đồ điều khiển điều khiển tháp T-903 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 44 Mục đích: đảm bảo tháp chưng tách hoạt động bình thường Mục tiêu Biến điều khiển Cơ chế Điểm đặt Điều khiển áp suất Điều khiển áp suất cách gửi tín hiệu từ PRCdòng 14 đủ điều Áp suất dòng 15 903 đến CV-915 tác động kện cho tháp T-903 đến độ mở van Áp suất dòng 15 500.00 kPa TRC-903 đĩa nhạy cảm truyền tín hiệu đến FRCĐiều khiển lưu Lưu lượng dòng 904, đến CV-916 lượng dòng MPS MPS Điều khiển lưu lượng E-904 cách điều chỉnh độ mở van Điều khiển cách Điều khiển lưu Lưu lượng dòng điều chỉnh độ mở van lượng dòng CW CW CV-919 Tín hiệu nhận E-905 từ PRC-904 Tín hiệu nhận từ Điều khiển lưu Lưu lượng dòng FRC-905, điều khiển lượng dòng hồi lưu hồi lưu cách điều chỉnh độ mở van CV-918 Điều khiển cách Điều khiển mức Mức chất lỏng điều chỉnh độ mở van chất lòng tháp tháp TCV-908, tín hiệu nhận từ T-903 903 LIC-906 50% Điều khiển cách Điều khiển mức Mức chất lỏng điều chỉnh độ mở van chất lòng bình tách bình tách CV-920, tín hiệu nhận V-903 từ LIC-905 50% Bảng 3-14: Bảng thông tin sơ đồ điều khiển tháp T-903 3.4 Sơ đồ điều khiển sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 45 Hình 3-11: Sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh [...]... 5 Lặp lại quá trình Hình 2-2: sơ đồ khối tiến trình điều khiển hồi tiếp Dựa vào mối tương quan giá trị giữa đầu ra của biến điều khiển và biến được điều khiển ta có 2 kiểu điều khiển: Điều khiển thuận: đầu ra của bộ điều khiển tăng khi biến được điều khiển tăng và ngược lại Điều khiển nghịch: đầu ra của bộ điều khiển giảm khi biến được điều khiển tăng và ngược lại Để lựa chọn kiểu điều khiển thuận... nó phát sinh Điều khiển nối tiếp là kỹ thuật điều khiển sử dụng hai bộ điều khiển bên trong một vòng điều khiển Một bộ điều khiển được lồng vào trong một bộ điều khiển khác, đầu ra của bộ điều khiển thứ nhất là giá trị đặt SP (Set point) của bộ điều khiển thứ hai Điều này có nghĩa rằng hai bộ điều khiển là không độc lập nhau mà liên kết cùng nhau nhằm mục đích điều khiển cho biến quá trình PV (Process... của thiết bị đo quá trình 1.3.2 Thiết bị điều khiển Thiết bị điều khiển (control equipment) hay bộ điều khiển (controller) là một thiết bị tự động thực hiện chức năng điều khiển, là thành phần cốt lõi của một hệ thống điều khiển công nghiệp Tính toán điều khiển Xử lý đầu ra Tín hiệu đo Xử lý đầu vào Thiết bị điều khiển Tín hiệu điều khiển Giá trị đặt Hình 1-6: Cấu trúc thiết bị điều khiển Trên cơ sở... trúc điều khiển, kỹ thuật điều khiển được lựa chọn, bộ điều khiển thực hiện thuật toán điều khiển và đưa ra các tín hiệu điều khiển để can thiệp trở lại quá trình kỹ thuật thông qua các thiết bị chấp hành Tùy theo dạng tín hiệu vào ra và các phương pháp thể hiện luật điều khiển, một thiết bị điều khiển có thể được xếp loại loại là thiết bị điều khiển tương tự (analog controller), thiết bị điều khiển. .. bộ điều khiển thứ cấp 2.3 Kỹ thuật điều khiển sớm – Feed Forward Control 2.3.1 Khái niệm, nguyên tắc, cấu trúc Điều khiển Feed forward còn gọi là kỹ thuật điều khiển sớm, với kỹ thuật này, thiết bị điều khiển sẽ đo sự nhiễu loạn ảnh hưởng đến quá trình và phản ứng lại tương ứng Điều này có nghĩa là chất lượng của quá trình điều khiển sẽ được cải thiện đáng kể vì biến nhiễu sẽ không gây tác động đến hệ. .. vào: Đặc điểm của quá trình: quan hệ biến điều khiển và biến được điều khiển Kiểu tác của van điều khiển o Đóng an toàn (fail close, air-to-open) – điều khiển thuận o Mở an toàn (fail open, air-to-close) – điều khiển nghịch 2.1.2 Ví dụ Hình 2-3: Điều khiển hồi tiếp thiết bị gia nhiệt hơi nước GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm SVTH: Đỗ Ngọc Anh 25 Hình 2-1 minh họa kỹ thuật điều khiển hồi tiếp cho thiết... lượng sản phẩm ra Tiêu hao năng lượng thấp cho động cơ khuấy và cho các van điều khiển Tác động điều khiển êm ả, trơn tru, tốc độ động cơ cũng như mở van ít khi phải thay đổi hoặc thay đổi chậm 1.3 Các thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển quá trình Tùy theo quy mô ứng dụng và mức độ tự động hóa, các hệ thống điều khiển quá trình công nghiệp có thể dơn giản đến tương đối phức tạp, nhưng chúng đều... tả chi tiết quá trình công nghệ kèm theo các chức ăng tiêu biểu của một hệ thống điều khiển quá trình cùng các đường liên hệ giữa các thành phần Đây là tài liệu quan trọng nhất đối với việc thiết kế toàn bộ hệ thống điều khiển Một số tiêu chuẩn liên quan tới các biểu tượng lưu đồ P&ID là ISA Hình 1-15 minh hoạ một lưu đồ P&ID cho hệ thống trao đổi nhiệt Dầu nóng là quá trình cần được làm nóng bởi hơi... MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN THÔNG DỤNG 2.1 Kỹ thuật điều khiển hồi tiếp – Feedback Control 2.1.1 Khái niệm, nguyên tắc, cấu trúc Điều khiển hồi tiếp (feedbaack control) dựa trên nguyên tắc liên tục đo giá trị biến được điều khiển và phản hồi thông tin về bộ điều khiển để tính toán lại giá trị của biến điều khiển Vì cấu trúc khép kín này, kỹ thuật điều khiển hồi tiếp còn được gọi là điều khiển vòng kín... điều khiển thì điều khiển hồi tiếp (feedback control) đóng vai trò quan trọng hàng đầu, nó được sử dụng gần như trong tất cả các hệ thống điều khiển tự động Đo biến quá trình cần điều khiển PV (Process Variable) So sánh với giá trị đặt SP (Setpoint) Căn cứ vào độ sai lệch: e = SP − PV Bộ điều khiển sẽ cho ra tín hiệu điêu khiển tương ứng làm thay đổi độ mở của van Hình 2-1: Cấu trúc sơ đồ điều ... tượng cho điều khiển logic điều khiển trình tự phức tạp không định nghĩa: Bộ điều khiển logic hệ ĐHPT với chức điều khiển logic điều khiển trình tự: Bộ điều khiển logic khả trình; điều khiển logic... đầu biến điều khiển biến điều khiển ta có kiểu điều khiển: Điều khiển thuận: đầu điều khiển tăng biến điều khiển tăng ngược lại Điều khiển nghịch: đầu điều khiển giảm biến điều khiển tăng... hệ thống Nguyên lý điều khiển tầng phân cấp điều khiển nhằm loại bỏ ảnh hưởng nhiễu nơi phát sinh Điều khiển nối tiếp kỹ thuật điều khiển sử dụng hai điều khiển bên vòng điều khiển Một điều khiển