化工工艺工程师、过程控制工程师、自动化仪表工程师、DCS操作人员、生产运行管理人员。
理解化工过程控制的基本原理(反馈控制、前馈控制、串级控制等)。
掌握常见过程变量(温度、压力、流量、液位、成分)的测量与控制方法。
能够独立完成简单控制回路的设计、PID参数整定与控制系统分析。
化工过程控制概述:过程控制在化工生产中的重要性(安全、稳定、高效、优质);过程控制系统的组成(被控对象、测量仪表、控制器、执行器);过程控制的分类(手动控制、自动控制、反馈控制、前馈控制、顺序控制)。
过程动态特性:被控过程的动态特性(自衡过程、无自衡过程);过程建模方法(机理建模、经验建模、辨识建模);一阶过程、二阶过程、积分过程的特性;过程增益、时间常数、纯滞后(τ、T、K)的影响。
检测仪表:温度检测仪表(热电偶、热电阻、红外测温仪)的原理与选型;压力检测仪表(弹簧管压力表、压力变送器、差压变送器)的原理与选型;流量检测仪表(差压式、转子式、电磁式、涡街式、超声波式)的原理与选型;液位检测仪表(差压式、浮力式、雷达式、超声波式)的原理与选型;成分分析仪表(pH计、气相色谱仪、红外分析仪)的原理与应用。
执行器:控制阀的组成(阀体、阀芯、阀座、执行机构、定位器);控制阀的类型(直通单座阀、直通双座阀、角阀、隔膜阀、蝶阀、球阀);控制阀的流量特性(线性、等百分比、快开、抛物线);控制阀口径计算(Cv值);气动/电动执行器的选择;阀门定位器的作用。
控制器与PID控制:PID控制器的基本原理(比例、积分、微分作用);比例度、积分时间、微分时间对控制质量的影响;PID控制器的结构形式(P、PI、PID);数字PID控制算法(位置式、增量式);PID控制器参数的工程整定方法(经验试凑法、临界比例度法、衰减曲线法、反应曲线法)。
复杂控制系统:串级控制系统的结构、特点与应用(主副回路的选择、参数整定);前馈控制系统的原理与应用(前馈与反馈的结合);比值控制系统的类型(单闭环比值、双闭环比值);分程控制系统的原理与应用;选择控制系统的原理与应用(超驰控制)。
DCS集散控制系统:DCS的体系结构(操作站、控制站、通信网络);DCS的组态方法(控制回路组态、流程图组态);DCS的操作界面(趋势图、报警管理、历史数据);DCS在化工生产中的应用实例。
先进过程控制(APC)简介:APC的产生背景与价值;模型预测控制(MPC)的基本原理;软测量技术(推断控制);自适应控制;智能控制(模糊控制、神经网络控制)。
流体输送设备的控制:泵的控制方案(离心泵的流量调节、容积式泵的保护);压缩机的控制方案(防喘振控制、性能控制);风机的控制方案。
传热设备的控制:换热器的控制方案(调节载热体流量、旁路调节);加热炉的控制方案(出口温度控制、炉膛压力控制、燃料/空气比值控制);锅炉的控制方案(水位控制、蒸汽压力控制、燃烧控制)。
精馏塔的控制:精馏塔的控制目标(产品纯度、回收率、能耗);精馏塔的扰动分析;精馏塔的控制方案(提馏段温度控制、精馏段温度控制、温差控制、双温差控制);精馏塔的压力控制方案;精馏塔的节能控制。
综合实战项目:典型化工单元(如精馏塔、反应釜、加热炉)的控制系统设计,包含被控变量与操纵变量的选择、控制方案确定、仪表选型、PID参数整定、DCS组态方案设计。