EnVision™
Gas Oil Separation Process–Instruction Guide
EnVision™
Copyright © 2014 by GSE EnVision LLC. All rights reserved.
This manual and the software described in this manual are furnished to the user under license by GSE EnVision LLC. and use thereof is subject to applicable U.S. and international law. Neither this manual nor the software described in this manual may be reproduced, transmitted or disclosed to third parties, in whole or in part, in any form or by any manner, electronic or mechanical, without the express written consent of GSE EnVision LLC, except to the extent provided for by applicable license. GSE EnVision LLC reserves the right to make improvements in this manual and the software it describes at any time, without notice or obligation. This manual may contain names used to illustrate features and capabilities of the EnVision software. Any similarities to the names of actual individuals or companies are purely coincidental.
GSE Systems, the GSE Systems logo, and EnVision are trademarks of GSE Systems, Inc.
All other brand and product names are trademarks or registered trademarks of their respective owners.
EnVision™ Tutorial Script
Version 1.2, November 2014
Содержание
Глава 01: Введение 2
Управление процессом 2
Автоматическое управление 3
Определения 5
Блок-схемы 7
Системы с разомкнутым и замкнутым контуром 9
Управление с обратной связью и с прогнозированием 10
Глава 02: Динамика процесса 13
Введение 13
Изменения на входе 14
Репрезентация процесса 16
Система первого порядка 19
Системы высшего порядка 24
Идентификация процесса 26
Динамика датчика/передатчика и регулирующего клапана 30
Глава 03: Контроллер Вкл-Выкл 33
Введение 33
Глава 04: PID-контроллер 35
Введение 35
Пропорциональный 35
Интегральный 40
PI-контроллер 41
Дифференциальный 45
PID-контроллер 48
Промышленный PID-контроллер 50
Прямое и обратное действие 53
Глава 05: Каскадное управление 59
Введение 59
Операции 62
Инициализация 64
Глава 06: Регулирование соотношения 66
Введение 66
Глава 07: Настройка контроллеров 70
Введение 70
Предельный метод 72
Метод кривой реакции 74
Интегральные методы минимальной ошибки 76
Практические рекомендации 80
Глава 08: Распределенная система управления 82
Введение 82
Блок I/O 83
Блок управления 86
Блок вычислительной машины/интерфейс 90
Рабочее место оператора 91
Глава 01: Введение Управление процессом
Для любой технологической установки важно поддерживать рабочие условия, например, расход, температуру, давление, состав и тому подобное, на желательном уровне значений.
Поддержание установки в желательных рабочих условиях обеспечивает безопасность и энергетическую эффективность эксплуатации, а также помогает производить качественную продукцию.
Механизм, поддерживающий рабочие условия установки, называется "Управлением технологическим процессом". Для того чтобы иметь полное представление об управлении технологическим процессом, важно понимать:
- динамику технологического процесса и
- теорию управления
Ручное управление
Возьмем для примера ванну с краном и открытой дренажной трубой. Уровень воды мы будем регулировать, манипулируя краном вручную.
Если вода поднимется выше нужного уровня, нам придется слегка закрыть кран.
Если вода опустится ниже нужного уровня, нам придется слегка открыть кран.
Когда вода окажется на нужном уровне, мы оставим положение крана без изменения.
В данной ситуации мы контролируем уровень на основе личного суждения. Такой тип управления называется "ручным управлением".
Ручное управление часто используется на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах во время работ по запуску и останову. Обычно для этого требуется переводить автоматические контроллеры в ручной режим. С автоматическими контроллерами мы познакомимся в следующем разделе.
Автоматическое управление
Рабочие условия на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах контролируются автоматически для обеспечения максимальной рентабельности. Это достигается за счет использования приборов, которые называются "автоматическими контроллерами".
Рассмотрим использование автоматического контроллера для регулировки уровня воды в ванне. Контроллер будет изменять степень открытия крана автоматически, поддерживая воду на некотором желательном уровне.
Автоматическому контроллеру нужно знать значение уровня воды в ванне. Поэтому уровень измеряется устройством, которое называется "Датчик".
Уровень, измеренный датчиком, необходимо преобразовать в соответствующий электрический сигнал для последующей передачи. Такой электрический сигнал отправляется на контроллер с помощью другого устройства, которое называется "Передатчик".
Иногда датчик и передатчик комбинируются в одном устройстве, которое называется "Преобразователь".
Нередко слова "датчик" и "передатчик" используются взаимозаменяемо в значении "преобразователь".
Измеренный уровень воды, отправленный в виде электрического сигнала с передатчика, называется Значением технологического параметра, сокращенно PV.
Сначала автоматический контроллер рассчитывает разницу между желательным значением и измеренным уровнем воды в ванне. Эта разница известна как "Отклонение".
Желательное значение называют Уставкой и сокращенно обозначают как SP. Иногда уставка также имеет сокращение SV, что означает Set Value (Заданное значение). Обычно уставку задает пользователь.
Затем контроллер определяет, насколько необходимо открыть или закрыть кран, на основе значения отклонения и определенного математического алгоритма.
Алгоритм, который контроллер использует для определения положения крана, называют "Алгоритмом управления".
Положение крана, определенное автоматическим контроллером, называют выходным значением контроллера. Такой выходной сигнал с контроллера также известен как "Регулируемое значение" и имеет сокращение MV. Иногда он также имеет сокращение OP, что означает выход.
На технологических установках контроллер регулирует положение регулирующего клапана.
Автоматический контроллер, с которым мы только что познакомились, представляет собой сравнительно простую схему управления. На современных предприятиях часто применяются более сложные схемы управления, которые называют "Усовершенствованными средствами управления", и которые позволяют обеспечить более высокий уровень контроля качества и минимальное энергопотребление.