[教育教學(xué)精品論文]過(guò)程控制工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

1、過(guò)程控制工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)自動(dòng)化學(xué)院第一章 緒論控制工程設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的白動(dòng)化，用圖紙資料和文字資料的形式表達(dá)出來(lái)的全部工作。對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)的本科學(xué)生在學(xué)習(xí)各專業(yè)課程后，進(jìn)行一次控制工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐是十分必要的。l學(xué)習(xí)控制工程課程設(shè)計(jì)的重要性工程設(shè)計(jì)是工程建設(shè)過(guò)程中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目起著指導(dǎo)作用。作為自動(dòng)化一類工科專業(yè)的學(xué)生，從事控制工程設(shè)計(jì)將是畢業(yè)后工作任務(wù)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。因此，在校學(xué)習(xí)階段能掌握工程設(shè)計(jì)的基本程序和方法，并進(jìn)行一次基本訓(xùn)練的實(shí)踐是十分必要的。在老師的指導(dǎo)下，通過(guò)控制工程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位，一旦要做控制工程設(shè)計(jì)方面的一些工作，可大大縮短熟

2、悉的過(guò)程?？梢哉f(shuō)控制工程設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的一項(xiàng)基本功，今后無(wú)論從事本學(xué)科領(lǐng)域的哪方面工作，都是極為有用的。學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)也是工科專業(yè)學(xué)生加強(qiáng)工程實(shí)際觀念、進(jìn)行專業(yè)知識(shí)全面綜合運(yùn)行的一個(gè)極好的過(guò)程?？刂乒こ淘O(shè)計(jì)是運(yùn)用過(guò)程控制工程的知識(shí)、針對(duì)某生產(chǎn)工藝流程，實(shí)施控制方案的具體體現(xiàn)。完成控制工程設(shè)計(jì)，既要掌握控制理論及控制工程的基本理論，又要熟悉自動(dòng)化技術(shù)工具(控制及檢測(cè)儀表)的使用方法及型號(hào)、規(guī)格、價(jià)格等信息，而且要學(xué)習(xí)本專業(yè)的有關(guān)工程實(shí)際知識(shí)，如工程設(shè)計(jì)的程序和方法、儀表安裝方式及常用設(shè)備材料的規(guī)格、型號(hào)等。在經(jīng)過(guò)一次控制工程設(shè)汁的全面訓(xùn)練后將使學(xué)生深深體會(huì)到各專業(yè)課程所學(xué)知識(shí)的有機(jī)結(jié)合和綜合

3、應(yīng)用的重要性：2掌握控制工程設(shè)計(jì)的方法控制工程設(shè)計(jì)需要大量的專業(yè)知識(shí)，這些基本上在相關(guān)課程的教學(xué)中已學(xué)習(xí)過(guò)了。與此同時(shí)，尚需了解和掌握工程設(shè)計(jì)的程序和方法、合關(guān)的規(guī)程和規(guī)定。這些必須通過(guò)親自實(shí)踐，才能逐步掌握。要獨(dú)立完成項(xiàng)工程的控制設(shè)計(jì)，需懂得設(shè)計(jì)工作的程序。要用圖紙、文字資料來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，使別人能清楚地看懂自己的設(shè)計(jì)圖紙，并能按圖紙進(jìn)行施工，就要熟悉有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范。這一過(guò)程涉及到查閱各種設(shè)計(jì)資料的能力培養(yǎng)。由于涉及面廣，也難以通過(guò)幾節(jié)課講述清楚的。所以，整個(gè)工程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，最好的方法是邊干邊學(xué)。在進(jìn)行控制工程設(shè)計(jì)的模擬設(shè)計(jì)時(shí)，要大量查閱設(shè)計(jì)規(guī)程和規(guī)定，體會(huì)并掌握正確的設(shè)計(jì)表達(dá)方法。同時(shí)，在

4、廣泛了解儀表、設(shè)備、材料等的有關(guān)信息中，學(xué)會(huì)收集設(shè)計(jì)資料的方法和途徑。另外，在編制眾多的控制設(shè)計(jì)圖紙資料過(guò)程中，訓(xùn)練、提高工程設(shè)計(jì)圖紙資料的編制能力。3控制工程設(shè)計(jì)的發(fā)展概況近幾十年來(lái)，隨著自動(dòng)化技術(shù)工具的發(fā)展以及新型過(guò)程控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)工作的內(nèi)容、程序和方法有了較大的變化。尤其當(dāng)進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，微電子技術(shù)推動(dòng)了計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，使得過(guò)程控制所采用的儀表、設(shè)備等發(fā)生了根本性的改變。這些更促使控制工程設(shè)計(jì)工作進(jìn)行全曲的調(diào)整。在20世紀(jì)50、60年代，當(dāng)時(shí)在工業(yè)過(guò)程中，尤其在石油、化工生產(chǎn)過(guò)程中，大量使用氣動(dòng)儀表，以滿足防爆的要求。而常用的控制系統(tǒng)僅僅是單回路反饋控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系

5、統(tǒng))或少量的串級(jí)、均勻和比值控制系統(tǒng)。因此控制工程設(shè)計(jì)工作相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單。隨著電動(dòng)單元組合儀表的出現(xiàn)，一直到ddz型儀表問(wèn)世，本質(zhì)安全防爆的性能，根本上滿足了工業(yè)過(guò)程的防爆要求：于是，在控制工程設(shè)計(jì)中，電動(dòng)儀表逐步取代氣動(dòng)儀表。然而，無(wú)論是氣動(dòng)儀表或是電動(dòng)儀表，都屬于常規(guī)儀表。因此，在控制工程設(shè)計(jì)，基本的程序和方法內(nèi)容是相似的。中國(guó)在70、80、90年代分別制定了有關(guān)控制工程設(shè)計(jì)的施工圖內(nèi)容深度規(guī)定，作為控制專業(yè)使用常規(guī)儀表進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性文件。20世紀(jì)80年代中期，分散控制系統(tǒng)(distributed control system , dcs也稱集散控制系統(tǒng))開(kāi)始在工業(yè)過(guò)程中得到了應(yīng)用

6、。分散控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)常規(guī)儀表的控制有著決然不同的方式與內(nèi)涵，控制工程設(shè)計(jì)工作也發(fā)生了很大的變化。為適應(yīng)改革、開(kāi)放的經(jīng)濟(jì)政策，我國(guó)的工程設(shè)計(jì)必須與國(guó)際接軌。因此，在進(jìn)入21世紀(jì)前，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外控制工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)始推行國(guó)際通用設(shè)計(jì)體制和方法，使得控制工程設(shè)計(jì)工作更為規(guī)范有序。4本書(shū)的編寫(xiě)宗旨本書(shū)的編寫(xiě)首先是為了自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，在校期間能較快地了解控制工程設(shè)計(jì)的全貌，并在本書(shū)的指導(dǎo)下，針對(duì)某一工藝流程，進(jìn)行一次控制工程設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練。因此，全書(shū)除了全面介紹控制工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和程序外，還較為詳細(xì)地討論了完成設(shè)計(jì)任務(wù)中各項(xiàng)工作，具體的方法及步驟，應(yīng)遵循的設(shè)計(jì)規(guī)程。第二章 控制工程課程設(shè)計(jì)第一節(jié) 課

7、程設(shè)計(jì)要求一、課程設(shè)計(jì)目的過(guò)程控制工程課程設(shè)計(jì)密切結(jié)合過(guò)程工業(yè)實(shí)際的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，是學(xué)習(xí)完過(guò)程控制工程課程和下廠實(shí)習(xí)后進(jìn)行的一次全面的綜合練習(xí)。其目的在于加深對(duì)過(guò)程控制工程設(shè)計(jì)思想的理解，掌握過(guò)程控制領(lǐng)域常用和有效的控制方案和控制系統(tǒng)，掌握過(guò)程工業(yè)典型操作單元的控制方案和系統(tǒng)特點(diǎn)；并接受嚴(yán)格和系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，從而為以后的畢業(yè)環(huán)節(jié)工作和擔(dān)負(fù)實(shí)際工程任務(wù)打下良好和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。過(guò)程控制工程課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的實(shí)踐性教育環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間必須接受的一項(xiàng)工程訓(xùn)練。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，在教師指導(dǎo)下，運(yùn)用工程的方法，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單課題的設(shè)計(jì)練習(xí)，可使學(xué)生初步體驗(yàn)過(guò)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)要求、完成的工作

8、內(nèi)容和具體的設(shè)計(jì)方法，了解必須提交的各項(xiàng)工程文件，也達(dá)到鞏固、充實(shí)和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的目的。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，應(yīng)能加強(qiáng)學(xué)生如下能力的培養(yǎng)：(1) 獨(dú)立工作能力和創(chuàng)造力；(2) 綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力；(3) 查閱圖書(shū)資料、產(chǎn)品手冊(cè)和各種工具書(shū)的能力；(4) 工程繪圖的能力；(5) 編寫(xiě)技術(shù)報(bào)告和編制技術(shù)資料的能力。二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)學(xué)習(xí)過(guò)程控制工程課程和下廠實(shí)習(xí)4周后，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際過(guò)程控制策略、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)以及相應(yīng)的組態(tài)軟件有一定的認(rèn)識(shí)和了解的基礎(chǔ)上，針對(duì)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的被控對(duì)象（控制裝置），設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜控制系統(tǒng)（至少包含一個(gè)復(fù)雜回路和6-7個(gè)簡(jiǎn)單回路），并

9、利用組態(tài)軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制參數(shù)，使控制系統(tǒng)達(dá)到要求的控制效果。1. 獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，每個(gè)人根據(jù)下廠實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，確定自己的課程設(shè)計(jì)題目，每人一組；2. 選用一種組態(tài)軟件（例如：采用力控組態(tài)軟件）繪制系統(tǒng)工藝流程圖；3. 繪制控制系統(tǒng)原有的控制回路；4. 利用下廠收集的實(shí)際數(shù)據(jù)和工藝要求，選擇被控對(duì)象模型，利用組態(tài)軟件，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)；5. 改進(jìn)原有的控制回路，增加1-2個(gè)復(fù)雜回路，并進(jìn)行組態(tài)；6. 調(diào)節(jié)控制參數(shù)，使性能指標(biāo)達(dá)到要求；7. 寫(xiě)出設(shè)計(jì)工作小結(jié)。對(duì)在完成以上設(shè)計(jì)過(guò)程所進(jìn)行的有關(guān)步驟：如設(shè)計(jì)思想、指標(biāo)論證、方案確定、參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、原理分析等作出說(shuō)明，并對(duì)所完成

10、的設(shè)計(jì)作出評(píng)價(jià)，對(duì)自己整個(gè)設(shè)計(jì)工作中經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，總結(jié)收獲。三、進(jìn)度安排 本次課程設(shè)計(jì) 時(shí)間3周(第1、2、3周)1. 第1周 選用一種組態(tài)軟件繪制系統(tǒng)工藝流程圖；繪制控制系統(tǒng)原有的控制回路；2. 第2周 利用下廠收集的實(shí)際數(shù)據(jù)和工藝要求，選擇被控對(duì)象模型，利用組態(tài)軟件，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)；3. 第3周(1-3) 改進(jìn)原有的控制回路，增加1-2個(gè)復(fù)雜回路，并進(jìn)行組態(tài)；調(diào)節(jié)控制參數(shù)，使性能指標(biāo)達(dá)到要求；4. 第3周(4) 寫(xiě)設(shè)計(jì)工作小結(jié)5. 第3周(5) 演示、答辯四、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)規(guī)范寫(xiě)出不少于5000字的課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。說(shuō)明書(shū)中除了在封面應(yīng)有題目、班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)和課程設(shè)計(jì)日期、地點(diǎn)以外，

11、其正文一般有如下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1. 學(xué)生要認(rèn)真復(fù)習(xí)教材，閱讀有關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等資料，獨(dú)立按時(shí)完成任務(wù)；2. 設(shè)計(jì)工藝流程和要求的簡(jiǎn)單說(shuō)明；3. 裝置原有控制回路和重要控制策略介紹；4. 確定控制方案，利用組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)仿真設(shè)計(jì)的過(guò)程5. 控制參數(shù)調(diào)整步驟和方法；6. 儀表的選型，編寫(xiě)有關(guān)的儀表信息設(shè)計(jì)文件。第二節(jié) 控制工程設(shè)計(jì)的方法一、控制工程設(shè)計(jì)的方法在接到一個(gè)工程項(xiàng)目后進(jìn)行控制工程設(shè)計(jì)時(shí)，按照什么樣的方法來(lái)完成這些內(nèi)容呢?1熟悉工藝流程這是控制設(shè)計(jì)的第一步?？刂圃O(shè)計(jì)人員對(duì)工藝熟悉和了解的深度將是重要的因素。在這階段還需收集工藝中有關(guān)的物性參數(shù)和重要數(shù)據(jù)。2確定控制方案，完成工藝控制流

12、程圖(pcd)了解工藝流程，并在和工藝人員充分協(xié)商后，定出各檢測(cè)點(diǎn)、控制系統(tǒng)，確定全工藝流程的控制方案在此基礎(chǔ)上可畫(huà)出工藝控制流程圖(pcd)，并配合工藝系統(tǒng)專業(yè)完成各版管道儀表流程圖(p&id)。3儀表選型，編制有關(guān)儀表信息的設(shè)計(jì)文件在儀表選型中，首先要確定的是采用常規(guī)儀表還是dcs系統(tǒng)。然后，以確定的控制方案和所有的檢測(cè)點(diǎn)，技照工藝提供的數(shù)據(jù)及儀表選型的原則，查問(wèn)有關(guān)部門匯編的產(chǎn)品目錄和廠家的產(chǎn)品樣本與說(shuō)明書(shū)調(diào)研產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和價(jià)格，選定檢測(cè)、變送、顯示、控制等各類儀表的規(guī)格、型號(hào)。并編制出控制設(shè)備表或儀表數(shù)據(jù)表等有關(guān)儀表信息的設(shè)計(jì)文件。4控制室設(shè)計(jì)控制方案確定，儀表選型后，根據(jù)工藝特點(diǎn)

13、，可進(jìn)行控制室的設(shè)計(jì)。對(duì)采用常規(guī)儀表時(shí)，首先考慮儀表盤的正面布置，畫(huà)出儀表盤布置圖等有關(guān)圖紙。然后均需畫(huà)出控制宣布置圖及控制室與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接的有關(guān)設(shè)計(jì)文件，如儀表回路圖、端子配線圖等。在進(jìn)行控制室設(shè)計(jì)中，還應(yīng)向土建、暖通、電氣等專業(yè)提出有關(guān)設(shè)計(jì)條件。5節(jié)流裝置和調(diào)節(jié)閥的計(jì)算控制方案已定，所需的節(jié)流裝置、調(diào)節(jié)閥的位置和數(shù)且也都已確定，根據(jù)工藝數(shù)據(jù)和有關(guān)計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，分別列出儀表數(shù)據(jù)表中調(diào)節(jié)閥及節(jié)流裝置計(jì)算數(shù)據(jù)表與結(jié)果，并將有關(guān)條件提供給管道專業(yè)，供管道設(shè)計(jì)之用。6儀表供電、供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)不僅需要供電，還需要供氣(壓縮空氣作為氣動(dòng)儀表的氣源，對(duì)于電動(dòng)儀表及dcs系統(tǒng)，由于目前還大

14、量使用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，所以氣源也是不可少的)。為此需按照儀表的供電、供氣負(fù)荷大小及配制方式，畫(huà)出儀表供電系統(tǒng)圖、儀表空氣管道平面圖(或系統(tǒng)圖)等設(shè)計(jì)文件。7依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的條件，完成控制室與現(xiàn)場(chǎng)間聯(lián)系的相關(guān)設(shè)計(jì)文件土建、管道等專業(yè)的工程設(shè)計(jì)深入開(kāi)展后，控制專業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)條件也就清楚了。此時(shí)按照現(xiàn)場(chǎng)的儀表設(shè)備的方位、控制室與現(xiàn)場(chǎng)的相對(duì)位置及系統(tǒng)的聯(lián)系要求，進(jìn)行儀表管線的配置工作。在此基礎(chǔ)上可列出有關(guān)的表格和繪制相關(guān)的圖紙如列出電纜表、管纜表、儀表伴熱絕熱表等，畫(huà)出儀表位置圖、儀表電纜橋架布置總圖、儀表電統(tǒng)(管纜)及橋架布置圖、現(xiàn)場(chǎng)儀表配線圖等。8根據(jù)控制專業(yè)有關(guān)的其他設(shè)備、材料的選用等情況，完成有關(guān)的設(shè)計(jì)

15、文件控制專業(yè)除了進(jìn)行儀表設(shè)備的選用外，這些儀表設(shè)備在安裝過(guò)程中，還需要選用一些有關(guān)的其他設(shè)備材料。對(duì)這些設(shè)備材料需根據(jù)施工要求，進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)，編制儀表安裝材料表。9設(shè)計(jì)工作基本完成后編寫(xiě)設(shè)計(jì)文件目錄等文件在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，先初定應(yīng)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容，待整個(gè)工程設(shè)計(jì)工作基本完成后，要對(duì)所有設(shè)計(jì)文件進(jìn)行整理，并編制設(shè)計(jì)文件目錄、儀表設(shè)計(jì)規(guī)定、儀表施工安裝要求等工程設(shè)計(jì)文件。第三節(jié) 管道儀表流程圖(p&id：process and instrument drawing)管道儀表流程圖(p&id)的繪制是控制工程設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，雖然在設(shè)計(jì)新體制中、各版管道儀表流程圖(p&id)并不歸在控制專業(yè)工程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)文

16、件內(nèi)，但它仍是整個(gè)控制設(shè)計(jì)的龍頭。所以控制設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真仔細(xì)地配合工藝、系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員完成管道儀表流程圖。第一節(jié) 控制方案的確定要進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程的控制設(shè)計(jì)，必須先要了解生產(chǎn)過(guò)程的構(gòu)成及特點(diǎn)。以化工生產(chǎn)過(guò)程為例來(lái)說(shuō)明?；どa(chǎn)過(guò)程的構(gòu)成可由圖2-1表示。 圖2-1 化工生產(chǎn)過(guò)程的構(gòu)成化工生產(chǎn)過(guò)程的主體一般是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需的化工原料，首先送入輸人設(shè)備。然后將原料送入前處理過(guò)程，對(duì)原料進(jìn)行分離或精制，使它符合化學(xué)反應(yīng)對(duì)原料提出的要求和規(guī)格?；瘜W(xué)反應(yīng)后的生成物進(jìn)入后處理過(guò)程，在此將半成品提純?yōu)楹细竦漠a(chǎn)品并回收未反應(yīng)的原料和副產(chǎn)品，然后進(jìn)人輸出設(shè)備中貯存。同時(shí)為了化學(xué)反應(yīng)及前、后處理過(guò)程

17、的需要，還有從外部提供必要的水、電、汽以及冷量等能源的公用工程。有時(shí)，還有能量回收和三廢處理系統(tǒng)等附加部分?；どa(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)是產(chǎn)品從原料加工到產(chǎn)品完成，流程都較長(zhǎng)而復(fù)雜，并伴有副反應(yīng)。工藝內(nèi)部各變量間關(guān)系復(fù)雜操作要求高。關(guān)鍵設(shè)備停車會(huì)影響全廠生產(chǎn)。大多數(shù)物料是以液體或氣體狀態(tài)，在密閉的管道、反應(yīng)器。塔與熱交換器等內(nèi)部進(jìn)行各種反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)等過(guò)程。這些過(guò)程經(jīng)常在高溫、高壓、易燃、易爆、有毒、有腐蝕、有刺激性臭味等條件下進(jìn)行?？刂品桨傅恼_確定應(yīng)當(dāng)在與工藝人員共同研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行。要把控制設(shè)計(jì)提到一個(gè)較高的水平，控制設(shè)計(jì)人員必須熟悉工藝，這包括了解生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)理，掌握工藝的操作條件和物料的性質(zhì)

18、等。然后，應(yīng)用控制理論與過(guò)程控制工程的知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工藝情況確定所需的控制點(diǎn)，并決定整個(gè)工藝流程的控制方案?？刂品桨傅拇_定主要包括以下幾方面的內(nèi)容：(1)正確選定所需的檢測(cè)點(diǎn)及其安裝位置；(2)合理設(shè)計(jì)各控制系統(tǒng)，選擇必要的被控變量和恰當(dāng)?shù)牟倏v變量；(3)生產(chǎn)安全保護(hù)系統(tǒng)的建立。包括聲、光信導(dǎo)報(bào)警系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)及其他保護(hù)性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在控制方案的確定中還應(yīng)處理好以下幾個(gè)關(guān)系1可靠性與先進(jìn)性的關(guān)系在控制方案確定時(shí)，首先應(yīng)考慮到它的可靠性，否則設(shè)計(jì)的控制方案不能被投運(yùn)、付之實(shí)踐，將會(huì)造成很大的損失。在設(shè)計(jì)過(guò)程中將會(huì)有兩類情況出現(xiàn)，一類是設(shè)計(jì)的工藝過(guò)程已有相同或類似的裝置在生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)中。此時(shí)，設(shè)

19、計(jì)人員只要深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，吸收現(xiàn)場(chǎng)成功的經(jīng)驗(yàn)與原設(shè)計(jì)中不足的教訓(xùn)，其設(shè)計(jì)的可靠性是較易保證的。另一類是設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)工藝，則必須熟悉工藝，掌握控制對(duì)象，分析擾動(dòng)因素，并在與工藝人員密切配合下，確定合理的控制方案?？煽啃允且粋€(gè)設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鏈因素。但是從發(fā)展的眼光看，要推動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平不斷提高，使生產(chǎn)過(guò)程處在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，先進(jìn)性將是衡量設(shè)計(jì)水平的另一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)成功地應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程的控制后，除了常規(guī)的單回路、串級(jí)、比值、均勻、前饋、選擇性等控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用外，一些先進(jìn)的控制算法。如純滯后補(bǔ)償、解耦、推斷、預(yù)測(cè)、自適應(yīng)、最優(yōu)等也能借助于計(jì)算機(jī)的靈活

20、、豐富的功能，較為容易地在過(guò)程控制中實(shí)現(xiàn)。況且，近年來(lái)人們對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的認(rèn)識(shí)逐步深化，人工智能的研究卓有成效，這些都為自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提高創(chuàng)造了有利條件。所以，在考慮控制方案時(shí)，必須處理好可靠性與先進(jìn)性之間的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，可以采用以下兩種方法：一種是留有余地，為下步的提高水平創(chuàng)造好條件。也就是在眼前設(shè)計(jì)時(shí)要為將來(lái)的提高工作留出后路，不要造成困難。另一種是做出幾種設(shè)計(jì)方案，可以先投運(yùn)簡(jiǎn)單方案，再投運(yùn)下一步的方案。采用dcs等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)后完全可以通過(guò)軟件來(lái)改變方案這為方案的改變提供了有利的條件。2控制與工藝、設(shè)備的關(guān)系要使控制方案切實(shí)可行，控制設(shè)計(jì)人員熟悉工藝，并與工藝人員密切配合是必不可少

21、的。然而，目前大多數(shù)是先定工藝，再確定設(shè)備，最后再配控制系統(tǒng)。由工藝方面來(lái)決定控制方案，而自動(dòng)化方面的考慮不能影響到工藝設(shè)計(jì)的做法是較為普遍的狀況。從發(fā)展的觀點(diǎn)來(lái)看，控制人員長(zhǎng)期處于被動(dòng)狀態(tài)并不是正常的現(xiàn)象。工藝、設(shè)備與控制三者的整體化將是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)的標(biāo)志。3技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系設(shè)計(jì)工作除了要在技術(shù)上可靠、先進(jìn)外，還必須考慮到經(jīng)濟(jì)上的合理性。過(guò)程中應(yīng)在深入實(shí)際調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性的比較。處理好技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系，控制水平的提高將會(huì)增加儀表等軟、硬件的投資，但可能從改變操作、節(jié)省設(shè)備投資或提高生產(chǎn)效益、節(jié)省能源等方面得到補(bǔ)償。當(dāng)然，盲目追求而無(wú)實(shí)效的做法，并不代表技術(shù)的先進(jìn)，而只

22、能造成經(jīng)濟(jì)上的損失。此外，自動(dòng)化水平的高低也應(yīng)從工程實(shí)際出發(fā)，對(duì)于不同規(guī)模和類型的工程，做出相應(yīng)的選擇，使技術(shù)和經(jīng)濟(jì)得到辨證的統(tǒng)一。第 四 節(jié) 圖例符號(hào)的統(tǒng)一規(guī)定在控制工程設(shè)計(jì)的圖紙上，按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，均有統(tǒng)一規(guī)定的圖例、符號(hào)。在本節(jié)把行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程檢測(cè)和控制系統(tǒng)用文字代號(hào)和圖形符號(hào)中的一些主要內(nèi)容作簡(jiǎn)要介紹，這些文字代號(hào)和圖形符號(hào)主要用于工藝控制流程圖、管道儀表流程圖的應(yīng)用。一、儀表位號(hào)在檢測(cè)、控制系統(tǒng)中，構(gòu)成一個(gè)回路的一組工業(yè)自動(dòng)化儀表，其中每個(gè)儀表(或元件)都用儀表位號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)。儀表位號(hào)由字母代號(hào)組合和回路編號(hào)兩部分組成，儀表位號(hào)中的第一位字母表示被測(cè)量，后繼字母表示儀表的功能；回路的編號(hào)由工序

23、號(hào)和順序號(hào)組成，一般用三位至五位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，如下所示。 儀表位號(hào)按被測(cè)量變量不同進(jìn)行分類：即同一個(gè)裝置(或工序)的同類被測(cè)量變量的儀表位號(hào)中順序編號(hào)是連接的，但允許中間有空號(hào)；不同被測(cè)變量的儀表位號(hào)不能連續(xù)編號(hào)。儀表位號(hào)在管道儀表流程圖和系統(tǒng)圖中的標(biāo)注方法是：字母代號(hào)填寫(xiě)在儀表圓圈的上半圓中；回路編號(hào)填寫(xiě)在下半圓中，如圖22所示。圖中(a)表示安裝在集中儀表盤面上的位號(hào)為trc-131的溫度記錄與控制儀表，(b)表示就地安裝的位號(hào)為pi-1201的壓力指示儀表。在編制儀表位號(hào)中，還有一些具體的規(guī)定，現(xiàn)摘要介紹如下。(1)多機(jī)組的儀表位號(hào)一般按順序編制，而不用同一位號(hào)加尾綴的方法。(2)如果

24、同一儀表回路中有兩個(gè)以上相同功能的儀表，可用儀表位號(hào)加尾綴(大寫(xiě)英文字母)的方法加以區(qū)別。例如：ft-201a、ft-201b表示同一回路內(nèi)的兩臺(tái)流量變送器。(3)當(dāng)屬于不同工序的多個(gè)檢測(cè)元件共用一臺(tái)顯示儀表時(shí)顯示儀表位號(hào)在回路編號(hào)中不表示工序號(hào)，只編制順序號(hào)；在顯示儀表回路編號(hào)后加阿拉伯?dāng)?shù)字順序號(hào)尾級(jí)的方法表示檢測(cè)元件的儀表位號(hào)。例如：多點(diǎn)溫度指示儀的儀表位號(hào)為ti-1，相應(yīng)的檢測(cè)元件儀表位號(hào)為te-1，te-2，。(4)當(dāng)一臺(tái)儀表由兩個(gè)或多個(gè)回路共用時(shí)，各回路的儀表位號(hào)都應(yīng)標(biāo)注，例如：一臺(tái)雙筆記錄儀記錄流量和壓力時(shí)，儀表位號(hào)為fr-121pr-131，若用于記錄兩個(gè)回路的壓力時(shí)，儀表位號(hào)應(yīng)

25、為pr-123pr-124或pr-123124。(5)儀表位號(hào)的第一位字母代號(hào)(或者是被測(cè)變量和修飾字母的組合)只能按被測(cè)變量來(lái)選用，而不是按照儀表的結(jié)構(gòu)或被控變量來(lái)選用。例如：當(dāng)被測(cè)變量為流量時(shí)，差壓式記錄儀應(yīng)標(biāo)注fr，而不是fdr，控制閥應(yīng)標(biāo)注fy；當(dāng)被測(cè)變量為壓差時(shí)，差壓式記錄儀應(yīng)標(biāo)注pdr，控制閥應(yīng)標(biāo)注pdv。(6)儀表位號(hào)中表示功能的后繼字母，是按照讀出或輸出功能而不是按照被控變量選用，后繼字母應(yīng)按irctqsa的順序標(biāo)注。(7)儀表位號(hào)的功能字母代號(hào)最多不要超過(guò)四個(gè)字母。一臺(tái)儀表具有指示、記錄功能時(shí)儀表位號(hào)的功能字母只標(biāo)注字母“r”，而不標(biāo)注字母“i”。一臺(tái)儀表具有開(kāi)關(guān)、報(bào)警功能時(shí)

26、，只標(biāo)注字母代號(hào)“a，而不標(biāo)注“s”。當(dāng)字母“sa”出現(xiàn)時(shí)，表示這臺(tái)儀表具有聯(lián)鎖和報(bào)警功能。一臺(tái)儀表具有多功能時(shí)，可以用多功能字母代號(hào)“u”標(biāo)注，也可以將儀表的功能字母代號(hào)分組進(jìn)行標(biāo)注。例如：一個(gè)溫度控制器帶有濕度開(kāi)關(guān)，則可用兩個(gè)相切的圓圈分別填人tic-301和tas-301來(lái)表示。二、文字代號(hào)表2-1列出了儀表位號(hào)中表示被測(cè)變量和儀表功能的字母代號(hào)，表2-2列出了常用被測(cè)變量及儀表功能字母組合的示例。三、圖形符號(hào)過(guò)程檢測(cè)和控制系統(tǒng)的圖形符號(hào)，一般來(lái)講包括測(cè)量點(diǎn)、連接線（引線、信號(hào)線）和儀表圓圈三部分組成。(一)測(cè)量點(diǎn)測(cè)量點(diǎn)(包括檢出元件)是由過(guò)程設(shè)備或管道符號(hào)引到儀表圓圓的連接引線的起點(diǎn)，一般無(wú)特定的圖形符號(hào)，如圖2-3所示。(二)連接線圖形符專儀表圓圈與過(guò)程測(cè)量點(diǎn)的連接引線，通用的儀表信號(hào)線和能源線的符號(hào)是細(xì)實(shí)線。如圖2-5所示。當(dāng)有必要標(biāo)注能源類別時(shí)，