式发声乘法模块，除法模块，开平方模块为运算功能模块，在定义它们的系数时，尽量使它们的系数比较线性，以便在运算时更方便，具体定义见表，表，表。表乘法模块参数定义名称代号说明计算名乘法模块系数系数偏置偏置表除法模块参数定义名称代号说明计算名除法功能模块系数系数偏置偏置表开平方模块参数定义名称代号说明计算名开平方功能模块系数系数偏差报警，偏差报警为偏差报警功能模块，在对它们进行定义时，充分考虑了系统的精度要求。因此，偏差报警的正负偏差设为，偏差报警的正负偏差设为，都设为普通发声报警，具体定义见表，表。表偏差报警模块参数定义名称代号说明计算名偏差报警模块正偏差限负偏差限报警级别普通报警方式发声表偏差报警模块参数定义名称代号说明计算名偏差报警模块正偏差限负偏差限报警级别普通报警方式发声开关手操，开关手操为开关功能模块，它们为控制过程中执行自动手动状态提供了方便，具体定义见表。表开关手操模块参数定义名称代号说明计算名开关手操模块算法描述转换类型手动允许允许自动允许允许初始方式手动强制手动开关强制自动开关无扰切换模块为切换功能模块，在对它定义时，充分考虑系统的运行速率，以此来确定输出变化率，具体定义见表。表无扰切换模块参数定义名称代号说明计算名无扰切换模块选择开关输出变化率超前滞后，超前滞后为超前滞后功能模块。根据系统需要，对该处的两个模块设为滞后，它们的滞后时间不样对系统的影响也不样，具体定义见表，。表超前滞后模块参数定义名称代号说明计算名超前滞后模块比例增益超前时间滞后时间分钟表超前滞后模块参数定义名称代号说明计算名超前滞后模块比例增益超前时间滞后时间分钟幅值限制，幅值限制为幅值限制模块，它们的设定是根据输出量而定，它们的主要作用是保证系统安全运行，具体定义见表，表。表幅值限制模块参数定义名称代号说明计算名幅值限制模块上限值下限值表幅值限制模块参数定义名称代号说明计算名幅值限制模块上限值下限值测点清单分配表测点清单分配见附录附表，。系统硬件配置说明书系统配置图系统包括系统工程师站套，系统操作员站套，系统现场控制站套。现场实际情况是，工程师站和二套现场控制站置于控制室中，操作员站也放于控制室中，操作员站显示器及专用键盘安装在操作室的卧盘上。各现场控制站并排安装，中间无间隙，故通信电缆长度在左右，工程师站紧靠现场控制站，其通信电缆从地下走，长度在左右，工程师站与操作员站主机间的通信电缆长度为左右。操作员主机与显示器间的信号线长度为，须加长线驱动器。操作员站与专用键盘间的通信线也要求，专用键盘的供电电源放于操作室卧盘内，与专用键盘间的电源线长度就可以了。各站详细配置说明工程师站的详细配置,系统工程师站的详细配置见附录附表，附表。操作员站详细配置表,操作员站详细配置表见附录附表。系统环境要求工程师及操作员站的技术指标输入电压，可选电压频率最大功耗工作温度工作湿度非冷凝安全性能符合标准符合，标准现场控制站技术性能指标工作环境温度工作环境湿度非冷凝储存环境温度储存环境湿度非冷凝输入电压可选电压频率接地要求安全地和屏地分别点接地，接地电阻分别小于和机械环境适应性符合国标的中的二级指标串级控制系统的设计主回路的设计串级控制系统的主回路是定值控制，其设计单回路控制系统的设计类似，设计过程可以按照简单控制系统设计原则进行。这里主要解决串级控制系统中两个回路的协调工作问题。主要包括如何选取副被控参数确定主副回路的原则等问题。副回路的设计由于副回路是随动系统，对包含在其中的二次扰动具有很强的抑制能力和自适应能力，二次扰动通过主副回路的调节对主被控量的影响很小，因此在选择副回路时应尽可能把被控过程中变化剧烈频繁幅度大的主要扰动包括在副回路中，此外要尽可能包含较多的扰动。归纳如下在设计中要将主要扰动包括在副回路中。将更多的扰动包括在副回路中。副被控过程的滞后不能太大，以保持副回路的快速相应特性。要将被控对象具有明显非线性或时变特性的部分归于副对象中。在需要以流量实现精确跟踪时，可选流量为副被控量。在这里要注意和存在明显的矛盾，将更多的扰动包括在副回路中有可能导致副回路的滞后过大，这就会影响到副回路的快速控制作用的发挥，因此，在实际系统的设计中要兼顾和的综合。例如，附图所示的输入量是氢氮比实际值。氢氮比的给定值是由通过通讯方式给出，输出作为副回路的给定值副回路为低变出口氢含量控制回路，输入量为低变出口的氢含量，输出作为次副回路的给附表模拟输出量测点清单格式序号仪表位号汉字说明工程单位操作记录单位量程上限量程下限信号类型手动置值冗余标志初始巡检站号设备号通道号点名端子号输出氢氮比值存盘标准滞后原料气流量存盘标准附表开关输入量测点清单格式序号仪表位号汉字说明信号类型操作记录报警级别报警屏蔽报警定义置说明置说明初始值巡检周期站号设备号通道号点名端子号切换开关投自动开入不普通报警断开闭合手操作器投自动开入不普通报警断开闭合空气阀调节开入不普通报警断开闭合附表开关输出量测点清单格式序号仪表位号汉字说明信号类型操作记录报警级别报警屏蔽报警定义置说明置说明初始值巡检周期站号设备号通道号点名端子号切换开关切自动开出存盘普通报警正常报警巡检手操作器切自动开出存盘普通报警正常报警巡检附表工程师站配置表站名工程师站站号共站配置内容型号规格数量单位主机系统内存硬盘软驱台显示器台打印机台专用键盘防水键盘个轨迹球系统自带轨迹球个网卡块操作台操作台个填表人批准人附表操作员站配置表站名工程师站站号共站配置内容型号规格数量单位主机系统内存硬盘软驱台显示器台打印机台专用键盘防水键盘个轨迹球系统自带轨迹球个网卡块操作台操作台个填表人批准人附表现场控制站硬件配置表站名现场控制站站号冗余否备注机笼槽号功能板调理板端子板冗余仪表电源现场电源空空双冗余仪表电源空空空空空空空主控单元主控模块集线器光端机空空双冗余系统电源空空双冗余单元空空路,需电源路，需供电机笼空空冗余系统电源空空双冗余单元空空路路，需供电其他填表人尹恒审核人批准人附录附图氢氮比控制图给定值给定值≯≮∫∫∫≯≮≯≮氢氮比空气压力空气流量原料气流量附图氢氮比控制系统组态附图逻辑控制组态图值次副回路为空气流量控制回路，输入为空气流量，输出值经通讯方式直接送给，再由送给现场的空气流量控制阀，同时提出三个对回路影响较大的量作为前馈量。主副回路的匹配主副回路中包含的扰动数量时间常数的匹配设计中考虑使二次回路中应尽可能包含较多的扰动，同时也要注意主副回路扰动数量的匹配问题。副回路中如果包括的扰动越多，其通道就越长，时间常数就越大，副回路控制作用就不明显了，其快速控制的效果就会降低。如果所有的扰动都包括在副回路中，主调节器也就失去了控制作用。原则上，在设计中要保证主副回路扰动数量时间常数之比值在之间。比值过高，即副回路的时间常数较主回路的时间常数小得太多，副回路反应灵敏，控制作用快，但副回路中包含的扰动数量过少，对于改善系统的控制性能不利比值过低，副回路的时间常数接近主回路的时间常数，甚至大于主回路的时间常数，副回路虽然对改善被控过程的动态特性有益，但是副回路的控制作用缺乏快速性，不能及时有效地克服扰动对被控量的影响。严重时会出现主副回路共振现象，系统不能正常工作。主副调节器的控制规律的匹配选择在串级控制系统中，主副调节器的作用是不同的。主调节器是定值控制，副调节器是随动控制。系统对二个回路的要求有所不同。主回路般要求无差，主调节器的控制规律应选取或控制规律副回路要求起控制的快速性，可以有余差，般情况选取控制规律而不引入或控制。如果引入控制，会延长控制过程，减弱副回路的快速控制作用也没有必要引入控制，因为副回路采用控制已经起到了快速控制作用，引入控制会使调节阀的动作过大，不利于整个系统的控制。主副调节正反作用方式的确定个过程控制系统正常工作必须保证采用的反馈是负反馈。串级控制系统有两个回路，主副调节器作用方式的确定原则是要保证两个回路均为负反馈。确定过程是首先判定为保证内环是负反馈副调节器应选用那种作用方式，然后再确定主调节器的作用方式。副调节器作用方式的确定首先确定调节阀，出于生产工艺安全考虑，燃料调节阀应选用气开式，这样保证当系统出现故障使调节阀损坏而处于全关状态，防止燃料进入加热炉，确保设备安全，调节阀的。然后确定副被控过程的，当调节阀开度增大，燃料量增大，炉膛温度上升，所以。最后确定副调节器，为保证副回路是负反馈，各环节放大系数即增益乘积必须为正，所以副调节器，副调节器作用方式为反作用方式。主调节器作用方式的确定炉膛温度升高，物料出口温度也升高，主被控过程。为保证主回路为负反馈，各环节放大系数乘积必须为正，所以副调节器的放大系数，主调节器作用方式为反作用方式。在图的串级控制系统框图中可以看到，由于副回路可以简化成个正作用方式环节，主对象作用方式为正，主测量变送环节为正。根据单回路控制系统设计中介绍的闭合系统必须为负反馈控制系统设计原则，即闭环各环节比例度乘积必须为正，故主调节器均选用反作用调节器，副调节器均选用反作用调节器。第章结束语氨在合成工序氢氮比是关键的工艺参数之，氢氮比控制好坏与生产安全和全装置的经济效益都直接相关。由于工艺特性，氢氮比具有干扰因素多，大时滞和无自衡等特性，所以是种较难控制的工艺参数。长期以来化工合成氨界，对如何解决该问题提出了很多的设计方案，但效果都不是很好。以天然气为原料的大型氨厂为例，由工艺流程看，合成系统的氢氮比是采用以氢定氮方案，即通过改变二段转化炉能加入多少空气量来进行定调整的。从空气量的加入，经过二段转化炉，变换炉，脱碳系统，甲烷化，压缩至最后再进入合成循环回路，经历了全流程，它的传递时间很长，因而具有很大的纯滞后。另外方面，对二段转化炉加入空气量的调整，经过系列反应装置后，可使甲烷化炉出口的新鲜气氢氮比发生变化，但在进入循环回路后，还需经过相当长的时间才能使进入合成塔气体中的氢氮比发生真正的变化，这说明它的惯性滞后也很大。本文针对合成氨工业氢氮比控制系统干扰因素多大时滞和无自衡等特性。提出利用采样前馈串级控制系统,控制该环节的方法。基于超驰控制软保护思想，结合工艺流程，采取多种形式的保护措施，其中有定值双向限幅和活限幅。为了克服大纯滞后，采用了本身就具有的抑制保护作用的采样调节器。对于主态，采用了系统，该系统是套分层分布式的大型综合控制系统，通过多层数据网络将各种不同的设备挂接在起，实现各部分信息共享和协调工作，从而完成综合控制与管理功能。由于系统以三层网络为主的分布分层结构，给系统配置带来了极大的伸缩性和灵活性。用户可以根据自动化系统的设计目标，选择三种不同规模的系统配置。对集散系统对系统硬件配制工程组态后，发觉自己对该系统的熟悉程度还不够，还有些外界干扰没有考虑进去，可能不能达到最佳理想状态,但系统的运行效果明显改善。致谢