分子筛脱水系统-再生气加热炉控制系统的设计

因此仅仅保持燃料气和空气的流量比值，尚不能最终保证再生气的温度达到要求，还需根据加热炉再生气温度的变化来适当修正燃料气和空气的比例，以保证再生气温度的恒定。

图的串级比值控制就是根据这样的意图而设计的。

由图可见，当出现直接引起燃料气空气流量比值变化的干扰时，通过比值控制系统得到及时克服而保持再生气温度不变，对于其他干扰引起炉温变化时，则通过温度控制器对燃料气空气比值进行修正，使再生气温度恒定。

加热炉控制系统方框图如图所示温度控制器比值控制器控制阀流量对象加热炉测量变送测量变送除法器温度测量变送燃料气空气图加热炉控制系统方框图对于加热炉控制系统，只有在进行分子筛再生时才会开启，当再生结束后，加热炉停止加热，开始冷吹。

这里我们以个分子筛塔为例，简述下其工作过程。

当脱酸的天然气进入分子筛塔，经过深度脱水的天然气流出分子筛塔，经过粉尘过滤器后过滤掉天然气携带的分子筛粉尘，此时出来的天然气为干气。

从粉尘过滤器出来的干气分为俩支，支经过脱汞后去冷箱液化，另支干气去加热炉再生冷却。

再生时，加热炉开始加热，燃料为天然气和空气，当再生气温度达到后，再生气在分子筛中恒温小时结束。

此时关闭加热炉切换阀，打开冷吹阀进行冷吹。

当分子筛塔的温度冷却到左右时冷吹结束，即个分子筛脱水过程结束。

其加热炉再生冷却流程图如图所示。

在该串级比值控制系统中，主变量温度是生产工艺的主要操作指标，它直接关系到产品的质量或生产的安全，工艺上对它的要求比较严格，般来说，主变量不允许有余差。

串级比值控制系统中主副控制器的类型是根据控制要求来进行的。

在该控制系统中，温度环为主环，空气和流量的比值系统为副环。

主副控制器正反作用的选择顺序是先副后主。

副环根据工艺要求，要保证再生气的温度不能过高，否则会有发生爆炸的危险，所以控制阀选气开式，其放大倍数为。

副对象是流量对象，当阀门开大时，流量将变大，副对象放大倍数为，副流量变送器放大倍数符号位。

根据副环放大倍数符号为正的要求，副控制器比值控制器放大倍数为，为反作用。

主环主控制器温度变送器的正反作用只取决于主对象放大倍数的符号。

主对象的输入信号为流量，输出信号为再生气温度，当流量增大时，燃料量增加，提供的热量增大，再生气温度上升，因此，主对象放大倍数符号为。

温度变送器放大倍数为，温度变送器放大倍数符号为，取反作用。

开始加热炉加热温度达到恒温冷吹检测塔温度﹤检测再生是否完全结束图加热炉再生冷却流程图加热炉计算机控制系统计算机控制系统原理现代过程工业向着大型化连续化方向发展，生产过程随之日趋复杂，对生态环境的影响也日益突出，这些都对控制提出了更高的要求。

生产的安全性和可靠性生产企业的经济效益等都成为衡量自动控制水平的重要指标，仅用常规仪表已经不能满足现代企业的控制要求。

计算机具有运行速度快精度高存储量大编程灵活以及通信能力强的特点，在过程控制日益占据主导地位，成为过程控制领域不可缺少的工具。

般的自动控制系统中，为了获取控制信号，要将被控制量与给定值相比较，以构成误差信。

其原理图如图所示。

直接利用误差进行控制，是系统趋向减小误差，以致使误差趋于零，从而达到时被控量趋于给定值的控制目的。

控制器控制阀被控对象被控参数给定值测量值测量变送图控制系统般形式原理图由图可知自动控制系统的基本构成功能是信号的传递加工和比较。

这些功能是由检测变送装置控制器和执行装置来完成的。

控制器是控制系统最主要的部分，它从质和量的方面决定了控制系统的性能和应用范围。

若把图中的控制器用计算机来代替，就可以构成了计算机控制系统，其基本原理如图所示控制器执行机构测量变送给定值计算机被控对象被控量测量值图计算机控制系统的基本原理图在计算机控制系统中，由于计算机只能接收处理和输出数字信号，因此需要增加模数转换器和数模转换器。

从本质上说，计算机控制系统的工作步骤可以分为三个实时数据采集实时监测和输入来自测量传感器的被控量数据的瞬时值。

实时控制决策对采集到得被控量进行实时分析和处理，并根据规定的控制规律决策将要采取的控制行为。

根据做出的控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，在线实时完成控制任务。

加热炉计算机控制系统设计再生气加热炉控制系统的硬件组成如图所示，主要有控制对象再生气加热炉执行器调节阀测量变送环节包括压力流量温度检测变送输入输出通道和工控机等组成。

数据采集卡工控机再生气加热炉温度变送器压力变送器调节阀流量变送器温度检测流量检测总线压力检测图再生气加热炉计算机控制系统硬件组成框图图中温度检测包括干气温度检测，再生气温度检测，以及烟道温度检测压力的检测包括再生气管道压力检测燃料气管道压力检测空气压力检测流量的检测包括空气流量的检测与燃料气流量的检测。

其中再生气加热炉的检测控制系统原理图见附录。

在整个加热炉计算机控制系统中，需要对通讯数据进行转换，以符合板卡等设备的通讯要求。

从加热炉变送器出来的是的电流信号，而板卡所能接收的只能是电压信号，所以需要对电流信号和电压信号进行转换。

转换器转换器用于将输入电流信号转换为与之成线性关系的输出电压信号。

本设计采用直流电流信号隔离转换器如图所示。

图中脚为输入信号正脚为输入信号负脚为辅助电脚为信号输出脚为增益调节图电流电压转换器特其特点是低成本，精度等级为级级级输入等阻抗标准电流信号输出为的隔离变换的的电压信号信号输入输出辅助电源为隔离电压三隔离全量程内很高的线性度非线性度符合标准阻燃封装，工业级宽温度范围。

转换器转换器的作用是将电压转换为电流信号，它不仅要求输出电流与输入电压有线性关系，而且要求输出电流随负载电阻变化所引起的变化不超过允许值，即转换器具有恒流性能。

本设计采用顺源系列直流电压电流信号隔离放大器低成本小体积，符合标准阻燃封装。

系列隔离放大器是种磁电隔离的混合集成电路，该在同芯片上集成了个多隔离的变换电源和组磁电耦合的模拟信号隔离放大器，它采用磁电偶合的低成本方案，主要用于对电磁干扰无特殊要求的场合。

与光电隔离的产品相比，抗电磁干扰能力较差，特殊使用场合应注意增加电磁干扰抑制电路或采取屏蔽措施。

输入及输出侧宽爬电距离及内部隔离措施使该芯片可达到绝缘电压。

系列产品使用非常方便，免零点和增益调节，无需外接调节电位器等任何元件，即可实现工业现场信号的隔离转换功能。

产品有板上焊接和标准导轨卡槽固定两种安装方式，导轨式安装的可以实现模拟信号进二出二进二出的功能。

等国际标准信号输入输出标准的隔离信号。

精度等级级级全量程范围内极高的线性度非线性度，免零点和增益调节。

在加热炉计算机控制系统中，需要用工控机进行控制。

工控机的构成原理如图所示般的全钢机采用符合标准的全钢化工业机箱，增强了抗电磁干扰能力。

内部可安装总线兼容的无源底板。

带滤网和弹片减震卡压条及加固压条装置，在机械振动较大的环境下人能可靠运行。

高功率双冷风扇配置，方面解决高温下的散热问题，另方面是机箱内始终保持空气正压，并装有滤尘网以减少粉尘侵入。

打印机键盘硬盘主板扩展模块扩展模块显示卡显示器图工控机的构成原理本设计采用，是个加固的架装电脑机箱，用于工业应用系统中。

可容纳槽总线无源底板和个可切换电源。

个可显示前面板门可以保护设备免于任何未授权的使用。

两个过滤冷却风扇可在整个机箱内维持正的空气循环，由于其板卡固定条和防震安装的驱动器托架，能够承受恶劣中的常见冲击震动和尘土。

系列机箱适用于绝大多数插入式板卡，包括卡视频卡磁盘控制卡以及适配卡等。

其产品规格如下支持槽或底板。

特殊形式支持主板和主板。

高强度钢结构。

支持两个可从前端接近半高驱动器和个软驱及两个内部硬盘的磁盘驱动器托架。

个空气过滤器的冷却风扇。

电源开关和复位按钮。

前面板和后面板上已预先接线的针接头键盘接口。

指示电源开关硬盘活动和键盘锁的。

电源类型，最大输出为，输入为对于加热炉的燃烧，空气和燃料气按照的的最佳空燃比进行配比。

在加热炉内没有过量燃料燃烧时，火焰温度为式中燃料的发热量燃料的平均比热空气的质量流量空气的平均比热燃料的质量流量空气的入口温度在热传递过程中，热量的分配对加热炉的工作状态很重要，过量空气将使火焰温度降低，影响格式图片的功能�全新的动画构件，包括存盘数据处理条件曲线计划曲线相对曲线通用棒图等，使您能够更方便更灵活地处理显示生产数据。

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