典型工業(yè)生產(chǎn)過程的先進控制-第章

典型工業(yè)生產(chǎn)過程的先進控制14.1典型生產(chǎn)過程控制

14.1.1電廠鍋爐的過程控制一、火力發(fā)電廠生產(chǎn)流程火力發(fā)電廠外觀

在火力發(fā)電廠，最基本的工藝過程是用鍋爐生產(chǎn)蒸汽，使汽輪機運轉(zhuǎn)，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。汽輪發(fā)電機組

鍋爐控制是火力發(fā)電生產(chǎn)過程自動化的重要組成部分。它的主要任務(wù)是根據(jù)負荷設(shè)備（汽輪機）的需要，供應(yīng)一定規(guī)格（壓力、溫度、流量和純度）的蒸汽。二、單元機組生產(chǎn)流程示意圖

重點以鍋爐汽包水位控制、過熱蒸汽溫度控制、鍋爐燃燒控制為例討論它們的控制方案。1－汽輪機高壓缸；2－汽輪機中、低壓缸；3－汽包；4－爐膛；5－煙道；6－發(fā)電機；7－冷凝器；8－補充水；9－凝結(jié)水泵；10－循環(huán)水泵；11－低壓加熱器；12－除氧器；13－給水泵；14－高壓加熱器；15－給水調(diào)節(jié)機構(gòu)；16－省媒器；17－過熱器；18－減溫器；19－汽機高壓調(diào)汽門；20－再熱器；21－再熱器減溫器；22－汽機中壓調(diào)汽門；23－媒粉倉；24－燃料量控制機構(gòu)；25－噴燃器；26－送風(fēng)機；27－空氣預(yù)熱器；28－調(diào)風(fēng)門；29－水冷壁管；30－引風(fēng)機；31－煙道擋板。14.1.1.1汽包水位控制1.汽包水位控制的重要性

將鍋爐的汽包水位控制在一個允許范圍內(nèi)，是鍋爐運行的主要指標(biāo)，也是鍋爐能提供符合質(zhì)量要求的蒸汽負荷的必要條件。2.汽包水位的控制方案

一種可行的控制方案是以汽包水位為主被控參數(shù)、給水流量為副被控參數(shù)、蒸汽流量為前饋信號的三沖量前饋－反饋串級控制系統(tǒng)。采用這種控制方案的理由分析如下：

（1）單沖量水位控制方案

以汽包水位為被控參數(shù)、給水流量為控制參數(shù)構(gòu)成的單回路控制系統(tǒng)稱為單沖量控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計方便，缺點是克服給水自發(fā)性干擾和負荷干擾的能力差（虛假水位問題。。。）。（2）雙沖量水位控制方案

如果根據(jù)蒸汽流量的變化來校正虛假水位的誤動作，就能使調(diào)節(jié)閥動作準確及時，減少水位的波動，改善控制質(zhì)量。也就是說，若將蒸汽流量作為前饋信號，就構(gòu)成了雙沖量控制系統(tǒng)。

顯而易見，該控制方案與單沖量水位控制相比，控制質(zhì)量已有明顯改善，但它對于給水系統(tǒng)的干擾仍不能有效克服，需要再引入給水流量信號構(gòu)成三沖量串級控制系統(tǒng)。（3）三沖量串級控制方案

該控制系統(tǒng)由主、副兩個調(diào)節(jié)器和三個沖量（汽包水位、蒸汽流量、給水流量）構(gòu)成。其中，主調(diào)節(jié)器為水位調(diào)節(jié)器，副調(diào)節(jié)器為給水流量調(diào)節(jié)器，蒸汽流量為前饋信號。汽包水位三沖量串級控制系統(tǒng)流程圖

三沖量前饋－反饋串級控制系統(tǒng)在克服虛假水位的影響、維持水位穩(wěn)定、提高給水控制質(zhì)量等多方面都優(yōu)于前述兩種控制系統(tǒng)，是現(xiàn)場廣泛采用的汽包水位控制方案。14.1.1.2過熱蒸汽溫度控制1．控制要求與過程特性

過熱蒸汽溫度是影響安全和經(jīng)濟的重要參數(shù)，要求保持在±5℃的范圍內(nèi)。

過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的控制任務(wù)是使過熱器出口溫度維持在允許范圍內(nèi)。

影響過熱蒸汽溫度的外界因素很多，例如蒸汽流量、減溫水量、流經(jīng)過熱器的煙氣溫度和流速等的變化都會影響過熱蒸汽的溫度。各種階躍干擾對過熱蒸汽溫度的階躍響應(yīng)曲線如左圖所示。不同干擾對過熱蒸汽溫度對象的階躍響應(yīng)曲線

由左圖可知，在各種階躍干擾作用下，其動態(tài)特性都有時延和慣性，只是時延和慣性的大小不同而已。2．控制變量的選擇與控制方案的確定

由于蒸汽流量的變化是負荷干擾，因而不能作為控制變量；

若采用煙氣側(cè)干擾作為控制變量，則會使鍋爐的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給設(shè)計制造帶來困難，也不宜作為控制變量；

若采用減溫水流量作為控制變量則既簡單又易行。但存在的問題是：①減溫水流量與過熱蒸汽溫度之間存在較大的時延和慣性；②在工藝上，鍋爐給水與減溫水常常合用一根總管，這樣會導(dǎo)致減溫水自身波動頻繁。

針對上述存在的問題，如果設(shè)計簡單控制系統(tǒng)則無法滿足生產(chǎn)工藝的要求。為此，需要設(shè)計較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，以提高控制質(zhì)量。

一種可行的控制方案是設(shè)計串級控制系統(tǒng)，如下圖所示。過熱蒸汽溫度串級控制

為進一步提高控制質(zhì)量，還可以考慮將負荷干擾作為前饋信號，構(gòu)成前饋－反饋串級控制系統(tǒng)。14.1.1.3鍋爐燃燒過程的控制1．鍋爐燃燒過程的控制任務(wù)

鍋爐燃燒過程的控制任務(wù)是使燃料所產(chǎn)生的熱量能夠適應(yīng)鍋爐產(chǎn)汽的需要，同時還要保證鍋爐的安全經(jīng)濟運行。其具體任務(wù)又可分為：①使鍋爐出口蒸汽壓力保持穩(wěn)定；②保證燃燒過程的經(jīng)濟性和對環(huán)境保護的要求；③使?fàn)t膛負壓保持恒定；④確保燃燒過程的安全性等。

有三個可供選擇的調(diào)節(jié)量，即燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量。

該控制系統(tǒng)的設(shè)計原則是：當(dāng)生產(chǎn)負荷產(chǎn)生變化時，燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量應(yīng)同時協(xié)調(diào)動作，達到既要適應(yīng)負荷變化、又要使燃料量和送風(fēng)量成一定比例、還要使?fàn)t膛負壓保持一定的效果；當(dāng)生產(chǎn)負荷相對穩(wěn)定時，應(yīng)保持燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量也相對穩(wěn)定，并能迅速消除外界干擾對它們各自的影響。

此外，為確保設(shè)備與人身安全，對因燃料的流速過快而導(dǎo)致燒嘴背壓過高產(chǎn)生的“脫火”現(xiàn)象、或因燒嘴背壓過低產(chǎn)生的“回火”現(xiàn)象，都應(yīng)設(shè)計相應(yīng)的安全保護系統(tǒng)，防止上述現(xiàn)象的產(chǎn)生。2．蒸汽汽壓力力控制制方案案影響蒸蒸汽壓壓力的的外界界因素素主要要是蒸汽負負荷的的變化化與燃料量量的波波動。當(dāng)蒸汽汽負荷荷及燃燃料量量波動動較小小、對對燃燒燒的經(jīng)經(jīng)濟性性要求求不高高時，，可以以采用用調(diào)節(jié)燃燃料量量以控制制蒸汽汽壓力力的簡簡單控控制方方案；；而當(dāng)燃燃料量量波動動較大大、對對燃燒燒的經(jīng)經(jīng)濟性性又有有較高高要求求時，，則需需采用用燃料量量/空氣量量對蒸汽汽壓力力的串串級/比值控控制方方案。。下圖為為燃燒燒過程程的兩兩種基基本控控制方方案。。在串級級/比值控控制方方案中中，由由于燃燃料量量是隨隨蒸汽汽負荷荷而變變化的的，所所以為為主動動量，，它與與空氣氣量（（從動動量））組成成單閉閉環(huán)比比值控控制系系統(tǒng)，，使燃燃料量量與空空氣量量保持持一定定比例例，以以確保保燃燒燒的充充分性性。燃燒過過程基基本控控制方方案圖（a）所示的的基本本控制制方案案是將將蒸汽汽壓力力調(diào)節(jié)節(jié)器PC作為串串級控控制的的主調(diào)調(diào)節(jié)器器，其其輸出出同時時作為為燃料料流量量調(diào)節(jié)節(jié)器和和空氣氣流量量調(diào)節(jié)節(jié)器FC的設(shè)定定值，，燃料料流量量調(diào)節(jié)節(jié)器和和空氣氣流量量調(diào)節(jié)節(jié)器則則構(gòu)成成各自自的副副回路路用以以迅速速克服服它們們自身身的干干擾。。圖（b）所示的的基本本控制制方案案是將將蒸汽汽壓力力與燃燃料流流量構(gòu)構(gòu)成串串級控控制，，而送送風(fēng)量量則隨隨燃料料量變變化而而變化化，從從而構(gòu)構(gòu)成比比值控控制，，這樣樣可以以確保保燃料料量與與送風(fēng)風(fēng)量的的比例例，但但該控控制方方案的的缺點點是，，當(dāng)負負荷發(fā)發(fā)生變變化時時，送送風(fēng)量量的變變化必必然落落后于于燃料料量的的變化化，導(dǎo)導(dǎo)致燃燃燒不不充分分。下圖為為燃燒燒過程程的改改進型型控制制方案案該控制制方案案在蒸蒸汽負負荷減減小、、壓力力增大大時，，可通通過低低值選選擇器器LS先減少少燃料料量，，后減減少空空氣量量；而而當(dāng)蒸蒸汽負負荷增增加、、壓力力減小小時，，可通通過高高值選選擇器器HS先加大空空氣量，，再加大大燃料量量，從而而可使兩兩種情況況下的燃燃燒均較較為充分分。燃燒過程程的改進進型控制制方案3．燃燒過過程的最最優(yōu)化控控制方案案液體燃料料的過剩?？諝饬苛颗c能量量損失的的關(guān)系圖圖過?？諝鈿饬砍Ｓ糜眠^剩空空氣率來表示，為實際空空氣量和和理論空空氣量之之比，一般情況況下，。由此可知知，是衡量經(jīng)經(jīng)濟燃燒燒的一種種直接指標(biāo)標(biāo)。但由于于很難直接接測量，，因而可可用與煙氣中中含氧量量存在的近近似關(guān)系系，計算算出的最優(yōu)值值，即例如，當(dāng)當(dāng)?shù)淖顑?yōu)值值為1.08～1.15時，可得得的最優(yōu)值值為1.6%～2.9%。因此，煙煙氣中的的含氧量量可作為一一種衡量量經(jīng)濟燃燃燒的間接指標(biāo)標(biāo)。在該控制制系統(tǒng)中中，只要要把含氧氧量成分分控制器器的給定定值按正正常負荷荷下煙氣氣含氧量量的最優(yōu)優(yōu)值設(shè)定定，即可可使過剩剩空氣量量穩(wěn)定在在最優(yōu)值值，從而而保證鍋鍋爐燃燒燒最經(jīng)濟濟，熱效效率最高高。根據(jù)以上上分析可可知，只只要在上上圖控制制方案上上對進風(fēng)風(fēng)量用煙煙氣含氧氧量加以以校正，，就可構(gòu)構(gòu)成如下下圖所示示的煙氣氣含氧量量的閉環(huán)環(huán)控制系系統(tǒng)。煙氣含氧氧量的閉閉環(huán)控制制系統(tǒng)要使不同同負荷運運行時的的鍋爐總總是處于于最佳燃燃燒狀態(tài)態(tài)，則煙煙氣含氧氧量的最最優(yōu)值還還需隨之之變化，，這就需需要對上上圖的閉閉環(huán)控制制系統(tǒng)進進一步加加以改進進。蒸汽流量量與煙氣氣中最優(yōu)優(yōu)含氧量量之間呈呈一非線線性曲線線關(guān)系，，在實際際使用時時可用下下圖所示示的折線線來近似似。由圖可知知，當(dāng)負負荷下降降時，煙煙氣中最最優(yōu)含氧氧量增大大，也即即意味著著過?？湛諝饬吭鲈龃?，反反之亦然然。蒸汽流量量與最優(yōu)優(yōu)含氧量量近似關(guān)關(guān)系在煙氣含氧氧量的閉閉環(huán)控制制系統(tǒng)圖所示的的閉環(huán)控控制系統(tǒng)統(tǒng)中增加加一折線線函數(shù)發(fā)發(fā)生器，，對空氣氣過剩量量進行修修正，構(gòu)構(gòu)成如下下圖所示示的最佳佳煙氣含含氧量鍋鍋爐燃燒燒控制系系統(tǒng)。最佳煙氣氣含氧量量的鍋爐爐燃燒控控制系統(tǒng)統(tǒng)在該系統(tǒng)統(tǒng)中，當(dāng)當(dāng)蒸汽流流量變化化時，其其變化的的信號經(jīng)經(jīng)函數(shù)發(fā)發(fā)生器改改變含氧氧量成分分調(diào)節(jié)器器的設(shè)定定值，然然后再由由含氧量量成分調(diào)調(diào)節(jié)器校校正過剩?？諝饬苛?，使鍋鍋爐燃燒燒過程在在不同負負荷下，，始終處處于最佳佳過?？湛諝饬康牡臓顟B(tài)。。4．爐膛負負壓控制制與安全全保護控控制方案案下圖所示示為鍋爐爐燃燒過過程爐膛膛負壓及及安全保保護控制制系統(tǒng)。。由圖可可知，該該控制系系統(tǒng)又由由三個子子系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成。（1）爐膛負負壓控制制：一般般可通過過控制引引風(fēng)量來來實現(xiàn)。。（2）防“脫脫火”控控制：通通?？梢砸圆捎米宰詣舆x擇擇性控制制方案。。（3）防“回回火”控控制：是是一個連連鎖保護護控制系系統(tǒng)。爐膛負壓壓控制與與安全保保護控制制系統(tǒng)14.1.2精餾塔的的過程控控制精餾過程程的目的是利用混混合液中中各組分分揮發(fā)度度的不同同，將各各組分進進行分離離以達到到規(guī)定的的純度。。14.1.2.1精餾塔的的控制目目標(biāo)及變變量分析析1．控制目目標(biāo)精餾塔的的控制目目標(biāo)通常常表現(xiàn)在在產(chǎn)品質(zhì)量量、產(chǎn)品產(chǎn)量量及能量消耗耗三個方面面。（1）產(chǎn)品質(zhì)量量精餾操作作的目的的是將混混合液中中各組分分分離為為產(chǎn)品，，產(chǎn)品質(zhì)量必須須符合規(guī)規(guī)定的要要求。（2）產(chǎn)品產(chǎn)量量與經(jīng)濟濟效益任何產(chǎn)品品都要求求在確保保質(zhì)量的的前提下下，盡可可能提高產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)產(chǎn)量和降降低成本本、最大大限度地地提高經(jīng)濟濟效益。。2．變量分分析精餾塔的的進、出出料流程程圖（1）不可控控干擾：：進料流流量及進進料成分分的變化化是精餾餾過程中中的主要要干擾量量。其它它干擾如如進料溫溫度、進進料熱焓焓等，可可以通過過各自的的控制系系統(tǒng)使它它們保持持相對穩(wěn)穩(wěn)定。（2）被控量量與控制制量：在在精餾塔塔控制中中，控制制變量與與被控變變量之間間的配對對關(guān)系共共有24種選擇。。（3）變量配配對原則則：在變變量配對對時首先先要解決決產(chǎn)品成成分的變變量配對對問題。。14.1.2.2精餾塔的的控制方方案1．一端產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量控制所謂一端端產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量控制制，是指指塔頂產(chǎn)產(chǎn)品或塔塔底產(chǎn)品品要達到到規(guī)定的的純度，，而對另另一端的的產(chǎn)品純純度只要要保持在在一定范范圍內(nèi)即即可。它它分為塔塔頂產(chǎn)品品成分控控制和塔塔底產(chǎn)品品成分控控制兩種種（1）塔頂產(chǎn)產(chǎn)品成分分控制例如，在在對甲醇醇進行分分離的精精餾塔中中，其進進料為甲甲醇、甲甲醛和水水的混合合液，工工藝要求求把甲醇醇分離出出來。因因甲醇為為輕組分分，所以以這是一一個塔頂頂產(chǎn)品成成分的控控制問題題。某甲甲醇分餾餾的參數(shù)數(shù)表如下下表所示示。水的成分甲醛成分=0.0032=0.986

=0.046甲醇成分387.517.5400流量/kg/s塔底餾出物塔頂餾出物進料參數(shù)工況成分根據(jù)變量量配對的的要求，，通常采采用的控制方案案是：用塔塔頂產(chǎn)品品流量控控制塔頂頂產(chǎn)品成成分；用用回流量量控制回回流罐液液位；用用塔底產(chǎn)產(chǎn)品流量量控制塔塔底液位位；蒸汽汽的熱釜釜（再沸沸器）進進行自身身流量的的控制，，如下圖圖所示選用塔頂頂產(chǎn)品流流量作為為控制量量。在圖圖中，調(diào)調(diào)節(jié)器的的輸出均均通過電電/氣轉(zhuǎn)換后后變成氣氣壓信號號，經(jīng)氣氣動閥門門定位器器進行功功率放大大，進而而推動氣氣動薄膜膜調(diào)節(jié)閥閥。塔頂產(chǎn)品品成分控控制方案案（2）塔底產(chǎn)產(chǎn)品成分分控制由圖可知知，用塔塔底產(chǎn)品品流量控控制塔底底產(chǎn)品成成分，以以保證控控制質(zhì)量量；對塔塔頂產(chǎn)品品只進行行流量控控制；用用回流量量控制回回流罐液液位，用用蒸汽量量控制塔塔底液位位，使精精餾操作作能正常常進行。。塔底產(chǎn)品品成分控控制方案案2．兩端產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量均需控控制當(dāng)塔頂及及塔底產(chǎn)產(chǎn)品分別別需要滿滿足一定定質(zhì)量指指標(biāo)時，，則需要要對塔的的兩端產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量同時進進行控制制。在該控制制方案中中，用回回流量控控制塔頂頂產(chǎn)品成成分，用用塔底流流量控制制塔底產(chǎn)產(chǎn)品成分分，其目目的是保保證兩端端產(chǎn)品的的控制質(zhì)質(zhì)量；用用塔頂流流量控制制回流罐罐液位，，用蒸汽汽流量控控制再沸沸器液位位，使精精餾操作作能正常常進行。。兩端產(chǎn)品品質(zhì)量控控制方案案當(dāng)改變回回流量時時，不僅僅影響塔塔頂產(chǎn)品品組分的的變化，，同時也也引起塔塔底產(chǎn)品品組分的的變化；；同理，，當(dāng)控制制塔底的的加熱用用蒸汽流流量時，，也將引引起塔內(nèi)內(nèi)溫度的的變化，，從而不不但使塔塔底產(chǎn)品品組分產(chǎn)產(chǎn)生變化化，同時時也將影影響到塔塔頂產(chǎn)品品組分的的變化。。可見，，這是一一個2×2的多變量量耦合系系統(tǒng).精餾塔兩兩端產(chǎn)品品成分控控制框圖圖顯然，此此時應(yīng)進進行解耦耦設(shè)計，，兩端產(chǎn)產(chǎn)品成分分解耦控控制方案案如圖所所示。該控制方方案的設(shè)計思想想是：為使使回流量量的變化化只影響響塔頂組組分而不不影響塔塔底組分分，設(shè)計計了解耦耦裝置，，使蒸蒸汽閥門門預(yù)先動動作，予予以補償償；同樣樣，為使使蒸汽量量的變化化只影響響塔底組組分而不不影響塔塔頂組分分，設(shè)計計了另一一個解耦耦裝置，，使回流流閥預(yù)先先動作，，予以補補償，從從而實現(xiàn)現(xiàn)了兩端端產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量的解解耦控制制。兩端產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量的的解耦耦控制制方案案關(guān)于解解耦裝裝置數(shù)數(shù)學(xué)模模型、、的的取得得，可可根據(jù)據(jù)不變變性原原理的的前饋饋補償償法進進行設(shè)設(shè)計前饋補補償法法解耦耦控制制系統(tǒng)統(tǒng)框圖圖14.1.3加熱爐爐的過過程控控制加熱電電爐加熱爐爐的控控制問問題：：被控變變量：工藝藝介質(zhì)質(zhì)的出出口溫溫度。?？刂谱冏兞浚喝剂狭嫌突蚧蛉剂狭蠚獾牡牧髁苛俊Ｖ饕筛蓴_：工藝介介質(zhì)的進料料溫度度、流流量、、組分分；燃料油油/燃料氣氣的壓力力、流流量、、成分分（或或熱值值）；；燃料料油的的霧化化情況況；空空氣充充分情情況；；火嘴嘴的阻阻力，，爐膛膛壓力力等。。對象特特性建建模方方法：定性性分析析+實驗測測試，，通常?？捎糜靡浑A階加純純滯后后環(huán)節(jié)節(jié)來近近似。。管式加加熱爐爐的單單回路路控制制系統(tǒng)統(tǒng)管式加加熱爐爐的串串級控控制系系統(tǒng)14.1.4換熱器器的過過程控控制被控變變量(1)被加熱熱/冷卻介介質(zhì)的的出口口溫度度（無無相變變）；；(2)加熱/冷卻所所需的的熱量量（有有相變變），，如精精餾塔塔底再再沸器的的蒸發(fā)發(fā)量。?？刂谱冏兞?1)調(diào)載熱熱體的的流量量；(2)調(diào)節(jié)傳傳熱平平均溫溫差；；(3)調(diào)傳熱熱面積積；(4)將工藝藝介質(zhì)質(zhì)分路路，一一路經(jīng)經(jīng)換熱，另另一路路走旁旁路。。換熱器器的控控制方方案問題：若上述述單回回路控控制方方案仍仍未能能滿足足工藝藝要求求，如如何改改進控制方方案，，以進進一步步提高高控制制質(zhì)量量？反應(yīng)器器種類類14.1.5反應(yīng)器器的過過程控控制反應(yīng)器器的入入口溫溫度控控制反應(yīng)溫溫度的的單回回路控控制反應(yīng)溫溫度的的串級級與分分程控控制反應(yīng)溫溫度的的分段段控制制與優(yōu)優(yōu)化反應(yīng)溫溫度分分段控控制與與關(guān)聯(lián)聯(lián)分析析聚合釜釜反應(yīng)應(yīng)溫度度控制制方案案一聚合釜釜反應(yīng)應(yīng)溫度度控制制方案案二聚合釜反應(yīng)應(yīng)溫度-壓力串級控控制具有壓力補補償?shù)木酆虾细獌?nèi)溫控控制催化裂化反反應(yīng)再生系系統(tǒng)的控制制14.2過程控制系系統(tǒng)的工程程化設(shè)計14.2.1工程化設(shè)計計的目的和和主要內(nèi)容容1．目的過程控制系系統(tǒng)的工程程化設(shè)計既既是生產(chǎn)過過程自動化化項目建設(shè)設(shè)中的一項項極其重要要的環(huán)節(jié)，，也是自動動化類專業(yè)業(yè)的學(xué)生強強化工程實實際觀念、、運用《過程控制工工程》的知識進行行全面綜合合訓(xùn)練的重重要實踐過過程。過程控制系系統(tǒng)的工程程化設(shè)計要要求設(shè)計者者既要掌握握大量的專專業(yè)知識，，還要懂得得設(shè)計工作作的程序。。過程控制系系統(tǒng)的工程程化設(shè)計，，不管具體體過程和控控制方案如如何，其基基本的設(shè)計計程序和方方法則是相相似的。2．主要內(nèi)容容①在熟悉工藝藝流程、確確定控制方方案的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，完成成工藝流程程圖和控制制流程圖的的繪制；②在儀表選型型的基礎(chǔ)上上完成有關(guān)關(guān)儀表信息息的文件編編制；③完成控制室室的設(shè)計及及其相關(guān)條條件的設(shè)計計；④完成信號連連鎖系統(tǒng)的的設(shè)計；⑤完成儀表供供電、供氣氣系統(tǒng)圖及及管線平面面圖的繪制制以及控制制室與現(xiàn)場場之間水、、電、氣（（汽）的管管線布置圖圖的繪制；；⑥完成與過程程控制有關(guān)關(guān)的其它設(shè)設(shè)備、材料料的選用情情況統(tǒng)計及及安裝材料料表的編制制；⑦完成抗干擾擾和安全設(shè)設(shè)施的設(shè)計計；⑧完成設(shè)計文文件的目錄錄編寫等。。5.2.2工程化設(shè)計計的具體步步驟在確定了過過程控制系系統(tǒng)工程化化設(shè)計的主主要內(nèi)容以以后，可分分兩步進行行工程化設(shè)設(shè)計，即立項報告設(shè)設(shè)計和施工圖的設(shè)設(shè)計。5.2.2.1立項報告的的設(shè)計1．設(shè)計前的的準備工作作（1）調(diào)查研究（2）規(guī)劃目標(biāo)（3）收集資料為了使設(shè)計計的立項報報告科學(xué)合合理、切實實可行，能能夠比較順順利地被審審批通過，，必須認真真做好設(shè)計計前的準備備工作。2．立項報告告的設(shè)計1）系統(tǒng)控制方方案的論證證與確定；；2）說明采用了了哪種技術(shù)術(shù)標(biāo)準與技技術(shù)規(guī)范作作為設(shè)計的的依據(jù)；3）說明設(shè)計的的分工范圍圍；4）說明所設(shè)計計的控制系系統(tǒng)在同行行業(yè)中的自自動化水平平以及新工工藝、新技技術(shù)的采用情情況等;5）提供儀表設(shè)設(shè)備匯總表表、材料清清單以及主主要的供貨貨廠家、供供貨時間與與相應(yīng)的價格格，并和概概算專業(yè)人人員共同做做出經(jīng)費預(yù)預(yù)算及使用用情況的說說明;6）提出參加該該項工作的的有關(guān)人員員和完成該該項工作所所需時間以以及存在的的問題及解決決的辦法等等；7）預(yù)測所設(shè)計計的控制系系統(tǒng)投入正正常運行后后所產(chǎn)生的的經(jīng)濟效益益.14.2.2.2施工圖的設(shè)設(shè)計當(dāng)立項報告告設(shè)計的審審批文件下下達后，即即可進行施施工圖的設(shè)設(shè)計。施工工圖是進行行施工用的的技術(shù)文件件與圖紙資資料，必須須從施工的的角度解決決設(shè)計中的的細節(jié)部分分?，F(xiàn)以常規(guī)儀儀表控制系系統(tǒng)和集散散控制系統(tǒng)統(tǒng)（DCS）為例，簡簡要介紹施施工圖的設(shè)設(shè)計內(nèi)容。。1．常規(guī)儀表表控制系統(tǒng)統(tǒng)施工圖的的設(shè)計（1）圖紙目錄;（2）說明書;（3）設(shè)備匯總表表;（4）設(shè)備裝置數(shù)數(shù)據(jù)表;（5）材料表;（6）連接關(guān)系表表;（7）測量管路和和絕熱、伴伴熱方式表表;（8）銘牌注字表表;（9）信號原理圖圖;（10）平面布置圖圖;（11）接線（管））圖;（12）空視圖;（13）安裝圖;（14）工藝管道和和儀表流程程圖;（15）接地系統(tǒng)圖圖;（16）任選圖的設(shè)設(shè)計;（略）。2．集散控制制系統(tǒng)（DCS）施工圖的的設(shè)計集散控制系系統(tǒng)（DCS）施工圖的的設(shè)計內(nèi)容容主要有：：（1）文件目錄;（2）集散控制系系統(tǒng)技術(shù)規(guī)規(guī)格說明書書;（3）集散控制系系統(tǒng)I/O表;（4）連鎖系統(tǒng)邏邏輯圖;（5）儀表回路圖圖;（6）控制室布置置圖;（7）端子配線圖圖;（8）電纜布置圖圖;（9）儀表接地系系統(tǒng)圖;（10）集散控制系系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)數(shù)據(jù)表;（11）集散控制系系統(tǒng)配置圖圖;（12）端子（安全全柵）柜布布置圖;（13）機房設(shè)計;（14）集散控制系系統(tǒng)組態(tài)文文件的設(shè)計計;14.2.3控制系統(tǒng)的的抗干擾和和接地設(shè)計計儀表及控制制系統(tǒng)的干干擾是普遍遍存在的，，若不對儀儀表或系統(tǒng)統(tǒng)存在的干干擾采取措措施加以消消除，輕者者會影響儀儀表或系統(tǒng)統(tǒng)的精度，，重者使其其無法工作作，甚至?xí)斐砂踩鹿?。所所以，分析析干擾的來來源，采取取相應(yīng)的消消除措施，，也是工程程化設(shè)計的的一項重要要內(nèi)容。14.2.3.1干擾的來源源儀表及控制制系統(tǒng)的干干擾主要來來自以下幾幾個方面：：1．電磁輻射干干擾;（1）電源引入線線傳輸干擾擾;（2）信號引入線線傳輸干擾擾;3．接地系統(tǒng)的的干擾;4．系統(tǒng)內(nèi)部干干擾.2．引入線傳輸輸干擾;14.2.3.2抗干擾措施施針對上述種種種干擾，，通常采用用如下抗干干擾措施：：1．隔離;4．避雷保護護;14.2.3.3接地系統(tǒng)及及其設(shè)計在上述種種種抗干擾措措施中，有有相當(dāng)部分分是和接地地系統(tǒng)有關(guān)關(guān)的。1．接地系統(tǒng)統(tǒng)的作用及及類型接地系統(tǒng)的的主要作用用是保護人人身與設(shè)備備的安全和和抑制干擾擾。不良的的接地系統(tǒng)統(tǒng)，輕者使使儀表或系系統(tǒng)不能正正常工作，，重者則會會造成嚴重重后果。2．屏蔽;3．濾波;接地系統(tǒng)的的類型主要要分為兩類類，即保護性接地地和工作接地。工作接地地中又可分分為屏蔽接地、、本質(zhì)安全全接地和信信號回路接接地。（1）保護性接地地（2）工作接地保護性接地地是指將電電氣設(shè)備、、用電儀表表中不應(yīng)帶帶電的金屬屬部分與接接地體之間間進行良好好的金屬連連接，以保保證這些金金屬部分在在任何時候候都處于零零電位。正確的工作作接地可抑抑制干擾，，提高儀表表的測量精精度，保證證儀表系統(tǒng)統(tǒng)能正常可可靠地工作作。工作接接地中又可可分為信號號回路接地地、屏蔽性性接地和本本質(zhì)安全接接地。1）信號回路接接地是指由由儀表本身身結(jié)構(gòu)所形形成的接地地和為抑制制干擾而設(shè)設(shè)置的接地。。2）屏蔽性接地地是指對電電纜的屏蔽蔽層、排擾擾線、儀表表外殼、未未作保護接接地的金屬導(dǎo)導(dǎo)線（管））、匯線槽槽以及強雷雷擊