液位控制系统单元操作手册.docx
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液位控制系统单元操作手册
文档编号:
TSS_CONT.DOC
液位控制单元仿真培训系统
操作说明书
北京东方仿真控制技术有限公司
二零零四年四月二十二日
一.工艺流程说明：
本流程为液位控制系统，通过对三个罐的液位及压力的调节，使学员掌握简单回路及复杂回路的控制及相互关系。
缓冲罐V101仅一股来料，8Kg/cm2压力的液体通过调节产供阀FIC101向罐V101充液,此罐压力由调节阀PIC101分程控制,缓冲罐压力高于分程点（5.0Kg/cm2）时，PV101B自动打开泄压，压力低于分程点时，PV101B自动关闭，PV101A自动打开给罐充压，使V101压力控制在5Kg/cm2。
缓冲罐V101液位调节器LIC101和流量调节阀FIC102串级调节，一般液位正常控制在50%左右，自V101底抽出液体通过泵P101A或P101B（备用泵）打入罐V102,该泵出口压力一般控制在9Kg/cm2，FIC102流量正常控制在20000Kg/hr。
罐V102有两股来料，一股为V101通过FIC102与LIC101串级调节后来的流量；另一股为8Kg/cm2压力的液体通过调节阀LIC102进入罐V102,一般V102液位控制在50%左右,V102底液抽出通过调节阀FIC103进入V103,正常工况时FIC103的流量控制在30000kg/hr。
罐V103也有两股进料，一股来自于V102的底抽出量，另一股为8kg/cm2压力的液体通过FIC103与FI103比值调节进入V103,比值系数为2:
1，V103底液体通过LIC103调节阀输出，正常时罐V103液位控制在50%左右。
液位单元仿DCS图
液位单元仿现场图
本单元控制回路说明：
本单元主要包括：
单回路控制系统、分程控制系统、比值控制系统、串级控制系统。
单回路控制回路
单回路控制回路又称单回路反馈控制。
由于在所有反馈控制中，单回路反馈控制是最基本、结构做简单的一种，因此，它又被称之为简单控制。
单回路反馈控制由四个基本环节组成，即被控对象（简称对象）或被控过程（简称过程）、测量变送装置、控制器和控制阀。
所谓控制系统的整定，就是对于一个已经设计并安装就绪的控制系统，通过控制器参数的调整，使得系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求。
本单元的单回路控制有：
FIC101，LIC102，LIC103。
分程控制回路
通常是一台控制器的输出只控制一只控制阀。
然而分程控制系统却不然，在这种控制回路中，一台控制器的输出可以同时控制两只甚至两只以上的控制阀，控制器的输出信号被分割成若干个信号的范围段，而由每一段信号去控制一只控制阀。
本单元的分程控制回路有：
PIC101分程控制冲压阀PV101A和泄压阀PV101B。
如下图
阀位开度
比值控制系统
在化工、炼油及其他工业生产过程中，工艺上常需要两种或两种以上的物料保持一定的比例关系，比例一旦失调，将影响生产或造成事故。
实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。
通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统，称之流量比值控制系统。
比值控制系统可分为：
开环比值控制系统，单闭环比值控制系统，双闭环比值控制系统，变比值控制系统，串级和比值控制组合的系统等。
FFIC104:
为一比值调节器。
根据FIC1103的流量，按一定的比例，相适应比例调整FI103的流量。
对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料按主物料来配比。
在本单元中，FIC1425（以C2为主的烃原料）为主物料，而FIC1427（H2）的量是随主物料（C2为主的烃原料）的量的变化而改变。
串级控制系统
如果系统中不止采用一个控制器，而且控制器间相互串联，一个控制器的输出作为另一个控制器的给定值，这样的系统称为串级控制系统。
串级控制系统的特点：
1、能迅速地克服进入副回路的扰动
2、改善主控制器的被控对象特征
3、有利于克服副回路内执行机构等的非线性
在本单元中罐V101的液位是由液位调节器LIC101和流量调节器FIC102串级控制。
该单元主要包括以下设备：
V-101：
缓冲罐
V-102：
恒压中间罐
V-103：
恒压产品罐
P101A：
缓冲罐V-101底抽出泵
P101B：
缓冲罐V-101底抽出备用泵
二、装置的操作规程：
1、冷态开车规程：
装置的开工状态为V-102和V-103两罐已充压完毕，保压在2.0kg/cm2，缓冲罐V-101压力为常压状态，所有可操作阀均处于关闭状态。
1.1缓冲罐V-101充压及液位建立：
（1）确认事项：
·V-101压力为常压
（2）V-101充压及建立液位：
·在现场图上,打开V-101进料调节器FIC101的前后手阀V1和V2,开度在100%。
·在DCS图上，打开调节阀FIC101,阀位一般在30%左右开度,给缓冲罐V101充液。
·待V101见液位后再启动压力调节阀PIC101,阀位先开至20%充压。
·待压力达5kg/cm2左右时,PIC101投自动.
1.2中间罐V-102液位建立：
（1）确认事项：
·V-101液位达40%以上
·V-101压力达5.0kg/cm2左右
（2）V-102建立液位：
·在现场图上，打开泵P101A的前手阀V5为100%；
·启动泵P101A.
·当泵出口压力达10kg/cm2时,打开泵P101A的后手阀V7为100%；
·打开流量调节器FIC102前后手阀V9及V10为100%.
·打开出口调节阀FIC102,手动调节FV102开度,使泵出口压力控制在9.0kg/cm2左右.
·打开液位调节阀LV102至50%开度.
·V-101进料流量调整器FIC101投自动，设定值为20000.0kg/hr.
·操作平稳后调节阀FIC102投入自动控制并与LIC101串级调节V101液位.
·V-102液位达50%左右,LIC102投自动，设定值为50%.
1.3产品罐V-103建立液位：
（1）确认事项：
·V-102液位达50%左右
（2）V-103建立液位：
·在现场图上，打开流量调节器FIC103的前后手阀V13及V14
·在DCS图上，打开FIC103及FFIC104,阀位开度均为50%.
·当V103液位达50%时,打开液位调节阀LIC103开度为50%.
·LIC103调节平稳后投自动，设定值为50%.
评分文件
学员姓名:
学员（11:
03:
40）
学员姓名:
学员（11:
03:
40）
操作单元:
冷态开车具体步骤
总分:
270.00
测评历时61秒
实际得分:
0.00
百分制得分:
0.00
其中
普通步骤操作得分:
0.00
质量步骤操作得分:
0.00
趋势步骤操作得分:
0.00
操作失误导致扣分:
0.00
以下为各过程操作明细：
应得
实得
操作步骤说明
V101罐充液:
过程正在评分
50
0
该过程历时61秒
10
0
打开FIC101前后手阀V1，V2
10
0
打开FIC101前后手阀V1，V2
10
0
打开FIC101控制阀
10
0
控制FIC101开度，使其流量保持在20000KG/H左右
10
0
待其流量指示和设定值基本一致后，FIC101投自动
V101罐充压:
过程起始条件不满足!
30
0
该过程历时0秒
10
0
待V101罐有液位时，调节PIC101开度约30%，对其充压
10
0
待其压力达5ATM时，PIC101投自动
10
0
V101罐内压力:
PY01:
5.0#0.2
开启P101A泵:
过程起始条件不满足!
30
0
该过程历时0秒
10
0
待V101罐液位达10%以上时，打开泵前阀V5
10
0
开启泵P101A
10
0
打开泵P101A出口阀V7
控制V101罐液位:
过程起始条件不满足!
50
0
该过程历时0秒
10
0
打开FIC102前后手阀V9，V10
10
0
待PI101压力达10ATM时，打开阀FIC102
10
0
待液位指示达稳定后，FIC102投串级
10
0
V101罐液位:
LY01:
50.0#5.0
10
0
泵P101A出口压力:
PI01:
9.0#0.5
控制V102罐液位:
过程起始条件不满足!
80
0
该过程历时0秒
10
0
调节LIC102开度，使FI101流量指示在10000左右
10
0
打开FIC103的前后手阀V13，V14
10
0
打开FIC103的前后手阀V13，V14
10
0
待V102罐液位达10%以上时，调节FIC103的开度
10
0
同时调节FFIC104开度，使FI103指示约15000
10
0
待FIC103流量指示达稳定后，FIC103、FFIC104均投自动
10
0
待V102罐液位达50%左右时，LIC102投自动
10
0
V102罐液位:
LY02:
50.0#5.0
控制V103罐液位:
过程起始条件不满足!
30
0
该过程历时0秒
10
0
调节LIC103开度，使FI102流量指示达45000左右
10
0
待V103罐液位达50%左右时，LIC103投自动
10
0
V103罐液位:
LY03:
50.0#5.0
2、正常操作规程：
正常工况下的工艺参数：
（1）FIC101投自动，设定值为20000.0kg/hr.
（2）PIC101投自动（分程控制），设定值为5.0kg/cm2
（3）LIC101投自动，设定值为50%.
（4）FIC102投串级（与LIC101串级）
（5）FIC103投自动，设定值为30000.0kg/hr
（6）FFIC104投串级（与FIC103比值控制），比值系统为常数2.0.
（7）LIC102投自动，设定值为50%
（8）LIC103投自动，设定值为50%
（9）泵P101A（或P101B）出口压力PI101正常值为9.0kg/cm2
（10）V-102外进料流量FI101正常值为10000.0kg/hr.
（11）V-103产品输出量FI102的流量正常值为45000.0kg/hr.
3、停车操作规程：
3.1正常停车：
（1）关进料线:
·将调节阀FIC101改为手动操作，关闭FIC101，再关闭现场手阀V1及V2.
·将调节阀LIC102改为手动操作，关闭LIC102，使V-102外进料流量FI101为0.0kg/hr.
·将调节阀FFIC104改为手动操作，关闭FFIC104.
（2）将调节器改手动控制：
·将调节器LIC101改手动调节，FIC102解除串级改手动控制.
·手动调节FIC102，维持泵P101A出口压力，使V-101液位缓慢降低.
·将调节器FIC103改手动调节，维持V-102液位缓慢降低.
·将调节器LIC103改手动调节，维持V-103液位缓慢降低.
（3）V-101泄压及排放：
·罐V101液位下降至10%时,先关出口阀FV102,停泵P101A,再关入口阀V5.
·打开排凝阀V4，关FIC102手阀V9及V10.
·罐V-101液位降到0.0时,PIC101置手动调节,打开PV101为100%放空.
（4）当罐V-102液位为0.0时,关调节阀FIC103及现场前后手阀V13及V14.
（5）当罐V-103液位为0.0时,关调节阀LIC103.
评分文件
学员姓名:
学员（11:
03:
40）
学员姓名:
学员（11:
03:
40）
操作单元:
正常停车具体操作
总分:
210.00
测评历时30秒
实际得分:
0.00
百分制得分:
0.00
其中
普通步骤操作得分:
0.00
质量步骤操作得分:
0.00
趋势步骤操作得分:
0.00
操作失误导致扣分:
0.00
以下为各过程操作明细：
应得
实得
操作步骤说明
关闭所有的进料阀:
过程正在评分
50
0
该过程历时30秒
10
0
关闭FIC101调节阀
10
0
关闭FIC101前后手阀
10
0
关闭FIC101调节阀及前后手阀
10
0
关闭LIC102调节阀
10
0
关闭FFIC104调节阀
关闭泵P101A:
过程起始条件不满足!
40
0
该过程历时0秒
10
0
待V101罐液位下降至10%以下时，关闭V7
10
0
关闭泵P101A
10
0
关闭P101A泵入口阀V5
10
0
泵P101A出口压力:
PI01:
0#0.5
V101罐泄液及泄压:
过程起始条件不满足!
80
0
该过程历时0秒
10
0
打开V101罐泄液阀V4
10
0
待V101罐液位小于3.0时，打开PIC101放空
10
0
待V101罐液位小于1时，关闭V101罐泄液阀V4
10
0
关闭FIC102调节阀
10
0
关闭FIC102前后手阀
10
0
关闭FIC102前后手阀
10
0
V101罐液位:
LY01:
0#10
10
0
V101罐内压力:
PY01:
0#0.2
V102罐泄液:
过程起始条件不满足!
20
0
该过程历时0秒
10
0
V102罐液位小于1时，关闭调节阀FIC103
10
0
V102罐液位:
LY02:
0#10
V103罐泄液:
过程起始条件不满足!
20
0
该过程历时0秒
10
0
V103罐液位小于1时，关闭调节阀LIC103
10
0
V103罐液位:
LY03:
0#10
3.2紧急停车：
紧急停车操作规程同正常停车操作规程。
4、仪表一览表：
位号
说明
类型
正常值
量程高限
量程低限
工程单位
高报
低报
高高报
低低报
FIC101
V-101进料流量
PID
20000.0
40000.0
0.0
Kg/h
FIC102
V-101出料流量
PID
20000.0
40000.0
0.0
Kg/h
FIC103
V-102出料流量
PID
30000.0
60000.0
0.0
Kg/h
FIC104
V-103进料流量
PID
15000.0
30000.0
0.0
Kg/h
LIC101
V-101液位
PID
50.0
100.0
0.0
%
LIC102
V-102液位
PID
50.0
100.0
0.0
%
LIC103
V-103液位
PID
50.0
100.0
0.0
%
PIC101
V-101压力
PID
5.0
10.0
0.0
Kgf/cm2
FI101
V-102进料液量
AI
10000.0
20000.0
0.0
Kg/h
FI102
V-103出料流量
AI
45000.0
90000.0
0.0
Kg/h
FI103
V-103进料流量
AI
15000.0
30000.0
0.0
Kg/h
PI101
P101A/B出口压
AI
9.0
10.0
0.0
Kgf/cm2
5、变量一览表
位号
说明
类型
正常值
量程高限
量程低限
工程单位
高报
低报
高高报
低低报
FI01
V-102进料流量
AI
20000.0
40000.0
0.0
Kg/h
22000.0
5000.0
25000.0
3000.0
FI02
V-103出料流量
AI
45000.0
90000.0
0.0
Kg/h
47000.0
43000.0
50000.0
40000.0
FY03
V-102出料流量
AI
30000.0
60000.0
0.0
Kg/h
32000.0
28000.0
35000.0
25000.0
FI03
V-103进料流量
AI
15000.0
30000.0
0.0
Kg/h
17000.0
13000.0
20000.0
10000.0
LI01
V-101液位
AI
50.0
100.0
0.0
%
80
20
90
10
LI02
V-102液位
AI
50.0
100.0
0.0
%
80
20
90
10
LI03
V-103液位
AI
50.0
100.0
0.0
%
80
20
90
10
PY01
V-101压力
AI
5.0
10.0
0.0
Kgf/cm2
5.5
4.5
6.0
4.0
PI01
P101A/B出口压力
AI
9.0
18.0
0.0
Kgf/cm2
9.5
8.5
10.0
8.0
FY01
V-101进料流量
AI
20000.0
40000.0
0.0
Kg/h
22000.0
18000.0
25000.0
15000.0
LY01
V-101液位
AI
50.0
100.0
0.0
%
80
20
90
10
LY02
V-102液位
AI
50.0
100.0
0.0
%
80
20
90
10
LY03
V-103液位
AI
50.0
100.0
0.0
%
80
20
90
10
FY02
V-102进料流量
AI
20000.0
40000.0
0.0
Kg/h
22000.0
18000.0
25000.0
15000.0
FFY04
比值控制器
AI
2.0
4.0
0.0
2.5
1.5
4.0
0.0
5、变量一览表
位号
说明
类型
正常值
量程高限
量程低限
工程单位
高报
低报
高高报
低低报
VT1
FV101前阀
AO
100.0
100.0
0.0
%
VT2
FV101后阀
AO
100.0
100.0
0.0
%
VT3
FV101旁通阀
AO
0.0
100.0
0.0
%
VT4
V101排凝阀
AO
0.0
100.0
0.0
%
VT5
P101A前阀
AO
100.0
100.0
0.0
%
VT6
P101B前阀
AO
0.0
100.0
0.0
%
VT7
P101A后阀
AO
100.0
100.0
0.0
%
VT8
P101B后阀
AO
0.0
100.0
0.0
%
VT9
FV102前阀
AO
100.0
100.0
0.0
%
VT10
FV102后阀
AO
100.0
100.0
0.0
%
VT11
FV102旁通阀
AO
0.0
100.0
0.0
%
VT12
LV102旁通阀
AO
0.0
100.0
0.0
%
VT13
FV103前阀
AO
100.0
100.0
0.0
%
VT14
FV103后阀
AO
100.0
100.0
0.0
%
VT15
FV103旁通阀
AO
0.0
100.0
0.0
%
VT16
LV103旁通阀
AO
0.0
100.0
0.0
%
PT01
V101的压力控制
AO
50.0
100.0
0.0
%
5、变量一览表
位号
说明
类型
正常值
量程高限
量程低限
工程单位
高报
低报
高高报
低低报
LT01
V101的液位调节器的输出
AO
50.0
100.0
0.0
%
LT02
V102的液位调节器的输出
AO
50.0
100.0
0.0
%
LT03
V103的液位调节器的输出
AO
50.0
100.0
0.0
%
FT01
V101的进料阀开度
AO
50.0
100.0
0.0
%
FT02
V101的出料阀开度
AO
50.0
100.0
0.0
%
FT03
V102的出料阀开度
AO
50.0
100.0
0.0
%
FFT04
V102的出料阀开度
AO
50.0
100.0
0.0
%
P101A
泵P101A的开关
DO
1
P101B
泵P101B的开关
DO
1
三、培训项目的设置：
1.泵P101A坏
原因：
运行泵P101A停.
现象：
画面泵P101A显示为开,但泵出口压力急剧下降.
处理：
先关小出口调节阀开度,启动备用泵P101B,调节出口压力,压力达9.0atm（表）时,关泵P101A,完成切换.
处理方法：
关小P101A泵出口阀V7
打开P101B泵入口阀V6
启动备用泵P101B
打开P101B泵出口阀V8
待PI101压力达9.0atm时，关V7阀
关闭P101A泵
关闭P101A泵入口阀V5
学员姓名:
学员（11:
03:
40）
学员姓名:
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03:
40）
操作单元:
泵P101A坏
总分:
70.00
测评历时16秒
实际得分:
0.00
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