精馏塔的控制方案方案
精馏塔回流比控制
精馏塔回流比控制
精馏塔回流比控制是精馏塔操作中的关键参数之一。
精馏塔回流比是指在精馏塔中返回到塔顶的液相流量与原料进料流量的比值。
精馏塔回流比的控制对于分离效果的优化和产品纯度的提高至关重要。
精馏塔回流比的控制可以通过调节精馏塔中的回流量来实现。
通常，精馏塔的回流量是通过调节顶塔下液位的高度来控制的。
如果回流量比较大，那么回流液将占据较大的塔容积，使得分馏效果较好，但同时也会增加能耗和成本。
精馏塔回流比的控制可以根据需要进行调整。
一般来说，增加回流比可以提高产品的纯度，但也会增加能耗和成本。
相反，减少回流比可以降低能耗和成本，但可能会影响产品的纯度。
精馏塔回流比的控制可以通过反馈控制系统来实现。
控制系统可以根据塔顶压力、温度、液位和组分浓度等参数进行调整，以实现回流比的控制。
此外，还可以根据产品规格要求和经济因素进行优化调整。
总而言之，精馏塔回流比的控制对于精馏塔的操作和产品纯度的提高具有重要作用。
通过合理的回流比控制，可以实现分离效果的优化和产品成本的降低。
典型化工单元的控制案例—精馏塔的控制(工业仪表自动化)
1、精馏塔温度控制为 什么常用灵敏板上的温度作 为被控变量？
2、精馏塔精馏段温度控 制为什么改变回流量而不改 变再沸器的加热量？
精馏塔是化工生产中重 要的分离设备，它利用混合 物中各组分挥发度的不同， 将混合物组分进行分离并达 到规定的纯度要求。
CONTENTS
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有些干扰是可控的,有些干扰 是不可控的。一般对可控的主要 干扰可采用定值控制系统加以克 服。然而对不可控的干扰，它们 最终将反映在塔顶馏出物与塔底 采出量的产品质量上。
思考题
1、精馏塔液相进Байду номын сангаас流量 增加对塔顶产品有什么影响？
2、精馏塔塔压增加对塔 顶产品和塔底产品有什么影 响？
CONTENTS
01
塔压定值控制
进料流 量控制
回流量定 值控制
塔釜液 位控制
回流罐液 位控制
质量控制系统
03
塔压定值控制
A B
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在实际生产过程中，由 于不同的物料性质，精馏塔 的类型不同，生产产品纯度 的要求不同等情况，可根据 现场具体情况采用各种不同 的控制方法。。
均匀控制系统
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部分资料从网络收集整 理而来，供大家参考，
感谢您的关注！
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三.控制系统的参数整定
整定的主要规则是一个“慢”字，即过渡过程不允许出现明显的振荡，可以采用看曲 线调参数的方法来进行。它的具体整定规则和方法如下：
（1）先保证液位不会超过允许波动范围设置控制器参数；
（2）修正控制器参数，使液位最大波动接近允许范围，使流量尽量平稳（均匀控制系统一般
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2.串级均匀控制系统
甲塔
LT
LC
FT
FC
乙塔
E-3
E-4
阀V门-3 2
如图所示构成精馏塔塔釜液位与出口流量串级均匀控制系统.增
加一个副回路的目的是为了消除控制阀前后的压力波动及对象
的自衡作用的影响。
串级均匀控制方案能克服较大的干扰，适用于系统前后压力波
20动21/6较/4 大的场合。
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3.双冲量均匀控制系统
LT
IS IO
+
IL
FC
IF
双冲量均匀控制系统是串级均匀控制系统的变形，它用一个加法器 来代替串级控制系统中的主调节器，把液位与流量的两个测量信号 通过加法运算后作为调节器的测量值。以塔釜液位与输出流量信号 之差为被控参数，通过均匀控制使两者能均匀缓慢变化。
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采用P或PI控制规律。） （3）根据工艺对流量和液位两个参数的要求，适当调整控制器的参数 方法步骤： ①纯比例控制 a.先将比例度放置在估计液位不会越限的数值，例如δ=100%。 b.观察记录曲线，若液位的最大波动小于允许的范围，可增加比例度，比例的的 增加必将使液位的“质量”降低，而使流量过程曲线变好。 c.如发现液位超过允许的范围，则减小比例度。 d.这样反复调整比例度。直到液位，流量的曲线都满足工艺提出的均匀要求为止
化工精馏塔的PLC温度控制系统设计
０ 引言
化工精馏塔是化工 过程装置的核 心组成部 分 ， 而对于精 馏
塔控制来说温度 的控制 是重中之重 ， 温度 的剧烈变化 会导致 分
离组分纯度降低 ， 精馏 的效率 影 响极大 ， 至导 致精 馏塔 无 对 甚 法正常运行 Ｊ 。而 Ｐ Ｃ的可靠性高 ， Ｌ 编程简单 ， 易于维护 ， 以 可
ｄ ｓｇ ｅ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｔ ｌｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ Ｌ ｏ ｈ ｍｉａ ａ ｔ ｒ ． ａ ｃ ｄ ｏ ｔｏ ｓ ｕ ｅ ｎ ｔｅ ｄ ｓｉ ａｉｎ ｃ ｌｍｎ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｃ ｎｒ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ Ｐ Ｃ ｆ ｒａ ｃ ｅ ｃ ｌｆｃ ｏ ｙ Ｃ ｓ ａ ｅ ｃ ｎ ｒｌｗａ ｓ ｄ ｉ ｈ ｉｔ ｌ ｔ ｏ ｕ ｏ ｌ ｏ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｔ ｌｓ ｓｅ ， ｔｇ ａ ｅ ａ ａｉ ｎ Ｐ Ｄ ｗａ ｓ ｄ ｉ ｈ ｉ ｏ ｔ ｌ ｒ Ｉ ｉ ｒ ｖ ｄ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓ ｏ ｈ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｃ ｎ ｒ ｙ ｔｍ ｉ ｅ ｒ ｌｓ ｐ ｒ ｔ Ｉ ｓ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｍａｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ． ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｙ ａ ｃ ｈ ｃｅ ｉｔ ｆｔ ｅ ｏ ｎ ｏ ｏｅ ｒ ｃ ｐ ｏ ｅ ｓ ｔｅ ａ ａ ｔｂ ｌ ｙ ｏ ｅ ｌ ａ ｈ ｎ ｅｗａ ｌｏ ｓ ｏ ｇ Ｉ ａ ｈ ｅ ｅ ｔｂ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｎ ｐ ａ ｔ ｅ ｒ ｃ ｓ ，ｈ ｄ ｐａ ｉ ｔ ｆｔ ｏ ｄ ｃ ａ ｇ ｓ ａｓ ｔ ｎ ． ｔ ｃ ｉｖ ｄ ａ ｓ ｌ ｏ ｔｏ ｒ ｒ ｎ ｅ ｉ ｒ ｃｉ ． ｉ ｈ ｒ ａ ｐｆ ｃ Ｋｅ ｒ ｓ： Ｌ ｃ ｓ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ Ｐ Ｄ； ｉ Ｃ ｙ ｗｏ ｄ Ｐ Ｃ； ａ ｃ ｄ ｏ ｔ ； Ｉ Ｗ ｎ Ｃ ｏ
精馏塔的控制要求
精馏塔的控制要求2.1 质量指标混合物分离的纯度是精馏塔控制的主要指标。
在精馏塔的正常操作中，产品质量指标就必须符合预定的要求，即保证在塔底或塔顶产品中至少有一种组分的纯度达到规定的要求，其他组分也应保持在规定的范围内，因此，应当取塔底或塔顶产品的纯度作为被控变量。
但是，在线实时监测产品纯度有一定的困难，因此，大多数情况下是用精馏塔内的“温度和压力”来间接反应产品纯度。
对于二元精馏塔，当塔压恒定时，温度与成分之间有一一对应的关系，因此，常用温度作为被控变量。
对于多元精馏塔，由于石油化工过程中精馏产品大多数是碳氢化合物的同系物，在一定的塔压下，温度与成分之间仍有较好的对应关系，误差较小。
因此，绝大多数精馏塔当塔压恒定时采用温度作为间接质量指标。
2.2 平稳操作为了保证精馏塔的平稳操作，首先必须尽可能克服进塔之前的主要可控扰动，同时缓和一些不可控的主要扰动，例如，对塔进料温度进行控制、进料量的均匀控制、加热剂和冷却剂的压力控制等。
此外，塔的进出物料必须维持平衡，即塔顶馏出物与塔底采出物之和应等于进料量，并且两个采出量的变化要缓慢，以保证塔的平稳操作。
另外，控制塔内的压力稳定，也是塔平衡操作的必要条件之一。
2.3 约束条件为了保证塔的正常、平稳操作，必须规定某些变量的约束条件。
例如，对塔内气体流速的限制，塔内气体流速过高易产生液泛，流速过低会降低塔板效率；再沸器的加热温差不能超过临界值的限制等。
3精馏塔的温度控制精馏塔控制最直接的质量指标是产品的组分，但产品组分分析周期长，滞后严重，因而温度参数成了最常用的控制指标，即通过灵敏板进行控制[3]。
3.1 精馏段温度控制精馏段温控灵敏板取在精馏段的某层塔板处，称为精馏段温控。
适用于对塔顶产品质量要求高或是气相进料的场合。
调节手段是根据灵敏板温度，适当调节回流比。
例如，灵敏板温度升高时，则反映塔顶产品组成XD下降，故此时发出信号适当增大回流比，使XD上升至合格值时，灵敏板温度降至规定值。
精馏塔PID控制系统简介
精馏塔PID控制系统简介一、PID控制系统单回路控制系统通常是指由一个检测元件及一个变送器、一个控制器、一个执行器、一个被控对象所组成的一个闭合回路的控制系统，又称简单控制系统或单参数控制系统。
单回路控制系统是所有过程控制系统中最简单、最基本、应用最广泛和最成熟的一种，约占控制回路的80%以上，适用于被控对象滞后时间较小、负荷和干扰变化不大、控制质量要求不很高的场合。
控制器在冶金、石油、化工、电力等各种工业生产中应用极为广泛。
要实现生产过程自动控制，无论是简单的控制系统，还是复杂的控制系统，控制器都是必不可少的。
控制器是工业生产过程自动控制系统中的一个重要组成部分。
它把来自检测仪表的信号进行综合，按照预定的规律去控制执行器的动作，使生产过程中的各种被控参数，如温度、压力、流量、液位、成分等符合生产工艺要求。
主要介绍在工业控制中有一定影响力的DDZ-Ⅲ型控制器的控制规律、构成原理和使用方法。
二、控制器的控制规律：在自动控制系统中，由于扰动作用的结果使被控参数偏离给定值，从而产生偏差，控制器将偏差信号按一定的数学关系，转换为控制作用，将输出作用于被控过程，以校正扰动作用所造成的影响。
被控参数能否回到给定值上，以怎样的途径、经过多长时间回到给定值上来，即控制过程的品质如何，不仅与被控过程的特性有关，而且也与控制器的特性，即控制器的规律有关。
所谓控制器的控制规律，就是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律。
这种规律反映了控制器本身的特性。
控制器的基本控制规律由比例（P）、积分（I）、微分（D）三种。
这三种控制规律各有其特点。
三、精馏塔主要测量控制点的测控方法、装置和设备的报警连锁简介1、塔釜上升蒸汽量的控制：塔釜上升蒸汽量是由塔釜加热电压来决定的，控制塔釜加热电压即可控制塔釜上升蒸汽量执2、回流比控制：3、塔釜液位控制液位设置有上、下限报警功能：当塔釜液位超出上限报警值时，仪表输出报警信号给塔釜常闭电磁阀，电磁阀接收到信号后开启，塔釜排液；当塔釜液位降至上限报警值以下时，仪表停止输出信号，电磁阀关闭，塔釜停止排液。
精馏塔底温度影响因素及控制方法总结
精馏塔底温度影响因素及控制方法总结
1、影响因素：
1.1 进料及组分变化，如进料减少，重组分杂质增大，则塔底温度升高；
1.2 回流量级回流温度的的变化，如回流量增大，回流温度降低，则塔底温度降低；
1.3 塔液面过高或满，塔底温度提不起来；
1.4 塔底液面过低，引起温度不稳定或者升高；
1.5 塔压的波动，引起温度的变化，当塔压突然升高时，底温会随之升高又复而下降；
1.6 蒸汽压力的变化，蒸汽压力降低，塔底温度下降；
1.7 进换热器温度低，塔底温度下降；
1.8 再沸器管程堵或漏，塔底温度提不起来；
1.9 塔底温度控制失灵，引起塔底温度不稳。
2、调节方法：
2.1 稳定进料，减少原料中重组分杂质的组分，或调整前塔的操作，减少下塔进料中重组分杂质的组分；
2.2 降低回流量，提高回流温度，稳定回流比；
2.3 增大塔底踩出，或减少进料量和回流量；
2.4 减少塔底采出，使塔底采出液面控制在工艺指标范围内；
2.5 稳定塔底压力；
2.6 联系调度提高蒸汽压力；
2.7 提高预热器进气温度，使之平稳；
2.8 待停工处理再沸器；
2.9 塔底温度改为手动控制，或用副线或现场指示控制，并联系仪表处理。
常减压精馏塔的主要控制指标
常减压精馏塔的主要控制指标
常减压精馏塔的主要控制指标包括：
1. 馏分回收率：通过调节进料量、精馏负荷和热量等参数来控制馏分回收率,保持回收率稳定在目标值及以上。
2. 塔顶压力：塔顶压力是影响馏分品质和产量的重要因素,需要保持在一定范围内,根据不同的馏分要求进行调控。
3. 塔底温度：塔底温度是控制产品分离和馏分品质的重要参数,需要根据不同馏分要求进行调节和控制。
4. 精馏段温度差：精馏段温度差是塔内温度分布不均匀的表现,通常需要保持在一定范围内,以保证产品质量和生产效率。
5. 精馏段液位：精馏段液位需要保持稳定,过高或过低都会影响馏分品质和产量。
6. 循环流量和冷凝器效率：循环流量和冷凝器效率是保证精馏塔运行稳定和产品质量的关键参数,需要进行定期维护和检修。
精馏塔提馏段的温度控制设计
、成绩过程控制仪表课程设计设计题目精馏塔提馏段的温度控制系统学生姓名 XX ,专业班级自动化X X X X班学号 XXXXXXXXXXX指导老师 XXX2019年XX月XX日{《过程控制仪表》课程设计评分标准表姓名：XX 学号：XXXXXXXXX课程设计的最终成绩采取“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”和“不及格”五级记分。
100-90分（优秀）、89-80（良好）、79-70（中等）、69-60（及格）、低于60（不及格）《过程控制仪表课程设计》任务书目录1.设计任务与要求 (1)设计任务 (1)设计要求 (1)2.系统简介 (1)3.设计方案及仪表选型 (2)控制方案的确定 (2)系统原理及方框图 (3)仪表选型 (4)4.系统仿真分析 (10)5.控制系统仪表配接图及说明 (13)6.仪表型号清单 (13)7.总结 (13)参考文献 (14)1.设计任务与要求设计任务过程控制仪表课程设计，是《自动化仪表与装置》课程中的后续课程，实践教学环节，也是一次全面的专业知识的运用和实践。
⑴巩固和深化所学课程的知识：通过课程设计，要求学生初步学会运用本门课程和其它相关课程的基本知识和方法，来解决工程实际中的具体的设计问题，检验学生对本门课程及相关课程内容的掌握的程度，以进一步巩固和深化所学课程的知识。
⑵培养学生的设计、实践能力：通过课程设计，从方案选择、设计计算到绘制图纸、编写设计说明书，可以培养学生对工程设计的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握自动控制系统中各环节使用仪表的基本方法和步骤，为以后从事工程设计打下良好的基础。
⑶使学生能熟悉和运用设计资料，学会查阅相关文献，如有关国家标准、手册、图册等，以完成作为工程技术人员在工程设计方面所必须的基本训练。
设计要求（1）编写过程控制仪表设计说明书。
内容包括：控制系统的简单介绍，工艺流程分析；各环节仪表的选型、仪表的工作原理及性能指标；控制系统的仿真分析；仪表间的配接说明。
精馏塔控制和节能优化研究
精馏塔控制和节能优化研究 摘 要：随着石化行业的快速发展和产业结构的不断转型扩张，蒸馏操作的应用也越来越广泛。蒸馏操作是石化生产中应用最广泛的化工单元操作和分离过程之一。其技术成熟可靠，投资资金相对较低。这是一个复杂的分离过程，集传质和传热于一体。过程变量、受控变量和可控变量很多，过程的动态变化和机制是复杂的。它也是高能耗化工装置的操作之一。寻求合理利用蒸馏产生的热量，努力减少对系统热能的需求，最大限度地减少蒸馏操作中系统热能的损失，将是当务之急。也是企业谋求节能降耗的突破口和切入点之一，也是企业生存发展的途径之一。通过分析蒸馏操作的能耗现状，提出并分析了蒸馏的各种节能优化措施，详细阐述了其节能优势及推广价值和意义；同时，对精馏节能优化措施进行了展望。
关键词：蒸馏；能源消耗；优化措施；热损失；参数控制 1.蒸馏操作过程原理 蒸馏是一种利用混合物中每种成分的不同挥发物将其分离的分离过程；蒸馏操作通常在蒸馏塔中进行，气液相通过逆流接触进行相间传热和传质。液相中的挥发性成分进入气相，而气相中的非挥发性成分进入液相。结果，在塔顶可以获得几乎纯的挥发性组分，在塔的底部可以获得几乎纯净的非挥发性组分。进料液从塔中部加入，进料口上方的塔段进一步浓缩上升气体中的挥发性成分，称为蒸馏段；进料入口下方的塔段从下降的液体中提取挥发性成分，称为蒸馏段。从塔顶提取的气体被冷凝，一部分冷凝液作为回流液从塔顶返回蒸馏塔，而剩余的蒸馏物是塔顶产物。从塔底抽出的液体被再沸器部分气化，气体沿塔体上升。剩余的液体用作塔的底部产物。塔顶液体回流量与塔顶产物量的比值称为回流比，它影响蒸馏操作的分离效率和能耗。
两种精馏操作的能耗状况分析 石化能源消耗在工业生产领域占比最大，蒸馏和分离操作是石化行业的高能耗操作单元之一。在实际生产中，分离物料的成分含量复杂多样，对分离产品的纯度要求也在不断提高；为保证产品合格率，操作人员操作相对保守，操作方法和参数设置不优化；在蒸馏过程中，绝大多数热量消耗不用于成分分离，而是被冷却水或分离的成分带走[1-2]。据统计，美国蒸馏过程的能源消耗占全国能源消耗的3%，而中国炼油厂消耗的原油占其炼油能力的8%至10%，其中很大一部分消耗在蒸馏过程中。结合蒸馏操作，从能量本质的角度来看，蒸馏过程是将物理有效能量转化为扩散有效能量，同时减少物理有效能量损失。蒸馏过程中的有效能量损失是由过程的不可逆性引起的，如流体流动压降、相同浓度的不平衡流之间的传质、不同浓度流之间的混合、不同温度流之间的传热或不同温度流间的混合[4-5]。
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操纵变量的选择：影响精馏段温度的因素很多，从工艺角度 看，回流液量和蒸汽流量为可控因素，从两个因素对精馏 温度的影响看，回流量通道短，更及时、更显著，所以选 择回流液量为操纵变量。
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控制器正反作用的选择： 对象的作用：回流量增大，精馏塔温度降低，为反作用； 执行器作用：从安全考虑，当没有信号时，回流液量不
图10-41 精馏塔的物料 流程图
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三、精馏塔的自动控制
以乙醇-水的分离为例，采用精馏塔的精馏段温控方案
如果采用以精馏段温度作为衡量质量指标的间接指标， 而以改变回流量作为控制手段的方案，就称为精馏段温控。
图10-43 精馏段温控的控制方案示意图
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被控变量的选择：塔顶产品的成分要求比较高，二元系统精 馏时，p-t-x三者之间有一定的关系，考虑精馏塔工艺合理 性，塔压需要固定，气液平衡和挥发度才能稳定，t-x单值 对应关系才成立，所以以精馏段温度为被控变量，进行间 接指标控制；
化工仪表及自动化
精要求 二、精馏塔的干扰因素 三、精馏塔的自动控制
被控变量的选择 操纵变量的选择 控制器正反作用的选择 过程选择、控制设备的选用
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一、精馏的工艺要求
精馏过程是现代化工生产中应用极为广泛的传质过 程，其目的是利用混合液中各组分挥发度不同将各组分 进行分离，并达到规定的纯度要求。
保证质量指标 保证平稳操作 约束条件 节能要求和经济性 安全要求
为了保证精馏塔正常操作，塔底再沸器的液 位不能过低，塔顶回流液的量不能太小。
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• 二、精馏塔的干扰因素
（1）进料流量F的波动（＊） （2）进料成分ZF的变化（＊） （3）进料温度及进料热焓QF的变化 （4）再沸器加热剂（如蒸汽）加入热量 的变化 （5）冷却剂在冷凝器内除去热量的变化 （6）环境温度的变化
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在采用精馏段温控时，当分离的产品较纯时， 由于塔顶或塔底的温度变化很小，对测温仪表的灵 敏度和控制精度都提出了很高的要求，但实际上却 很难满足。解决这一问题的方法，是将测温元件安 装在塔顶以下几块塔板的灵敏板上，以灵敏板的温 度作为被控变量。
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人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
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精馏段温控的主要特点与使用场合：
① 采用了精馏段温度作为间接质量指标，因此它能 较直接地反映精馏段的产品情况。当塔顶产品纯度要 求比塔底严格时，一般宜采用精馏段温控方案。 ② 如果干扰首先进入精馏段，采用精馏段温控就比 较及时。 ③ 为了提高控制质量，精馏段温控还设有五个辅助 控制系统，对进料量、塔压、塔底采出量与塔顶馏出 液、加热蒸汽量进行控制，保证精馏过程平稳进行。
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• 过程选择、控制设备的选用：
根据生产工艺和用户要求，选用电动单元组合仪表 （DDZ-III ） （1）测温元件及变送器 被控温度在100℃以下，选用热电 阻温度计。为了提高检测精度，采用三线制接法，并配 用温度变送器； （2）控制阀 根据生产工艺安全原则及被控介质特点，控 制阀选用气关形式。 （3）控制器 根据过程特性与工艺要求，可选用PI控制规律。 根据构成负反馈系统原则，确定控制器为反作用方式。