硫磺尾氣氫含量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

/遼寧工業(yè)大學(xué)過程限制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：硫磺尾氣氫含量限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院（系）：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：測(cè)控092班學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：起止時(shí)間：2012.12.24～2012.1.4課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電氣工程學(xué)院教研室：測(cè)控技術(shù)和儀器學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)測(cè)控092班設(shè)計(jì)題目硫磺尾氣氫含量限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：經(jīng)捕集硫霧后的CLAUS尾氣和加氫反應(yīng)器出口過程氣通過氣/氣換熱器被加熱至270-320℃左右和外補(bǔ)富氫氣（外補(bǔ)富氫氣由工廠系統(tǒng)供應(yīng)）混合后進(jìn)入加氫反應(yīng)器。在加氫催化劑的作用下，SO2、COS、CS2及氣態(tài)硫等均被轉(zhuǎn)化為H2S。加氫反應(yīng)為放熱反應(yīng)，離開反應(yīng)器的尾氣經(jīng)氣-氣換熱器換熱冷卻后進(jìn)入急冷塔。尾氣在急冷塔內(nèi)利用循環(huán)急冷水來降溫。尾氣中的氫含量影響排放指標(biāo)，試設(shè)計(jì)氫含量限制設(shè)計(jì)要求：1、確定限制方案并繪制原理結(jié)構(gòu)圖、方框圖；2、選擇傳感器、變送器、限制器、執(zhí)行器，給出詳細(xì)型號(hào)和參數(shù)；3、確定限制器的限制規(guī)律以及限制器正反作用方式；4、若設(shè)計(jì)由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字限制系統(tǒng)應(yīng)給出系統(tǒng)硬件電氣連接圖及程序流程圖；5、按規(guī)定的書寫格式，撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份；設(shè)計(jì)說明書應(yīng)在4000字以上。技術(shù)參數(shù)：限制目標(biāo)：尾氣氫含量為2%限制范圍：尾氣氫含量1～3%工作安排1、布置任務(wù)，查閱資料，理解駕馭系統(tǒng)的限制要求。（2天，分散完成）2、確定系統(tǒng)的限制方案，繪制原理結(jié)構(gòu)圖、方框圖。（1天，試驗(yàn)室完成）3、選擇傳感器、變送器、限制器、執(zhí)行器，給出詳細(xì)型號(hào)和參數(shù)。（2天，分散完成）4、確定限制器的限制規(guī)律以及限制器正反作用方式。（試驗(yàn)室1天）5、上機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模擬運(yùn)行、答辯。（3天，試驗(yàn)室完成）6、撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書（1天，分散完成）指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)及成果平常：論文質(zhì)量：答辯：指導(dǎo)老師簽字：總成果：年月日注：成果：平常20%論文質(zhì)量60%答辯20%以百分制計(jì)算摘要在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度、壓力、流量和液位是四種最常見的過程變量。其中，流量是一個(gè)特別重要的過程變量。例如：在冶金工業(yè)、化工工業(yè)、電力工業(yè)、機(jī)械加工和食品加工等很多領(lǐng)域，都須要對(duì)各種反應(yīng)器進(jìn)行流量限制。本文分別就硫磺尾氣氫含量限制系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)限制方案的確定、流量變送器的選型、調(diào)整器的選型、限制算法等幾方面進(jìn)行闡述。對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了深化的分析，比較了單回路系統(tǒng)和串級(jí)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過嚴(yán)格的選型，最終實(shí)現(xiàn)尾氣氫含量的良好限制。通過改善系統(tǒng)限制方案硫磺尾氣氫含量限制系統(tǒng)具有響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、牢靠性高,限制精度好等特點(diǎn)，對(duì)工業(yè)限制有現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：串級(jí)限制；傳感器；調(diào)整器；PID調(diào)整目錄TOC\o"1-3"\f\h\z第1章緒論 1第2章系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 32.1概述 32.2系統(tǒng)限制方案選擇 3第3章系統(tǒng)設(shè)計(jì) 63.1流量變送器的選型 63.2氫氣含量監(jiān)測(cè)儀的選型 63.3調(diào)整器的選擇 73.4電氣轉(zhuǎn)換器的選擇 83.5執(zhí)行器的選擇 9第4章限制規(guī)律的選擇 104.1限制規(guī)律的選擇 104.2PID限制算法 104.3PID限制系統(tǒng) 114.4調(diào)整器正反作用、調(diào)整閥氣開氣關(guān)方式選擇 12第5章系統(tǒng)調(diào)試和仿真 13第6章設(shè)計(jì)總結(jié) 14參考文獻(xiàn) 15緒論我國(guó)自1996年第一套從自然氣中回收硫磺的裝置投產(chǎn)以來，隨著加工原油硫含量及自然氣開采量的增加及環(huán)保要求的提高，硫磺回收裝置的數(shù)量及規(guī)?？焖僭黾?，因此硫磺尾氣氫含量的良好限制對(duì)工業(yè)生產(chǎn)尤為重要。尾氣中氫氣的含量影響排放指標(biāo)，本系統(tǒng)便對(duì)硫磺尾氣氫含量的限制進(jìn)行一系列設(shè)計(jì)闡述。流量測(cè)量和限制對(duì)人類日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、氣象預(yù)報(bào)、物資倉(cāng)儲(chǔ)等都起著極其重要的作用。在很多場(chǎng)合，剛好精確獲得氣體或液體流量信息是特別重要的，近年來，流量測(cè)控領(lǐng)域發(fā)展快速，并且隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，流量的測(cè)控芯片也相應(yīng)的登上歷史的舞臺(tái)，能夠在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工等各領(lǐng)域中廣泛運(yùn)用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的逐步發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度、壓力、流量和液位是四種最常見的過程變量。其中，流量是一個(gè)特別重要的過程變量。例如：在冶金工業(yè)、化工工業(yè)、電力工業(yè)、機(jī)械加工和食品加工等很多領(lǐng)域，都須要對(duì)各種反應(yīng)器流量進(jìn)行限制。對(duì)于不同生產(chǎn)狀況和工藝要求下的流量限制，限制方案也有所不同。因此對(duì)系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的限制技術(shù)和限制理論。過程限制是指在生產(chǎn)過程中，運(yùn)用合適的限制策略，采納自動(dòng)化儀表及系統(tǒng)來代替操作人員的部分或全部干脆勞動(dòng)，使生產(chǎn)過程在不同程度上自動(dòng)地運(yùn)行，所以過程限制又被稱為生產(chǎn)過程自動(dòng)化，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機(jī)械、電力、輕工、紡織、建材、原子能等領(lǐng)域。過程限制系統(tǒng)是指自動(dòng)限制系統(tǒng)的被控量是溫度、壓力、流量、液位、成分、粘度、濕度以及PH值等這樣一些過程變量的限制系統(tǒng)。過程限制是提高社會(huì)生產(chǎn)力的有力工具之一。它在確保生產(chǎn)正常運(yùn)行，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗，降低生產(chǎn)成本，改善勞動(dòng)條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面具有巨大的作用。單回路限制系統(tǒng)是過程限制中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)潔、最基本、應(yīng)用最廣泛的一種形式，它解決了工業(yè)生產(chǎn)過程中大量的參數(shù)定值限制問題。但是，隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程向著大型、連續(xù)、和強(qiáng)化方向發(fā)展，對(duì)操作條件、限制精度、經(jīng)濟(jì)效益、平安運(yùn)行、環(huán)境愛護(hù)等提出了更高的要求。此時(shí)，單回路限制系統(tǒng)往往難以滿足這些要求。為了提高限制品質(zhì)，須要在單回路的基礎(chǔ)上，實(shí)行其它措施，組成困難限制系統(tǒng)。而串級(jí)限制就是其中一種提高限制品質(zhì)的有效方案。本系統(tǒng)的主要內(nèi)容是經(jīng)捕集硫霧后的CLAUS尾氣和加氫反應(yīng)器出口過程氣通過氣/氣換熱器被加熱至270-320℃左右和外補(bǔ)富氫氣混合后進(jìn)入加氫反應(yīng)器，在加氫催化劑的作用下，SO2、COS、CS2及氣態(tài)硫等均被轉(zhuǎn)化為H2S。加氫反應(yīng)為放熱反應(yīng)，離開反應(yīng)器的尾氣經(jīng)氣/氣換熱器換熱冷卻后進(jìn)入急冷塔。尾氣在急冷塔內(nèi)利用循環(huán)急冷水來降溫。尾氣中的氫含量影響排放指標(biāo)，設(shè)計(jì)氫含量限制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)針對(duì)流量對(duì)象淺述了串級(jí)限制系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)方法和步驟。

系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)概述本流量過程限制系統(tǒng)的詳細(xì)指標(biāo)要求是：經(jīng)捕集硫霧后的CLAUS尾氣和加氫反應(yīng)器出口過程氣通過氣氣換熱器加熱至270-320℃左右和外補(bǔ)富氫氣混合后進(jìn)入加氫反應(yīng)器。離開反應(yīng)器的尾氣經(jīng)氣氣換熱器換熱冷卻后進(jìn)入急冷塔。尾氣在急冷塔內(nèi)利用循環(huán)急冷水來降溫。尾氣中的氫含量影響排放指標(biāo)。設(shè)計(jì)一個(gè)尾氣氫流量檢測(cè)調(diào)整系統(tǒng)，尾氣氫含量限制目標(biāo)為2%，限制范圍為1-3%，主要用于硫磺尾氣氫含量限制。系統(tǒng)限制方案選擇硫磺尾氣氫含量限制系統(tǒng)，依據(jù)不同的限制要求，限制方案多種多樣。依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，提出以下方案：方案一：?jiǎn)位芈废拗葡到y(tǒng)氫氣含量監(jiān)測(cè)儀氫氣含量監(jiān)測(cè)儀FC 急冷塔急冷塔氫氣氫氣加氫反應(yīng)器加氫反應(yīng)器圖2.1硫磺尾氣氫含量單回路限制原理圖如圖2.2所示的硫磺尾氣氫含量限制系統(tǒng)中，急冷塔出口尾氣氫含量為被控參數(shù)，流量變送器FT將反映尾氣氫含量凹凸的檢測(cè)信號(hào)送往流量限制器FC；限制器依據(jù)實(shí)際檢測(cè)值和設(shè)定值偏差狀況，輸出限制信號(hào)給執(zhí)行器（調(diào)整閥），變更調(diào)整閥的開度，調(diào)整氫氣進(jìn)入流量維持尾氣氫含量穩(wěn)定。單回路限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2.2所示。Y(s)氫氣±尾氣氫含量調(diào)整閥調(diào)整器Y(s)氫氣±尾氣氫含量調(diào)整閥調(diào)整器流量變送器流量變送器圖2.2單回路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖方案二：在單回路的基礎(chǔ)上引入串級(jí)限制急冷塔加氫反應(yīng)器急冷塔加氫反應(yīng)器氫氣含量監(jiān)測(cè)儀氫氣含量監(jiān)測(cè)儀FC1FT2FT2FC2氫氣氫氣圖2.3硫磺尾氣氫含量串級(jí)限制原理圖如圖2.2所示的硫磺尾氣氫含量串級(jí)限制系統(tǒng)中，流量調(diào)整器FC1對(duì)尾氣氫含量的精確限制、流量調(diào)整器FC2對(duì)入口氫氣含量的剛好限制結(jié)合起來，先依據(jù)入口氫氣流量的變更，變更氫氣入口流量，快速消退氫氣入口流量對(duì)尾氣氫含量的影響，然后再依據(jù)尾氣氫含量和設(shè)定值的偏差，變更流量調(diào)整器FC2的設(shè)定值，進(jìn)一步調(diào)整氫氣入口流量，以保持尾氣氫含量的恒定。這樣就構(gòu)成了以尾氣氫為主要被控參數(shù)，以氫氣入口流量為協(xié)助被控參數(shù)的串級(jí)限制系統(tǒng)。串級(jí)限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2.4所示。Y(s)氫氣Y(s)氫氣尾氣氫氫氣入口流量調(diào)整閥副調(diào)整器主調(diào)整器尾氣氫氫氣入口流量調(diào)整閥副調(diào)整器主調(diào)整器副變送器副變送器主變送器主變送器圖2.4串級(jí)限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖通過實(shí)際改造和運(yùn)用，串級(jí)限制系統(tǒng)增加副限制回路，使限制系統(tǒng)性能得到改善，表現(xiàn)在下列方面。1、抗干擾性強(qiáng)。由于主回路的存在，進(jìn)入副回路的干擾影響大為減小。同時(shí)，由于串級(jí)限制系統(tǒng)增加了一個(gè)副回路，具有主、副兩個(gè)調(diào)整器，大大提高了調(diào)整器的放大倍數(shù)，從而也就提高了對(duì)干擾的克服實(shí)力，尤其對(duì)于進(jìn)入副回路的干擾。表現(xiàn)更為突出。2、剛好性好。串級(jí)限制對(duì)克服容量滯后大的對(duì)象特殊有效。3、適應(yīng)實(shí)力強(qiáng)。串級(jí)限制系統(tǒng)就其主回路來看，它是一個(gè)定值限制系統(tǒng)，但其副回路對(duì)主調(diào)整器來說，卻是一個(gè)隨動(dòng)限制系統(tǒng)，主調(diào)整器能夠依據(jù)對(duì)象操作條件和負(fù)荷的變更狀況不斷訂正副調(diào)整器的給定值，以適應(yīng)操作條件和負(fù)荷的變更。4、能夠更精確限制操縱變量的流量。當(dāng)副被控變量是流量時(shí)，未引入流量副回路，限制閥的回差、閥前壓力的波動(dòng)都會(huì)影響到操縱變量的流量，使它不能和主限制器輸出信號(hào)保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。采納串級(jí)限制系統(tǒng)后，引入流量副回路，使流量測(cè)量值和主限制器輸出一一對(duì)應(yīng)，從而能夠更精確限制操縱變量的流量。通過采納串級(jí)限制系統(tǒng)，尾氣氫含量限制更加平穩(wěn)，因此選擇方案二，串級(jí)限制系統(tǒng)作為本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)包括主回路和副回路兩大部分，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方面包括變送器的選型，調(diào)整器的選型，執(zhí)行器的選擇，電氣轉(zhuǎn)換器件的選擇等幾部分。流量變送器的選型本系統(tǒng)選擇的是氫檢測(cè)公司的HY-OPTIMA?1700本安型氫氣流量變送器操作簡(jiǎn)潔，可實(shí)現(xiàn)真正的過程限制。其氫氣專一性傳感器可在相對(duì)濕度高達(dá)95%和溫度高達(dá)100oC的過程氣體介質(zhì)環(huán)境下正常工作。HY-OPTIMA?1700本安型氫氣流量變送器特別適用于制氫生產(chǎn)企業(yè)，石化精煉廠和氯堿工業(yè)，它的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能通過提高車間生產(chǎn)效率、良好的診斷性能和加強(qiáng)維護(hù)管理實(shí)現(xiàn)高效益生產(chǎn)。其詳細(xì)參數(shù)如下：1、檢測(cè)氣體：氫氣2、輸入信號(hào)：電源平安柵24V.DC3、輸出信號(hào)：1～5V.DC4、精度：≤±3%圖3.1Model1700本安型氫氣變送器氫氣含量監(jiān)測(cè)儀的選型由于從急冷塔出來的尾氣中不僅含有氫氣，還有其他氣體混合在其中，所以對(duì)尾氣氫的檢測(cè)就不能運(yùn)用流量變送器，須要對(duì)尾氣中的氫氣含量進(jìn)行檢測(cè)。EC-430氫分析儀由以微處理機(jī)為核心的智能化信號(hào)轉(zhuǎn)換器和進(jìn)口電化學(xué)傳感器組成，適用于冶金、煤炭、電力、化工等行業(yè)一氧化碳、硫化氫、氫、氮氧化物、二氧化硫等含量的自動(dòng)分析。儀表采納限制電位電化學(xué)法原理，其傳感器由工作電極W、對(duì)電極C、參考電極R構(gòu)成，當(dāng)被測(cè)氣體通過傳感器時(shí)，在W電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，而在C電極發(fā)生氧的還原反應(yīng)，W電極和C電極之間輸出信號(hào)的大小和被測(cè)氣體濃度成正比。EC-430氫分析儀技術(shù)參數(shù)：1、測(cè)量范圍：0～1000ppmH2、基本誤差：±2%FS3、氣體流量：400ml/min4、輸出信號(hào)：4～20mA.DC調(diào)整器的選擇調(diào)整器是系統(tǒng)的大腦和指揮中心，是整個(gè)限制系統(tǒng)的核心所在，輸入信號(hào)進(jìn)入調(diào)整器，并且依據(jù)調(diào)整器的限制規(guī)律進(jìn)行計(jì)算，即進(jìn)行大腦的信號(hào)處理，運(yùn)算處理的結(jié)果作為輸出信號(hào)限制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，完成指揮限制系統(tǒng)的任務(wù)。本系統(tǒng)選擇DDZ-Ⅲ型PID調(diào)整器。DDZ-Ⅲ型儀表采納了集成電路和平安火花型防爆結(jié)構(gòu)，提高了儀表精度、儀表牢靠性和平安性，適應(yīng)了大型工業(yè)生產(chǎn)的防爆要求。DDZ-Ⅲ型儀表具有以下主要特點(diǎn)：（1）采納國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）舉薦的統(tǒng)一信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)為DC4-20mA，限制室聯(lián)絡(luò)信號(hào)為DC1-5V，信號(hào)電流和電壓的轉(zhuǎn)換電阻為250。（2）廣泛采納集成電路，儀表的電路簡(jiǎn)化、精度提高、牢靠性提高、修理工作量削減。（3）整套儀表可構(gòu)成平安火花型防爆系統(tǒng)。DDZ-Ⅲ型儀表室按國(guó)家防爆規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)的，而且增加了平安柵，實(shí)現(xiàn)了限制室和危急場(chǎng)所之間的能量限制于隔離，使儀表能在危急的場(chǎng)所中運(yùn)用。DTZ-2400DDZ-Ⅲ型PID調(diào)整器的接線端子圖如圖3.3,主要由輸入電路、給定電路、PID運(yùn)算電路、手動(dòng)和自動(dòng)切換電路、輸出電路和指示電路組成。調(diào)整器接收變送器送來的測(cè)量信號(hào)(DC4-20mA或DC1-5V），在輸入電路中和給定信號(hào)進(jìn)行比較，得出偏差信號(hào)，然后在PD和PI電路中進(jìn)行PID運(yùn)算，最終由輸出電路轉(zhuǎn)換為4-20mA直流電流輸出。圖3.2DTZ-2400DDZ-Ⅲ型PID調(diào)整器的接線端子圖DTZ-2400儀表技術(shù)參數(shù):1、輸入信號(hào)：1～5V.DC4、輸入、給定指示表：指示范圍：0～100%；誤差：±1%5、輸出指示表：指示范圍：0～100%；誤差：±25%6、輸出信號(hào)：4～20mA.DC電氣轉(zhuǎn)換器的選擇T-1001是一種享有專利的電氣轉(zhuǎn)換器件，通過調(diào)整兩線輸入電流或三線電壓輸入信號(hào)，呈線性比例地把供應(yīng)壓力減小到調(diào)整輸出壓力，這種設(shè)計(jì)配有可感應(yīng)輸出壓力的閉環(huán)反饋電路以獲得較高的精確度和穩(wěn)定性。此裝置還配有一個(gè)獨(dú)特的可調(diào)阻尼線路，來防止超調(diào)量和執(zhí)行器的振蕩。儀器用于把標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的氣動(dòng)信號(hào),為了把電動(dòng)限制器轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈩?dòng)限制閥或從電動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈩?dòng)限制器。T-1001電氣轉(zhuǎn)換器特性參數(shù)：1、精度：輸出量程的±0.10%2、輸入信號(hào)：1-5V3、輸出信號(hào)：3-15psi4、滯后量：輸出量程的±0.01%圖3.3T-1001電氣轉(zhuǎn)換器

執(zhí)行器的選擇執(zhí)行器位于限制回路的最終端，因此，又稱為最終元件。執(zhí)行器干脆和被控介質(zhì)接觸，在凹凸溫、高壓、腐蝕性、粉塵和爆炸性環(huán)境運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行器的選擇尤為重要。執(zhí)行器的動(dòng)作是由調(diào)整器的輸出信號(hào)通過各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，在由電信號(hào)作為限制信號(hào)的限制系統(tǒng)中，目前廣泛運(yùn)用的是以下三種限制方式：按動(dòng)力來源分，有氣動(dòng)和電動(dòng)兩大類；按動(dòng)作極性分，有正作用和反作用兩大類；按動(dòng)作特性分，有比例和積分兩大類。本系統(tǒng)采納氣動(dòng)薄膜三通調(diào)整閥，用來對(duì)限制回路的氫氣流量進(jìn)行調(diào)整。氣動(dòng)調(diào)整閥的型號(hào)為ZMAXQ氣動(dòng)薄膜三通調(diào)整閥。其限制輸入信號(hào)為3-15psi。具有精度高、技術(shù)先進(jìn)、體積小、重量輕、推動(dòng)力大、功能強(qiáng)、操作便利等優(yōu)點(diǎn)。而廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力等生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化限制系統(tǒng)中。ZMAXQ氣動(dòng)薄膜三通調(diào)整閥技術(shù)參數(shù)：1、公稱通徑：DN15-DN200（mm）2、驅(qū)動(dòng)方式：氣動(dòng)3、輸入信號(hào)：3-15psi4、適用介質(zhì)：氫氣、各種高腐蝕化學(xué)介質(zhì)、氨氣、氮?dú)?、氧氣、蒸汽圖3.3ZMAXQ氣動(dòng)薄膜三通調(diào)整閥限制規(guī)律的選擇限制規(guī)律的選擇在限制系統(tǒng)中，主，副限制器起的作用不同。主限制器起定值限制作用，副限制器起隨動(dòng)限制作用，這是選擇限制器規(guī)律的基本動(dòng)身點(diǎn)。主被控參數(shù)是工藝操作的主要指標(biāo)，允許波動(dòng)范圍很小，一般要求無靜差，因此，主限制器應(yīng)選PID限制規(guī)律。副被控參數(shù)的設(shè)置是為了克服主要干擾對(duì)主參數(shù)的影響，因而可以允許在肯定范圍的變更，并允許有靜差。為此，副限制器選擇P限制規(guī)律。另外，為使限制回路成為負(fù)反饋，調(diào)整器為負(fù)作用。PID限制算法PID限制器可以便利地實(shí)施多種限制算法，多年以來，在過程限制中，按偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進(jìn)行限制的PID限制器（亦稱PID調(diào)整器），是應(yīng)用最為廣泛的一種自動(dòng)限制器。它具有原理簡(jiǎn)潔，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，限制參數(shù)相互獨(dú)立，參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)；選擇系統(tǒng)調(diào)整規(guī)律的目的，是使調(diào)整器和調(diào)整對(duì)象能很好地匹配，使組成的限制系統(tǒng)能滿足工藝上所提出的動(dòng)、靜態(tài)性能指標(biāo)的要求。1、比例（P）調(diào)整純比例調(diào)整器是一種最簡(jiǎn)潔的調(diào)整器，它對(duì)限制作用和擾動(dòng)作用的響應(yīng)都很快速。由于比例調(diào)整只有一個(gè)參數(shù)，所以整定很便利。這種調(diào)整器的主要缺點(diǎn)是使系統(tǒng)存在靜態(tài)誤差。2、積分（I）調(diào)整積分調(diào)整器的突出特點(diǎn)是，只要被調(diào)量存在偏差，其輸出的調(diào)整作用便隨時(shí)間不斷加強(qiáng)，直到偏差為零。在被調(diào)量的偏差消退以后，由于積分規(guī)律的特點(diǎn)，輸出將停留在新的位置而不回復(fù)原位，因而能保持靜差為零。但是，單純的積分調(diào)整動(dòng)作過于緩慢，因而在改善靜態(tài)精確度的同時(shí)，往往使調(diào)整的動(dòng)態(tài)品質(zhì)變壞，過渡過程時(shí)間內(nèi)延長(zhǎng)，甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，總是把比例作用的剛好性和積分作用消退靜差的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，組成比例積分調(diào)整器（簡(jiǎn)稱PI調(diào)整器），其傳遞函數(shù)為Gc(S)=Kp(1+1/T1S)3、微分（D）調(diào)整微分調(diào)整器能在偏差信號(hào)出現(xiàn)或變更的瞬間，馬上依據(jù)變更的趨勢(shì)，產(chǎn)生劇烈的調(diào)整作用，使偏差盡可能地消退在萌芽狀態(tài)之中。但是單純的微分調(diào)整對(duì)靜態(tài)偏差毫無抑制作用，因此不能單獨(dú)運(yùn)用，總要和比例或比例積分調(diào)整規(guī)律結(jié)合起來，稱為PD調(diào)整器和PID調(diào)整器。PD調(diào)整器由于有微分的作用，能增加系統(tǒng)的穩(wěn)定度，比例系數(shù)的增加能加快系統(tǒng)的調(diào)整過程，減小動(dòng)態(tài)和靜態(tài)誤差，但微分不能過大，以利于抗高頻干擾。PD調(diào)整器的傳遞函數(shù)為：Gc(S)=Kp(1+TDS)PID是常規(guī)調(diào)整器中性能最好的一處調(diào)整器。它將比例、積分、微分三種調(diào)整規(guī)律結(jié)合在一起，既可達(dá)到快速靈敏，又可達(dá)到平穩(wěn)精確，只要三項(xiàng)作用的強(qiáng)度協(xié)作適當(dāng)，便可得到滿足的調(diào)整效果。它的傳遞函數(shù)為Gc(S)=Kp(1+1/T1S+TDS)PID限制系統(tǒng)PID限制器的本質(zhì)是一個(gè)二階線性限制器，它通過調(diào)整比例、積分和微分三項(xiàng)參數(shù)，使得大多數(shù)的工業(yè)限制系統(tǒng)獲得良好的閉環(huán)限制性能。PID限制器的優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟、易被人們熟識(shí)和駕馭、不須要建立數(shù)學(xué)模型、限制效果好、魯棒性強(qiáng)?；綪ID限制器的志向算式為：式中u(t)——調(diào)整器的輸出；e(t)——調(diào)整器的輸入（經(jīng)常是設(shè)定值和被控量之差，即e(t)=r(t)-c(t)）；Kp——調(diào)整器的比例放大系數(shù)；Ti——調(diào)整器的積分時(shí)間；Td——調(diào)整器的微分時(shí)間。設(shè)u(k)為第k次采樣時(shí)刻調(diào)整器的輸出值，可得離散的PID算式為：式中為積分系數(shù)，為微分系數(shù)。

調(diào)整器正反作用、調(diào)整閥氣開氣關(guān)方式選擇在限制系統(tǒng)中，不僅是限制器，而且被控對(duì)象、測(cè)量元件及變送器和執(zhí)行器都有各自的作用方向。它們假如組合不當(dāng)，使總的作用方向構(gòu)成正反饋，則限制系統(tǒng)不但不能起限制作用，反而破壞了生產(chǎn)過程的穩(wěn)定。所以在系統(tǒng)投運(yùn)前必需留意檢查各環(huán)節(jié)的作用方向，其目的是通過變更限制器的正、反作用，以保證整個(gè)限制系統(tǒng)是一個(gè)具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。所謂作用方向，就是指輸入變更后，輸出的變更方向。當(dāng)某個(gè)環(huán)節(jié)的輸入增加時(shí)，其輸出也增加，則稱該環(huán)節(jié)為“正作用”方向，反之，當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增加時(shí)，輸出削減的稱“反作用”方向。對(duì)于測(cè)量元件及變送器，其作用方向一般都是“正”的，因?yàn)楫?dāng)被控變量增加時(shí)，其輸出量一般也是增加的，所以在考慮整個(gè)限制系統(tǒng)的作用方向時(shí)，可不考慮測(cè)量元件及變送器的作用方向（因?yàn)樗偸恰罢钡模?，只須要考慮限制器、執(zhí)行器和被控對(duì)象三個(gè)環(huán)節(jié)的作用方向，使它們組合后能起到負(fù)反饋的作用。對(duì)于執(zhí)行器，它的作用方向取決于是氣開閥還是氣關(guān)閥。當(dāng)限制器輸出信號(hào)增加時(shí)，氣開閥的開度增加，因而流過閥的流體流量也增加，故氣開閥是“正”方向。反之，由于當(dāng)氣關(guān)閥接收的信號(hào)增加時(shí)，流過閥的流體流量反而削減，所以是“反”作用。執(zhí)行器的氣開或氣關(guān)形式主要應(yīng)從工藝平安角度來確定。在本系統(tǒng)中，在加氫催化劑的作用下，會(huì)產(chǎn)生H2S等