【正文】 裝置的選擇 ..................................................................................................................................... 47 DCS/SIS選型 ......................................................................................................................... 47 系統(tǒng)輸入輸出模塊配置 .......................................................................................................... 48 系統(tǒng)軟件配置 ........................................................................................................................ 55 檢測儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 ............................................................................................................ 56 系統(tǒng)配置 ........................................................................................................................................ 58 系統(tǒng)配置圖 .......................................................................................................................... 59 儀表回路圖 .......................................................................................................................... 61 第四章 儀表供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................................................................................................... 63 儀表供電要求 ................................................................................................................................. 63 .......................................................................................................................... 64 5 系統(tǒng)連接 ........................................................................................................................................ 69 第五章 控制方案實(shí)施 .................................................................................................................................. 70 通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)施 ................................................................................................................................. 70 控制功能實(shí)施 ................................................................................................................................. 70 第六章 經(jīng)濟(jì)效益分析 .................................................................................................................................. 75 、經(jīng)濟(jì)分析 ...................................................................................................................................... 75 生產(chǎn)規(guī)模預(yù)測 ...................................................................................................................... 75 、經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測分析 ......................................................................................................... 75 （ 2020年） ..................................................................................................... 75 （ 2020年） .............................................................................................. 77 投資利潤率 .......................................................................................................................... 77 投資利稅率 .......................................................................................................................... 77 銷售凈利潤率 ...................................................................................................................... 77 盈虧平衡分析 ...................................................................................................................... 77 6 7 第一章 蒸發(fā)器 E1201 對象分析 只有在充分了解被控對象的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行控制方案的設(shè)計(jì)，這里首先對被控裝置蒸發(fā)器進(jìn)行對象特性分析。 自控工程設(shè)計(jì)常用的方法是由工藝專業(yè)提條件，自控與工藝專業(yè)一起討論確定控制方案，確定開、停車以及緊急事故處理方案等。 （ 2）新一代高級多功能過程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)（ SMPT1000）說明。 （ 3） SIMATIC PCS7 使用手冊及產(chǎn)品目錄。本次工程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)包括： （ 1） 接受工藝等專業(yè)的設(shè)計(jì)條件，提出設(shè)備 、管道、電氣等專業(yè)的設(shè)計(jì)條件； （ 2） 負(fù)責(zé)生產(chǎn)裝置的檢測、控制、報(bào)警、聯(lián)鎖 /停車和監(jiān)控 /管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； （ 3） 負(fù)責(zé)檢測儀表、控制系統(tǒng)及其輔助設(shè)備和安裝材料的選型設(shè)計(jì)； （ 4） 負(fù)責(zé) PLC、 ESD和上位計(jì)算機(jī)（監(jiān)控、管理）的系統(tǒng)設(shè)置、功能要求和設(shè)備選型，并參加軟件的編制工作； （ 5） 負(fù)責(zé)控制室、儀表車間的設(shè)計(jì)。 蒸發(fā)器 E1201對象描述 蒸發(fā)器工藝流程的描述 蒸發(fā)器是通過加熱，使溶液濃縮或者從溶液中析出物質(zhì)的設(shè)備。蒸發(fā)器主要由兩個部分組成：加熱室和蒸發(fā)室：其中加熱室向液體提供蒸發(fā)所需要的熱量，促使液體沸騰汽化；蒸發(fā)室使氣液兩相完全分離。滿足工藝要求的過熱蒸汽由蒸發(fā)器 E1201 中部通入蒸發(fā)器夾套，過熱蒸汽流量為 FI1105，過熱蒸汽管道上設(shè)調(diào)節(jié)閥FV1105。濃縮液流量為 FI1202，濃縮液流量管線設(shè)調(diào)節(jié)閥 FV1202。 9 所有操作要保證有序進(jìn)行，工況要保持全程穩(wěn)定，并要充分考慮生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的異常工況。并且表 13和表 14分別為系統(tǒng)工作狀態(tài)列表和條件列表。如果在加入過熱蒸汽后稀液流量的供給量發(fā)生變化，則輸出量（二次蒸汽、冷凝水和濃縮液）都將發(fā)生變化；當(dāng)輸入系統(tǒng)一定量的稀液后，供給系統(tǒng)不同量的過熱蒸汽，則輸出量的值也按照一定的規(guī)律發(fā)生變化，因此該系統(tǒng)是一個多輸入、多輸出的 復(fù)雜控制系統(tǒng)，且各參數(shù)之間的相互影響關(guān)系可以用符號有向圖 (Signed Directed Graph SDG)進(jìn)行描述，如圖 。 被控參數(shù)特性分析 蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中被控對象的主要有溫度、液位和流量等三個參數(shù)。 由于容量滯后大，有些過程的時(shí)間常數(shù)達(dá)到十幾分鐘。溫度控制的方法與被控對象的特點(diǎn)、控制精度要求等有關(guān)，其種類很多。 對于流量而言，廣義對象的時(shí)間常數(shù)主要取決于控制器、定位器、變送器和信號傳輸?shù)炔糠?，流量自身的時(shí)間常數(shù)相對較小。噪聲是一種頻率很高、變化無常的流體流動，因此流量控制系統(tǒng)不能加微分控制環(huán)節(jié) ?；谝何惶匦缘倪@ 14 些特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中常選擇比例控制器實(shí)現(xiàn)對它的控制。 第二章 蒸發(fā)器控制方案設(shè)計(jì) 在充分考慮了蒸發(fā)器裝置對象特性的基礎(chǔ)上，下面對其進(jìn)行控制方案的設(shè)計(jì)。進(jìn)行設(shè)計(jì)前，需要深入了解被控對象，收集資料。 （ 4）適應(yīng)發(fā)展 考慮到生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)，設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)應(yīng)具有適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展功能。按照這一原則，本方案以工業(yè)上常見的控制方案為參照，以單回路控制、串級控制、前饋控制、 PID 控制前饋 反饋控制等為基本方案，這樣可以保證方案具有較高的可實(shí)施性和工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。 ③ 從降低原料、成品、動力損耗來考慮。第一種情況是由于工藝要求不一，對于同一調(diào)節(jié)閥可以有兩種不同的選擇結(jié)果。根據(jù)調(diào)節(jié)閥兩端的壓降，調(diào)節(jié)閥流量特性分固有流量特性和工作流量特性。 國內(nèi)常用的理想流量特性有線性、等百分比（對數(shù)）和快開等幾種。 17 0 1 0 05 01 0 08 06 02 04 0123行 程 %流 量 系 數(shù) % 圖 調(diào)節(jié)閥流量特性曲線 根據(jù)控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的原則，擾動或設(shè)定值變化時(shí)，控制系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行的條件是控制系統(tǒng)各 開環(huán)增益之積基本恒定；控制系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行的條件是控制系統(tǒng)總開環(huán)傳遞函數(shù)的?；竞愣?。當(dāng) K p 隨負(fù)荷或設(shè)定值變化時(shí)，通過選擇合適的調(diào)節(jié)閥流量特性，使 Kv2Kp 保持基本不變。 由于調(diào)節(jié)閥出廠所提供的流量特性為理想流量特性，因此工作流量特性選定后，根據(jù)壓降比 S 來確定理想流量特性。系統(tǒng)不穩(wěn)定當(dāng)然是不希望發(fā)生的，因此，對于反饋控制系統(tǒng)來說，要使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地工作，必須要構(gòu)成負(fù)反饋，即控制回路各個環(huán)節(jié)的符號之積為負(fù)值。過程工業(yè)中常見的參數(shù)有流量、液位、壓力和溫度，這些參數(shù)有些是重要的生產(chǎn)參數(shù)，有些是不太重要的參數(shù)，所以控制要求也是各有不同，控制規(guī)律的選擇要根據(jù)具體情況而定。上游生產(chǎn)單元出料平衡，往往是下游生產(chǎn)單元穩(wěn)定生產(chǎn)的保證?？刂葡到y(tǒng)的方框圖如圖 ： 濃 縮 液 流 量 控 制器濃 縮 液 流 量 調(diào) 節(jié)閥濃 縮 液 流 量濃 縮 液 流 量 測 量 變 送F ( s )+Y ( s )E ( s ) 圖 濃縮液流量控制方框圖 其中 F（ s)為濃縮液控制器的設(shè)定值，為 %的已知濃度； E（ s）為系統(tǒng)的偏差量； Y（ s）為系統(tǒng)的輸出，是濃縮液的濃度，用于與設(shè)定值作差進(jìn)行系統(tǒng)的控制。 四、 控制規(guī)律選擇 流量被控對象的被控變量和操縱變量是同一物料的流量，只是處于管路的不同位置。為了消除余