【正文】 ，把 A、 B 混合液加熱到 ℃ 時(shí)，液體沸騰。 質(zhì)量控制需要能直接測出測出產(chǎn)品成分的分析儀表。為了維持塔的物料平衡，還要控制塔頂和塔底產(chǎn)品采出量，使二者之和等于進(jìn)料量，兩個(gè)采出量變化要緩慢，以保證精餾塔的平穩(wěn)運(yùn)行；精餾塔內(nèi)的儲液量應(yīng)保持在限定的范圍內(nèi)。精餾塔本身還有最高壓力限制，當(dāng)塔內(nèi)壓力超過其耐壓極限時(shí)，容器的安全就沒有保障。在精餾操作中，質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品回收率和能量消耗均是 要控制的目標(biāo)。進(jìn)料板將精餾塔分為上下兩段，進(jìn)料板以上部分稱精餾段，進(jìn)料板以下部分稱提餾段?，F(xiàn)在精餾工藝是盡可能減少或取消中間儲槽，采取在上一道工序設(shè)置液位均勻控制系統(tǒng)控制出料流量，使精餾塔的進(jìn)料流量 F 比較平穩(wěn)，避免 F 的劇烈變化。為了保持精餾塔的進(jìn)料熱焓值恒定，必要時(shí)可通過熱焓控制來維持進(jìn)料熱能恒定。 環(huán)境溫度一般變化較小。 通過以上幾點(diǎn)分析可以看出，進(jìn)料流量和進(jìn)料成分?jǐn)_動是精餾塔運(yùn)行中的主要干擾，一般是不可控的。 在二元組分精餾中，情況比較簡單，質(zhì)量指標(biāo)就是使塔頂產(chǎn)品中輕組分純度符合技術(shù)要求或塔底產(chǎn)品中重組分純度符合技術(shù)要求。以石油裂解氣分離中的脫乙烷塔為例，他的目的是把來自脫甲烷塔底部分產(chǎn)品作為進(jìn)料加以分離，將乙烷和更輕的組分從底部分離出來，比乙烷重的組分從塔底分離出來，這時(shí)，顯然乙烷是輕關(guān)鍵組分，丙烯則是重關(guān)鍵組 分。 產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗 精餾塔的其他兩個(gè)重要控制目標(biāo)是產(chǎn)品的產(chǎn)量和能量消耗。從定性的分 析可知，要使分離所得的產(chǎn)品純度越高，產(chǎn)品產(chǎn)量越大，則所消耗的能量越多 產(chǎn)品的產(chǎn)量通常用該產(chǎn)品的回收率來表示。這是對于某一精餾塔按分離 50%兩組合分混合液作出的曲線圖，縱坐標(biāo)是回收率，橫坐標(biāo)是產(chǎn)品純度（按純度的對數(shù)值刻度），圖中的曲線是表示每單位進(jìn)料所消耗能量的等值線 （用塔內(nèi)上升蒸氣量 V與進(jìn)料量 F 之比 V/F 來表示）。然而，當(dāng) V/F 增加到一定程度以后，再進(jìn)一步增加 V/F 所得到的效果就不顯著了。可是單位產(chǎn)量的能耗最低并不等于單位產(chǎn)量的成本最低，因?yàn)闆Q定成本的不僅是能耗，還有原料的成本。 精餾塔裝置的工藝流程 使分餾產(chǎn)品滿足質(zhì)量要求是精餾塔控制系統(tǒng)的最終目的。下面對常見的幾種方案進(jìn)行分析。為了抑制其他干擾對被控參數(shù)的影響，還沒有五個(gè)輔助控制系統(tǒng)：對塔頂餾出液 QD 和塔底采出量 QW，案物料平衡關(guān)系分別設(shè)有 回流量和塔底液位控制系統(tǒng)；為保持進(jìn)料量 F 穩(wěn)定， F 進(jìn)行定植控制，如不可控，可在上道工序采用均勻控制以維持 F 平衡變化；為維持塔內(nèi)壓力恒定，在塔頂設(shè)置壓力控制系統(tǒng)，控制變量一般為冷凝器的冷卻劑流量；塔頂回流量 QL 采用定植控制，而且回流量應(yīng)足夠大，以便當(dāng)精餾塔的負(fù)荷最大時(shí)，仍能保持塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)在規(guī)定的范圍內(nèi) [7]。 2） 當(dāng)干擾首先進(jìn)入提餾段時(shí)，例如在液相進(jìn)料時(shí)，由進(jìn)料產(chǎn)生的干擾首先要引起提餾段和塔底的參數(shù)變化，故用提餾段溫度控制比較及時(shí)，動態(tài)響應(yīng)過程也比 較迅速。 圖 所示串級溫度控制系統(tǒng)是常見的精餾段溫度控制方案，其中回路是以 精餾段塔板溫度為被控 參數(shù)，以回流量 QL作為控制變量， QL 同時(shí)也是串級控制系統(tǒng)的副參數(shù)。在以塔頂采出物為主要產(chǎn)品，對塔頂產(chǎn)品成分的純度要求 高于對塔底產(chǎn)品成分的要求時(shí)，往往采用精餾段溫度控制 系統(tǒng)方案 [9]。 以精餾段溫度作為衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接被控參數(shù)，當(dāng)分離的產(chǎn)品純度較高時(shí)，塔底溫度變化很小。以靈敏板溫度作為被控參數(shù)有利于提高控制精度。 只有當(dāng)壓力完全恒定時(shí)，溫度與成分之間才具有單值（嚴(yán)格來說，只是對二元組分）對應(yīng)關(guān)系。 當(dāng)選擇溫差信號時(shí)，如果塔頂（塔底）采出量為主要產(chǎn)品，可將一個(gè)檢測點(diǎn)放在塔頂或其稍下位置（塔底或其稍上位置），并將對應(yīng)的 塔板稱為 參照板；另一個(gè)檢測點(diǎn)放在靈敏板附近，即濃度和溫度變化較大的位置，然后取上述兩點(diǎn)的溫度差 △ T 作為被控參數(shù)。在這種情況下，可以采用如圖 所示的雙溫差控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對高純度精餾產(chǎn) 品的質(zhì)量控制。 雙溫差控制也稱溫差差值控制。隨著計(jì)算機(jī)控制在化學(xué)工業(yè)中的普及和控制理論的發(fā)展，人們已不滿足單純從生產(chǎn)過程的工藝改進(jìn)和生產(chǎn)設(shè)備規(guī)模擴(kuò)大 上獲取經(jīng)濟(jì)效益，而是對乙烯生產(chǎn)裝置實(shí)行優(yōu)化操作，發(fā)揮現(xiàn)有裝置的內(nèi)在潛力，以低能耗、低成本獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。以乙烷為主的產(chǎn)品經(jīng)塔釜排出，作為下一工段原料，要求乙烯含量小于 0． 5%。1 個(gè)用于回收不凝氣中乙烯的冷凝器和 2 個(gè)塔頂冷凝器 ,從乙烯精餾塔塔頂出來的氣體經(jīng)冷凝器冷凝后 ,液相作為回流 ,少量不凝氣返回裂解氣壓 22 縮機(jī)?；亓鞴抟何慌c回流量構(gòu)成串級控制 。通常要求在保證塔頂乙烯產(chǎn)品控制在規(guī)定純度的前提下 ,提高乙烯產(chǎn)量、降低塔底乙烯損耗和能耗。又考慮到過程波動，往往要超規(guī)格運(yùn)行而引至過量的冷劑消耗。但由于本乙烯精餾塔半徑大 ,塔釜高度小 ,如果象一般精餾塔那樣把液位控制在 70%~80%,當(dāng)液位降低時(shí) ,會出現(xiàn)液位失控的情況 ,所以本塔液位一般控制在滿液位。長期以來一直由現(xiàn)場操作人員憑經(jīng)驗(yàn)判斷影響壓差的因素然后手動調(diào)節(jié) ,若操作人員疏忽或經(jīng)驗(yàn)不足會出現(xiàn)塔系不穩(wěn)的情況。 然而，從塔板下流的液相 卻有相當(dāng)大的滯后。這就是說，塔板上的組分平衡要等到影響組分的液相或汽相流量穩(wěn)定相當(dāng)時(shí)間后才能建立。 精餾塔的故障情況，其主要故障有塔板效率低、塔底溫度低、回流溫度高和液泛等。精餾塔的維修時(shí)間要視檢測后的精餾塔狀況來確定，在這里規(guī)定精餾塔的最大運(yùn)行狀態(tài)為精餾塔在發(fā)生故障前各參數(shù)能夠達(dá)到的最大值，當(dāng)其中的一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)超過該值時(shí)，即認(rèn)為精餾塔已經(jīng)達(dá)到極限壽命，需要修理 。 27 （ 1） 分散過程控制裝置部分 它的主要功能是分散的過程控制，是系統(tǒng)與過程的接口。它把監(jiān)視和控制分離，把危險(xiǎn)分散，使得系統(tǒng)的可靠性提高。 ④獨(dú)立性 相對于集散控制系統(tǒng)，分 散過程裝置具有較強(qiáng)的獨(dú)立性。它相當(dāng)于現(xiàn)場控制級和過程控制裝置級，實(shí)現(xiàn)與過程的連接。集散控制系統(tǒng)的控制單元具有連續(xù)、離散、批量控制等高級功能，可以完成從簡單的單回路控制到復(fù)雜的多變量模型優(yōu)化控制及邏輯控制；可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、顯示、打印、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)存儲等日常全部操作。 （ 3）完善的人 機(jī)聯(lián)系和集中監(jiān)控功能。 （ 5）安裝調(diào)試簡單。鑒于上述優(yōu)良的性能及布線、安裝、調(diào)試費(fèi)用等的大幅度下降， DCS 系統(tǒng)規(guī)模越大，平均每個(gè)回路的投資越省。雙紋線近年來在桌面接入系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在星型網(wǎng)絡(luò)中。環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以采用任何傳輸介質(zhì)，取決于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求。因此，近年來，無線 DCS 越來越受到人們的重視。 （ 1）限定通信網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)取得通信權(quán)的時(shí)間上限值，從而避免某些站長時(shí)間的 30 占用通信資源而破壞其他站的實(shí)時(shí)性。 （ 4）應(yīng)該力求使通信協(xié) 議簡單。 另外，提高通信速率也可以提高實(shí)時(shí)性。 目前， IEEE802 已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織推薦為局域網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)，并定名為ISODP8802/X，但在實(shí)際的應(yīng)用中，各 DCS 廠家仍然采用不同的 802 通訊標(biāo)準(zhǔn)和不同的操作系統(tǒng)，實(shí)際上并沒有真正的開放。 MAP 代表著工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。 JX300XP DＣＳ由 操作站、控制站、過程控制網(wǎng)絡(luò)等組成。 操作站是由工業(yè) PC 機(jī)、 CRT、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)等組成的人機(jī)系統(tǒng)，是 32 操作人員完成過程監(jiān)控管理任務(wù)的環(huán)境。在同一系統(tǒng)中，任何信號均可按冗余或不冗余連接，詳見卡件描述。如下圖 31 所示： 圖 31 JX— 300XP 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 33 最上層為信息管理網(wǎng)，采用符合 TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)，連接了各個(gè)控制裝置的網(wǎng)橋以及企業(yè)內(nèi)各類管理計(jì)算機(jī)，用于工廠級的信息傳送和管理，是實(shí)現(xiàn)全廠綜合管理的信息通道。 SC Ⅱ可以接多個(gè) SC Ⅱ子網(wǎng)，形成一種組合結(jié)構(gòu)。機(jī)籠固定在機(jī)柜的多層機(jī)架上，每只機(jī)柜最多配置 7 只機(jī)籠： 1 只電源箱機(jī)籠和 6 只卡件機(jī)籠（可配置控制站各類卡件）。 系統(tǒng)的每一塊卡件均帶有專用的微處理器，負(fù)責(zé)該卡件的控制、檢測、運(yùn)算、 處理及故障診斷等，提高了每塊卡件的自洽性，使系統(tǒng)的可靠性和安全性成倍上升。系統(tǒng)通過軟、硬件措施，確保冗余 I/O 卡之間滿足輸入 / 輸出相容性原則。同時(shí)在布線和接地方面 邏輯電路、模擬電路的布線盡量分開，直流供電備有良好的退耦電路。 JX— 300XP DCS 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括：①通信系統(tǒng)：通信系統(tǒng)是選擇 DCS 系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。主要有 DCS 系統(tǒng)與上位計(jì)算機(jī)的接口，與氣相工業(yè)色譜的接口及與可編程控制器的接口。主控制卡通常插在過程控制站最上部機(jī)籠內(nèi)，通過系統(tǒng)內(nèi)高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充各種更能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信號的輸入輸出，同時(shí)完成過程控制中的數(shù)據(jù)采集、回路控制、順序控制以及包括優(yōu)化控制等各種控制算法。每類機(jī)籠 36 最多可以配置 20塊卡件，即除了最多配置互為冗余的主控制卡和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡各一對外，還可以配置 16 塊各類 I/O 卡件。主控制卡的高度模塊化結(jié)構(gòu)，用簡單的配置方法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的過程控制。JX— 300XP DCS 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖 32所示。各功能軟件之間通過對象鏈接與嵌入技術(shù)，動態(tài)的實(shí)現(xiàn)模塊間各種數(shù)據(jù)、信息通訊、控制管理。 （ 2）報(bào)表制作軟件 JX— 300XP 系統(tǒng)中的自動報(bào)表系統(tǒng)分為組態(tài)和實(shí)時(shí)運(yùn)行兩部分。該軟件還支持在畫面的基礎(chǔ)上的各類動態(tài)參數(shù)的直接數(shù)據(jù)組態(tài)，這些動態(tài)參數(shù)在實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的流程圖畫面中可以進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察和操作。當(dāng)傳感器的輸出單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時(shí)，通常稱為變送器。 BPKZK智能型壓力變送器 儀表性能： ①測量、顯示、控制一體化，安裝使用方便。各測量儀表不論采用哪一種原理，它們都是將被測參數(shù)經(jīng)一次或多次信號能量轉(zhuǎn)換最后獲得一種測量的信號能量形式，并由指針位移或數(shù)字形式顯示出來。用來檢測這些參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測儀表。 （ 3）流程圖制作軟件 流程圖制作軟件 SCDraw 是基于 Windows NT 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的全中文界面的繪圖工具軟件，具有良好的用戶界面。系統(tǒng)組態(tài)軟件包在系統(tǒng)的工程師 站上運(yùn)行，在未設(shè)工程師站的系統(tǒng)中亦可在操作站上運(yùn)行。用于過程實(shí)時(shí)監(jiān)視、操作、記錄、打 印、事故報(bào)警等功能的人機(jī)接口軟件成為實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件 AdvanTrol。 JX— 300XP DCS 的工程師站的硬件配置與操作站的硬件配置基本一致，無特殊要求，而他們的區(qū)別在于系統(tǒng)軟件的配置不同，工程師站除了安裝有操作、監(jiān)視等基本功能的軟件外，還裝有相應(yīng)的系統(tǒng)組態(tài)、維護(hù)等工程師站應(yīng)用的工具軟件。在一個(gè)控制站內(nèi)，主控制卡通過SBUS 網(wǎng)絡(luò)可以掛接 8個(gè) I/O 或遠(yuǎn)程 I/O 單元（即 8個(gè)機(jī)籠）。機(jī)籠固定在機(jī)柜的多層機(jī)架上，每只機(jī)柜最多配置 7 只機(jī)籠： 1 只電源箱機(jī)籠和 6 只卡件機(jī)籠（可配置控制站類卡件）。通過軟件設(shè)置和硬件的不同配置可構(gòu)成不同功能的控制結(jié)構(gòu)，如過程控制站、邏輯控制站、數(shù)據(jù)采集站。②人 — 機(jī)接口：人 — 機(jī)接口是 DCS 系統(tǒng)的操作站部分。 — 300XP DCS 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) DCS系統(tǒng)是硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件三部分的有機(jī)結(jié)合體。通道之間的隔離消除了信號之間的串模干擾影響，提高了信號處理的可靠性。 機(jī)籠內(nèi)部采用板級熱冗余技術(shù)，卡件可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn) 1∶ 1 熱備份：當(dāng)任一設(shè)置為冗余方式的工作卡件發(fā)生故障時(shí)，備用卡件即迅速自動切換，整個(gè)系統(tǒng)仍按原進(jìn)程工作，不影響整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。每類機(jī)籠最多可以配置 20 塊卡件，即除了最多配置互為冗余的主控制卡和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡各一對外，還可以 配置 16 塊各類 I/O 卡件。目前已實(shí)現(xiàn)的 1 個(gè)控制區(qū)域包括 15個(gè)控制站、 32 個(gè)操作站或工程師站，總?cè)萘? 15360 點(diǎn)。底層網(wǎng)絡(luò)為控制站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò) SBUS，采用主控制卡指揮式令牌網(wǎng)，存儲轉(zhuǎn)發(fā)通信協(xié)議，是控制站各卡件之間進(jìn)行信息交換的通道。 過程控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工程師站、操作站、控制站的連接，完成信息、控制命令等傳輸，雙重化冗余設(shè)計(jì)，使得信息傳輸安全、高速。 控制站 直接與現(xiàn)場打交道的 I/O 處理單元，完成整個(gè)工業(yè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。通過系統(tǒng)組態(tài)平臺生成適合于生產(chǎn)工藝要求的應(yīng)用系統(tǒng)，具體功能包括：系統(tǒng)生成、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)定義、操 作組態(tài)、流程圖畫面組態(tài)、報(bào)表程序編制等。 JX300XP 系統(tǒng)簡介 — 300XP 系統(tǒng)概述 浙大中控推出的全數(shù)字化的新一代集散控制系統(tǒng) JX— 300XP，大限度的滿足應(yīng)用需求的原則，應(yīng)用了最新的信號處理技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、可靠地軟件平臺和軟件設(shè)計(jì) 技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)，采用了高性能的微處理器和成熟的先進(jìn)控制算法，全面提高了 JX— 300X 的功能和性能，使其兼具了高速可靠的數(shù)據(jù)輸入、輸出、運(yùn)算、過程控制功能和 PLC 連鎖邏輯控制功能，能適應(yīng)更廣泛更復(fù)雜的應(yīng)用要求，成為一個(gè)全數(shù)字化。 MAP 協(xié)議基于 IEEE802 標(biāo)準(zhǔn)，其邏輯鏈路子層 LLC與 標(biāo)準(zhǔn)中的非應(yīng)答無連接服務(wù)基本符合。 DCS 系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)基本上是基于 IEEES02 局域網(wǎng) 通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的。因此，工業(yè) LAN 采用的通信協(xié)議一般應(yīng)該分層少且使用簡化與壓縮型通信協(xié)議。這一固定周期越短，則網(wǎng)絡(luò)的整體實(shí)時(shí)性越高。一般是 通過犧牲信道利用率來保證通信的實(shí)時(shí)性。 有線方式在應(yīng)用范圍、組網(wǎng)靈活性等方面都存在著一定的不足。應(yīng)該說，光纖是工業(yè)控制通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要的發(fā)展趨勢。同軸電纜帶寬較高，傳輸距離可達(dá)幾公里。系統(tǒng)采用專業(yè)軟件調(diào)試，