【正文】 、節(jié)能效果顯著、全自動控制、無二次污染等優(yōu)點。(3) 考慮到工藝的要求與經濟的統(tǒng)一，對系統(tǒng)中各個儀表，包括檢測儀表、控制儀表等進行選型。未來仿真平臺可以完成的工作包括: (1) 催化燃燒反應過程的動態(tài)仿真模型；(2) 故障模擬與故障診斷試驗平臺；(3) 控制系統(tǒng)性能測試平臺；(4) 催化燃燒過程集成優(yōu)化設計平臺；(5) 計算機輔助安全評價研究與實驗。同時也感謝本學院的諸位老師，感謝他們在這四年中為我們所做的一切，教會我們做人的道理，傳授我們專業(yè)知識，他們不求回報，無私奉獻的精神很讓我感動，向他們表示由衷的感謝。在此，也對他們表示衷心感謝。她廣博的知識、務實的工作作風和平易近人的態(tài)度，使我受益匪淺，這對我以后的工作大有裨益。仿真平臺的建成可以更加方便的實現(xiàn)對流程的監(jiān)控和操作，可以為操作人員節(jié)省大量操作訓練時間，平臺美觀方便，人機對話功能更強，而且有著很強的拓展性，比如建立過程模型、研究仿真案例、補充平臺模塊庫等，這些工作都將在以后的工作中加以完善。本文主要的工作如下：(1) 對催化燃燒工藝進行了簡介，并對系統(tǒng)進行了特性分析與擾動分析。第七章 總結與展望第七章 總結與展望本文針對催化燃燒工藝的特點和工藝的要求，設計了一套自動控制系統(tǒng)，包括控制方案、儀表選型與控制組態(tài)。 小結OPC技術為有效的實現(xiàn)監(jiān)控軟件與數(shù)值計算軟件通訊提供了一條有效的途徑,利用WinCC編寫界面，組態(tài)設備，再通過MATLAB進行控制算法的編寫，必然能夠為以后的實際控制中實現(xiàn)智能算法提供一條有效的簡單的途徑。根據(jù)自動控制原理的基本知識，對于單個輸入，單個輸出的系統(tǒng)，搭建其閉環(huán)反饋控制模型如下SP（目標溫度）與reaction_temp（實際溫度）的差值構成輸入，經過PID控制器之后輸出，通過Saturation限幅模塊給電機從而調整溫度達到目標值?！癘PC Read”模塊，在彈出的對話框中選擇服務器，修改sample time（采樣時間），之后單擊“Add Items”，在相應菜單中即可找到WinCC中關于水位的內部變量，選中即可。，用于從Wincc讀取水位數(shù)據(jù)。OPC數(shù)據(jù)項是服務器定義的對象，OPC客戶對設備寄存器的操作都是通過其數(shù)據(jù)項完成的，OPC數(shù)據(jù)項并不提供對外接口，客戶不能直接對之進行操作，所有的操作都是通過組對象來進行的，OPC項則表示了與OPC服務器中數(shù)據(jù)的連接，包括值( value)、品質(quality)、時間戳(time stamp)3個基本屬性[18]。OPC規(guī)范提供了兩種COM組件之間連接的工業(yè)標準化接口[17]:OPC定制接口(OPC Custom interfaces)和OPC自動化接口(OPCAutomation interfaces)。然而自動化客戶運行時需進行類型檢查，這一點則大大犧牲了程序的運行速度，但卻可以簡化客戶應用程序的實現(xiàn)。OPC規(guī)范要求每一個SCADA軟件供應商提供符合OPC標準的客戶，客戶負責創(chuàng)建服務器的對象以及訪問OPC服務器暴露給客戶的標準接口函數(shù)進行數(shù)據(jù)訪問。OPC作為硬件和軟件之間的一個中間接口，使不同的客戶軟件能夠訪問任意的數(shù)據(jù)源。正是基于這種需要產生了OPC標準，該標準為過程控制和工廠自動化提供了真正的即插即用的軟件技術，使得過程控制和工廠自動化的每一系統(tǒng)、每一設備、每一驅動器能夠自由地連接和通信。 OPC技術 OPC (Ole for Process Control)產生的背景工業(yè)過程控制領域用到大量的現(xiàn)場設備和智能儀表，應用程序需要不斷地和這些設備進行數(shù)據(jù)交互。該平臺界面友好，可為后續(xù)的工藝操作優(yōu)化、控制性能評價和故障模擬等研究工作奠定基礎。C 上層監(jiān)控平臺功能展示 上層監(jiān)控平臺包括報表打印、報警界面、歷史曲線。139。圖56 畫面屬性設置圖本次畢設的主畫面的主要作用是指導用戶登錄畫面，顯示仿真流程和數(shù)據(jù)，主要參數(shù)數(shù)值顯示，實時曲線和歷史曲線等功能。如圖55所示。圖32 變量組屬性設置右擊所建的變量組展開菜單選擇“新建變量”打開變量屬性對話框，在名稱對話框中輸入變量的名稱、選擇所建變量類型，設置上下限和起始值，如圖334所示。狀態(tài)的判斷如圖形界面是否顯示的狀態(tài)位，通過這些狀態(tài)位，可以實現(xiàn)畫面的動態(tài)效果。在本次畢設中只需將圖形運行系統(tǒng)選中即可，如圖41所示。WinCC軟件的底層數(shù)據(jù)的設計主要包括以下幾個方面：啟動選項的修改；變量創(chuàng)建；畫面組態(tài)；報警記錄創(chuàng)建；報表創(chuàng)建；變量歸檔創(chuàng)建和用戶管理器的設置。一致性既包括使用標準的控件，也指使用相同的信息表現(xiàn)方法，如在字體、標簽風格、顏色、術語、顯示錯誤信息等方面確保一致。它是一個32位的基于Windows的監(jiān)控軟件[15]。很多標準的應用如Microsoft Excel等可以和WinCC并行運行，同時可通過DDE裝載過程數(shù)據(jù)。WinCC幾乎擁有先進人機界面產品的所有功能，其集成的功能[14]已包括： 1. 圖形系統(tǒng)用于自由地組態(tài)畫面，并完全通過圖形對象進行操作，圖形對象具有動態(tài)屬性并可對屬性進行在線組態(tài)；2. 報警信息系統(tǒng)記錄和存儲事件并予以顯示，可自由選擇信息分類、信息顯示和報表，操作非常簡便；3. 變量存檔接收、記錄和壓縮測量值，用于曲線和圖表顯示及進一步的編輯功能；4. 報表系統(tǒng)用戶自由選擇一定的報表格式，按時間順序或事件觸發(fā)來對信息操作、文檔當前數(shù)據(jù)進行用戶報表輸出；5. 數(shù)據(jù)處理對圖形對象的動作使用C語言及C編譯器進行編輯；6. 標準接口 通過ODBC和SQL訪問用于組態(tài)和過程數(shù)據(jù)的SYBASE數(shù)據(jù)庫；7. 應用程序接口允許用戶編寫可用于擴展WinCC基本功能的標準應用程序。自動化過程(AS)保持對過程的實際控制。組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA[12]（Supervisory Control and Data Acquisition）的軟件平臺工具，是工業(yè)應用軟件的一個組成部分。流量儀表選擇一覽表：本設計中，測量流量的有氨水、去離子水、冷卻水、自來水、氨氣、水蒸氣等。溫度儀表選擇一覽表：。2裝配式熱電偶適用于一般場合；裝配式熱電阻適用于無振動場合；熱敏熱電阻適用于測量反應速度快的場合。第四章 控制方案儀表硬件選型 （1）精確度等級 一般工業(yè)用溫度計：，精密測量用溫度計：。③經濟性和統(tǒng)一性 儀表的選型也決定于投資的規(guī)模，應在滿足工藝和自控的要求前提下，進行必要的經濟核算，取得適宜的性能／價格比。當加熱電阻被導通時，IC2d的13腳升為高電位，則網(wǎng)絡R7一C2使門電路起矩形信號發(fā)生器的作用，因此D2與它同步也被熄滅。加熱電阻器( 用R12表示) 連接k1，然而再經k2連接到電源變壓器，使加熱器發(fā)熱。一個典型的LM溫度5傳感器連接到比較器IC1的負輸入端，傳感器的電壓與溫度成正比，因此當加熱器被冷卻時，在給定的時刻內電壓下降低于IC1正輸入端由P1設定的參考電壓。在該回路中，被控變量為催化劑進料流量，其操作變量為進入D101的水蒸汽流量，控制系統(tǒng)框圖見下圖37。4. 余熱利用E101是換熱器，主要是個預熱裝置，后續(xù)還會有電加熱器繼續(xù)加熱，所以溫度的控制可通過控制廢氣進氣流量和處理過廢氣出氣的流量即可，我們可以通過采用串級控制系統(tǒng)，副被控變量是廢氣進料的流量，主被控變量處理過廢氣出氣的流量，操作變量是進料流量控制閥，控制系統(tǒng)框圖見下圖35所示：圖 35 E101控制系統(tǒng)框圖 管道回路流量控制在兩個管道流量控制回路中，為保證流量穩(wěn)定以及后續(xù)產品質量，可以采用定制控制，被控變量均為流量，其操作變量為流量控制閥，控制系統(tǒng)框圖見下圖36：圖36 管道流量控制系統(tǒng)框圖 D101催化燃燒反應器控制D101催化燃燒反應器的控制回路采用簡單單回路控制是滿足不了要求的，因為進料雖然恒定，但是存在許多的擾動，如進料的溫度與壓力等。2. 熱量平衡。若溫度過程為非線性，所以選擇等百分比調節(jié)閥。被控變量位號名稱單位F1FT1001E101廢氣進料流量Kg/hF2FT1002E101處理后廢氣出料流量Kg/hF3FT1003回路流量1Kg/hF4FT1004回路流量2Kg/hF5FT1005D101廢氣進反應器流量Kg/hF6FT1006D101催化劑流量Kg/hF7FT1007廢氣出料流量Kg/hT1TT1001H101電加熱器溫度℃T2TT1002D101反應器溫度℃表32被控變量操縱變量位號名稱備注V1V01廢氣進料流量調節(jié)閥/V2V02管道流量調節(jié)閥1/V3V03管道流量調節(jié)閥2/V4V04催化劑進料閥/ 電壓V05電壓調節(jié)器用電路控制表33操縱變量 閥門特性選取選擇控制閥工作流量特性的目的是通過控制閥調節(jié)機構的增益來補償因對象增益變化而造成開環(huán)總增益的變化的影響。第四章 控制方案儀表硬件選型第三章 催化燃燒工藝控制方案設計 控制目標分析在正常工況過程中，根據(jù)工藝要求和裝置特性可以設計催化燃燒工藝控制方案可將控制任務分為四大部分：正常工況回路說明與控制目標常規(guī)回路控制；節(jié)能控制；安全控制。進料溫度一般是可控可測的，多數(shù)情況下，進料溫度較恒定，因此控制策略是不進行控制。進料流量影響物料平衡，也影響能量平衡。進料流量是上工序的出料，因此，通常是不可控但可測的，當進料流量變化較大時，對后續(xù)的操作會造成很大的影響。影響物料平衡的因素主要包括進料量和進料成分的變化及催化劑進料的變化。當手動調整閥門時，流量在較短時間內就能變化完畢，反應比較靈敏。噪聲是一種頻率很高，變化無常的流體流動。在此工藝裝置中，流量檢測包括廢氣進料濃度，廢氣進催化燃燒反應器流量等。在此裝置中，壓力的檢測包括各個泵口的壓力以及反應器的壓力。一般來說，溫度的慣性很大，容量滯后大，有的過程時間常數(shù)能達十幾分鐘。整個裝置主要涉及到的工藝參數(shù)為：溫度，流量，壓力等。催化燃燒處理后高溫尾氣將熱量傳遞給處理的低溫尾氣后，經尾氣洗滌塔洗滌后由尾氣洗滌塔放空煙囪排入大氣。WinCC提供了所有最重要的通訊通道，用于連接到SIMATIC S5/S7/505控制器(例如通過S7協(xié)議集)的通訊，以及如PROFIBUSDP/ FMS、DDE(動態(tài)數(shù)據(jù)交換)和OPC，(用于過程控制的OLE)等非專用通道；亦能以附加件的形式獲得其它通訊通道。WinCC是一個功能強大、接口豐富的監(jiān)控系統(tǒng)，既可以用來完成小規(guī)模、簡單的過程監(jiān)控應用，也可以用來完成復雜的應用。隨著工業(yè)自動化水平的提高，以及計算機技術的廣泛應用，人們對工業(yè)監(jiān)控軟件的通用性和靈活性提出了更高的要求。在工業(yè)過程的實際應用中，大多數(shù)監(jiān)控組態(tài)軟件都擁有開發(fā)商自主開發(fā)的專有實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。大量的文獻表明了采用DDE數(shù)據(jù)交換技術實現(xiàn)組態(tài)軟件和MALAB的數(shù)據(jù)通信的有效性。MATLAB所具備的強有力的計算功能和圖形表現(xiàn)，以及各種工具箱提供的豐富的專用函數(shù)，為設計研究人員避免重復繁瑣的計算和編程，更快、更好、更準確地進行控制系統(tǒng)分析和設計提供了極大的幫助。然而在眾多控制系統(tǒng)設計與仿真軟件中，MATLAB以其強大