【正文】 對系統(tǒng)硬件和控制方案的組態(tài)，主要包括 I/O組態(tài)、自定義變量、常規(guī)控制方案、自定義控制方案和折線表定義等五個部分 [11]， 如圖 所示。 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 30 頁 共 45 頁 圖 字節(jié)變量 本系統(tǒng)組態(tài)工程中自定義回路包括單回路冷卻水控制回路、提餾段靈敏溫度控制、回流槽位液位控制、靈敏板溫度控制、塔釜液位控制和串級回路靈敏板溫度串級控制，如圖 所示。 符號： 公式： OUT=IN1/IN2 該模塊的功能是將輸入值相除，并將結(jié)果賦給輸出值。 EN 和 ENO 能作為附加參數(shù)加以設(shè)置。 操作站組態(tài) a)操作站的設(shè)置如圖 所示。在操作小組 TEAM1 中設(shè)計各監(jiān)控畫面，包括總貌畫面、趨勢畫面、一覽畫面、流程圖（在本設(shè)計中應(yīng)設(shè)計兩個流程圖和一個主菜單）和報表等，板式精 餾塔控制系統(tǒng)的組態(tài)畫面設(shè)置如圖 、 、 、 所示。實時監(jiān)控軟件的運行界面是操作人員監(jiān)控生產(chǎn)過程的工作平臺。也可將部分料液直接通過塔 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 39 頁 共 45 頁 釜快速加料漏斗注入塔釜中。 提餾段調(diào)節(jié) :在上面實驗的基礎(chǔ)上，將進料泵打在控制位上，打開加熱開關(guān)，在監(jiān)控系統(tǒng)中調(diào)節(jié)提餾段溫度的設(shè)定值為 80 攝氏度，自動狀態(tài)，便可發(fā)現(xiàn)精餾塔系統(tǒng)的電流電壓指針有一定的偏轉(zhuǎn)，觀察到提餾段溫度、靈敏板溫度、塔釜液位等變量的變化曲 線見圖 、圖 、圖 。 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 44 頁 共 45 頁 致 謝 作為大學階段的一次重要的學習經(jīng)歷我感覺自己受益匪淺，同時深深的感覺自己的學習能力在不斷地提高．在做畢業(yè)設(shè)計的過程中遇到了很多問題，在老師的指導下很好的了解與掌握解決問題的方法。ae39。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。A（萬kWh）shg1Pshg1PshfPb b39。在提高自己的同時，我也更加清楚的認識到自己的一些不足之處。 部分回流：全回流狀態(tài)結(jié)束后就可進行部分回流了。 b)調(diào) 試過程： 進料：將酒精和水按 29:21 體積比配置成原料液約 20L，通過原料罐加料漏斗注入原料罐中。 組態(tài)調(diào)試：編譯后在 SCKey 組態(tài)軟件界面點擊菜單命令 [總體信息 /調(diào)試組態(tài) ]或在工具欄中點擊組態(tài)調(diào)試圖標 ，彈出組態(tài)調(diào)試對話框，啟動監(jiān)控。點擊工具欄中 圖標，或者在菜單欄中選擇： [操作站/操作小組設(shè)置 ]，將彈出操作小組設(shè)置窗口。 否則的話，右鏈路的狀態(tài)為 OFF。 EN和 ENO 能作為附加參數(shù)加以設(shè)置 。將它在自定義回路中所對應(yīng)的位號 組入監(jiān)控畫面中，可在監(jiān)控畫面中對其進行參數(shù)設(shè)置。 圖 字節(jié)變量 定義的 2 字節(jié)變量有 cs5000 實驗選擇、比值設(shè)定、回流計量泵和產(chǎn)品計泵。 控 制 站 I / O 組 態(tài)數(shù) 據(jù) 組 設(shè) 置操 作 小 組 設(shè) 置數(shù) 據(jù) 服 務(wù)系 統(tǒng) 組 態(tài) 傳 送 與 下載系 統(tǒng) 組 態(tài) 保 存 編 譯報 表 制 作流 程 圖 制 作操 作 站 標 準 畫 面 組態(tài)網(wǎng) 絡(luò) 策 略 設(shè) 置自 定 義 折 線 表 組 態(tài)自 定 義 控 制 方 案 組態(tài)常 規(guī) 控 制 方 案 組 態(tài)控 制 站 自 定 義 變 量組 態(tài)系 統(tǒng) 總 體 組 態(tài)用 戶 授 權(quán) 管 理工 程 設(shè) 計二 次 計 算 組 態(tài) 圖 系統(tǒng)組態(tài)工作流程圖 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 28 頁 共 45 頁 控制站組態(tài)的設(shè)計 控制站由主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、 I/O 卡件、供電單元等構(gòu)成。 組態(tài)是用 DCS 控制系統(tǒng)所提供的功能模塊或算法組成所需的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，完成所需功能；操作站的顯示組態(tài)則是用 DCS控制系統(tǒng)所提供的 組態(tài)編輯軟件組成所需的各種顯示畫面。 (2)選擇正確的纜線規(guī)格、類型。 安裝注意事項 a)卡件安裝注意事項 (1)各種卡件在保存運送時，應(yīng)包裝在防靜電袋里，不可隨意放置。 c)通信網(wǎng)絡(luò) DCS 的通信網(wǎng)絡(luò)分三層：第一層網(wǎng)絡(luò)是信息管理網(wǎng)；第二層網(wǎng)絡(luò)是過程控制網(wǎng)，稱為 SetⅡ；第三層網(wǎng)絡(luò)是控制站內(nèi)部 I/O控制總線，稱為 SBUS。主控制卡通常插在過程控制站最上部機籠內(nèi)，通過系統(tǒng)內(nèi)高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)擴 充各種更能，實現(xiàn)現(xiàn)場信號的輸入輸出，同時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 [11]。 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 19 頁 共 45 頁 3 板式精餾塔控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 精餾塔的監(jiān)控測試點的確定 (1)按照板式精餾塔的工藝監(jiān)控要求，統(tǒng)計其監(jiān)測點、控制點，采用 JX300XP設(shè)計精餾塔的集散控制系統(tǒng)。 板式精餾塔的操作要點主要是注意各塔板溫度，控制塔頂、塔釜溫度在范溫度圍內(nèi)， 另外重要的一點，不要輕易去動回流量。 d)蒸氣壓力的變動可以通過總管壓力控制的方法消除，也可以在串級控制系統(tǒng)的副回 路中（如采用對蒸氣流量的串級控制系統(tǒng)）予以克服。 在各種擾動因素中，有些是可控的，有些則是不可控的。氣相沿塔上升直至塔頂，由塔頂冷凝器將其進行全部或部分冷凝。因此，精餾塔的控制目標可轉(zhuǎn)化為精餾段與提餾段靈敏溫度的控制問題。 (7) 精餾段靈敏溫度的串級控制。 (4) C101 塔底液位的區(qū)間控制。這方面的要求不高，以及擾動不多的時候，由前面靜態(tài)特性可知，只要固定 D/F(B/F)和V/F(或回流比 )，完全按物料及能量平衡關(guān)系進行控制已能達到目的。 控制方案的的簡述與設(shè)計 a)控制方案的簡述 精餾塔控制系統(tǒng)的控制方案中最常用的有單回路控制和串級控制兩種。根據(jù)能量平衡關(guān)系，再沸器兩側(cè)的溫度差低于臨界溫度限時，再沸器的給熱系數(shù)急劇下降，傳熱量下降，嚴重時不能保證精餾塔的正常傳熱需要。當上升蒸汽速度過高時，造成霧沫夾帶，塔板上的液體不能向下流，下層塔板的氣相組分倒流到上層塔板，出現(xiàn)液泛現(xiàn)象。精餾塔中上升蒸汽量越多，輕組分越容易從塔頂餾出，但消耗能量也越大，單位進料量能耗增加到一定數(shù)值后，如果繼續(xù)增加塔內(nèi)上升蒸汽量、產(chǎn)品產(chǎn)量的同時，考慮降低能量消耗，使能量平衡，實現(xiàn)較好經(jīng)濟性。產(chǎn)品產(chǎn)量越多，所需能量也越大。通常，滿足一端的產(chǎn)品質(zhì)量，即塔頂或塔底產(chǎn)品之一達到規(guī)定純度，而另一端產(chǎn)品的純度維持在規(guī)定的范圍內(nèi)。由于對精餾塔的控制要求較高所以設(shè)計每個控制環(huán)節(jié)時要全方面的考慮。已知塔頂冷凝器為全凝器泡點回流，回流比 R 為 2。 本課題主要研究的內(nèi)容 本課題是針對某 8 層塔板的板式精餾塔 ，需對進料（乙醇和水的混合溶液）在塔頂分離出純度達 80%以上的乙醇產(chǎn)品， 先利用化工原理知識為精餾的工程設(shè)計提供理論指導，再用組態(tài)軟件 編寫組態(tài)控制程序，并在實際的精餾塔上運行調(diào)試通過，采用合理的控制策略，力求混合物的分離純度達到 80%以上。對于系統(tǒng)中重要的公用部件，建議采用 100%冗余，如主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和電源箱。 工程師站是為專業(yè)工程技術(shù)人員設(shè)計的， 內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺和系統(tǒng)維護工具。環(huán)形拓撲結(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。 它的主要特點是信息的集成化、 DCS 、 PLC 和 FCS相互融合形成混合控制系統(tǒng)、開放性、低成本。通過深入研究篩板的操作性能后認為。北京和利時公司（ Hollysys）推出 MACSSmartpro 第四代DCS 系統(tǒng)，浙大中控公司 (SUPCON)推出 Webfield(ECS)系統(tǒng)，上海新華公司推出了 XDPF400系統(tǒng)。其原因之二是： DCS具有“開放”的通信接口，允許用戶選用不同制造商生產(chǎn)的分散 I/O 裝置和現(xiàn)場設(shè)備 [11]。近些年來，由于燃料價格的上漲，乙醇燃料越來越有取代傳統(tǒng)燃料的趨勢已在很多地方的公交車和出租車中使用了。 精餾過程通過精餾塔、再沸器、冷凝器等設(shè)備完成。 隨著石油化工的迅速發(fā)展，精餾操作的應(yīng)用越來越廣，分離物料的組分越來越多，分離的產(chǎn)品純度要求越來越高，對精餾過程的控制也提出了越來越高的要求，也越來越被人們所重視。因其良好的理化性能，而被廣泛的應(yīng)用于化工、日化、醫(yī)藥等行業(yè)。 DCS（分布式集散控制系統(tǒng)）的應(yīng)用日益普遍的 原因之一是： DCS 系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)字和模擬輸入 /輸出模塊、智能信號裝置和過程調(diào)節(jié)裝置與 PC 之間的數(shù)據(jù)傳輸，把 I/O 通道分散到實際需要的現(xiàn)場設(shè)備附近，使安裝和布線的費用減少到最小，從而使成本費用大大的節(jié)省。 目前國產(chǎn) DCS 的技術(shù)水平已達到或接近國外廠家同類 DCS 的水平，并占據(jù)了相當多的市場份額。 20世紀 50 年代，研究人員對篩板塔做了大量的研究工作，取得了大量的試驗數(shù)據(jù)。 每級之間以及每級內(nèi)的計算機或微處理器則由通信系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是 DCS 的基本和核心，實現(xiàn)將分散的信 息綜合、管理的信息分散的功能。選擇什么樣的傳輸介質(zhì)往往跟網(wǎng)絡(luò)的拓撲關(guān)系有關(guān)，例如星型結(jié)構(gòu)通常 選用雙絞線，這取決于節(jié)點的能力、節(jié)點之間的距離及環(huán)境因素等。 JX300XP DCS 由操作站、控制站、過程控制網(wǎng)絡(luò)等組成。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。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行信息交換的通道 [9]。 (2)確定精餾塔的理論塔板 根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析和逐板計算法的介紹可以確定精餾塔的理論板數(shù)。 此設(shè)計研究的對象時板式精餾塔的控制系統(tǒng)。 a)質(zhì)量指標 精餾塔的質(zhì)量指標指塔頂或 /和塔底產(chǎn)品的純度。 生產(chǎn)效益除產(chǎn)品純度與產(chǎn)品收率間關(guān)系外，還須考慮能量消耗因素。再沸器需要加熱量，冷凝器需要消耗冷卻量，此外，精餾塔、附屬設(shè)備和管線等也有熱量損耗。精餾塔上升蒸汽速度的最大限值。 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 14 頁 共 45 頁 h)臨界溫度限。因此，本設(shè)計采用篩板塔比較合適。 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 15 頁 共 45 頁 圖 單回路控制系統(tǒng)方塊圖 圖 串級 控制系統(tǒng)方塊圖 b）板式精餾塔控制設(shè)計 精餾塔自動控制的主要目的是使塔頂和塔底的產(chǎn)品滿足質(zhì)量要求。以冷卻水量單回路控制為內(nèi)回路，通過自動調(diào)節(jié)冷卻水量 FT12 的設(shè)定值，以最終控制回流液的回流溫度 TT22。以遠程方式自動調(diào)節(jié)塔頂產(chǎn)品出料計量泵的抽出量，以保持塔頂產(chǎn)品出料量與回流量的比值保持不變。同理，塔底產(chǎn)品的酒精含量與提餾段靈敏溫度（位置 待定）或塔底溫度TT32 基本對應(yīng)。 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 17 頁 共 45 頁 板式精餾塔控制系統(tǒng)的工作原理 當原料（乙醇和水及少量雜的混合物）經(jīng)進料管由精餾塔進料板處流入塔內(nèi)，開始精餾操作；當釜中的料液建立起適當液位時，再沸器進行加熱，使之部分氣化返回塔內(nèi)。同時，物料平衡和熱量平衡之間又是相互影響的。進料通常是液態(tài)，也可以是氣態(tài)，有時也會遇到氣液混合物的情況，此時氣、液兩相的比例宜恒定，也就是說，進料的熱焓要恒定。 板式精餾塔控制系統(tǒng)的安全性問題 滿足工藝和操作要求 設(shè)計出的流程和設(shè)備，首先必須保證產(chǎn)品達到任務(wù)規(guī)定的要求，而且質(zhì)量要求較高，這就要求流量和壓力穩(wěn)定，入塔的溫度和狀態(tài)穩(wěn)定從而需要采取相應(yīng)的措施。塔是指在常壓下的操作，塔內(nèi)壓力過大或塔聚凝而產(chǎn)生真空，都會使塔受 到破壞，因而需要安全裝置?？刂普局饕袡C柜、機籠、供電單元和各類卡件（包括主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和各種信號輸入 /輸出）組成，其核心是主控制卡。 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 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 23 頁 共 45 頁 統(tǒng)組態(tài)、維護等工程師站應(yīng)用的工具軟件。在板式精餾控制系統(tǒng)中操作站網(wǎng)卡采用以太網(wǎng)接口卡、控制站主控制卡網(wǎng)絡(luò)地址的設(shè)置完成后用雙絞線將系 統(tǒng)中各站連接至以太網(wǎng)接線器，構(gòu)成過程控制網(wǎng)。剛硬纜線會增加接線難度，而且在接線端子上施加過分力量易導致對端子的損害。通過應(yīng)用軟件的組態(tài)來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的控制、顯示、操作、通信、維護、管理等功能。該軟件用戶界面良好，操作方便，充分支持各種控制方案，所以系統(tǒng)組態(tài)工作流程圖如 所示。 本系統(tǒng)組態(tài)工程中定義的 1 字節(jié)變量有回流比控制和串級控制，如圖 所示。 符號： 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 32 頁 共 45 頁 該模塊是對自定義回路中的雙回路進行設(shè)置，使其組成一個串級控制回路。OUT