【正文】 行狀態(tài) 停止燈 燈亮表示設備處于停止狀態(tài) 溫度狀態(tài)指示燈（正常 ） 燈亮表示爐溫在正常范圍內 溫度狀態(tài)指示燈（危險） 燈兩表示爐溫過高，處于危險狀態(tài) 固態(tài)繼電器 燈亮表示加熱爐正處于加熱階段 計算機2 4D V2 4D V2 4D V溫 度 模 塊E M 2 3 1繼 電 器塔 內 加 熱 部 分S S R啟動停止急停輸 入 I輸 出 QP L C C P U 2 2 61 M1 M0 1 20 1 2L 1 L 2 L 3 L 4 L 5精 餾 塔M L +A + A 圖 34 硬件連接圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 23 第 4 章 溫控系統軟件設 計 編程軟件的功能及選用 硬件為溫控系統的實體，為系統的正常工作提供了條件和基礎，但要使系統能夠有效的自動工作，還必須要有軟件的配合。 對于 EM231 4TC 模塊， SW1～ SW3 用于選擇熱電偶類型，見表 31 。標準化熱電偶我國從 1988 年 1 月 1日起，熱電偶和熱電阻全部按 IEC 國際標準生產，并指定 S、 B、 E、 K、R、 J、 T 七種標準化熱電偶為我國統一設計型熱電偶。檔次最低的是 CPU221，其數字量輸入點數有 6 點，數字量輸出點數有 4 點，是控制規(guī)模最小的 PLC。 S7200PLC 包含了一個單獨的 S7200CPU和各種可選擇的擴展模塊，可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。 2．程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐步執(zhí)行，并將相應的邏輯運算結果存入對應的內部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。微機一般采用等待命令的工作方式，如常見的鍵盤掃描方式或 I/O掃描方，若有鍵按下或有 I/O變化，則轉入相應的子程序，若無則繼續(xù)掃描等待。 PLC 的優(yōu)點： 1． 可靠性高抗干擾能力強 2． 配套齊全功能完善實用性強 3． 易學易用深受工程技術人員歡迎 4． 系統的設計、建造工作量小，維修方便，容易改造 5． 體積小，重量輕，能耗低 PLC 的應用領域： 1． 開關量的邏輯控制 2． 模擬量 的控制 3． 運動控制 4． 過程控制 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 17 5． 數據處理 6． 通訊及聯網 PLC的硬件結構 1． CPU模塊由 CPU和存儲器組成 存儲器又包括： （ 1）隨機存儲器（讀 /寫存儲器） RAM。 精餾塔再沸器回 流 罐冷 凝 器M塔 頂 產 品塔 底 產 品原 料 圖 22 精餾系統的工藝流程圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 15 精餾塔的控制系統要求具有實時監(jiān)控能力，還要具有歷史數據的記錄。理論板僅用作衡量實際板分離效率的依據和標準。 M1， M2——分別為純組份 1 和組份 2 的摩爾質量， kg/kmol。加料板以下（包括加料板）的塔，即塔的下半部完成了下降液體中難揮發(fā)組分的提濃，除去了易揮發(fā)組分，因而稱為提餾段。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 12 圖 21 第 N 板質量和熱量衡算圖 塔板的形式有多種，最簡單的一種是板上有許多小孔（稱篩板塔），每層板上都裝有降液管，來自下一層（ n+1 層）的蒸汽通過板上的小孔上升，而上一層（ n1 層）來的液體通過降液管流到第 n 板上，在第 n 板上汽液兩相密切接觸，進行熱量和質量的交換。精餾是分離液體混合物的典型單元操作，它是通過加熱造成氣、液兩相物系，利用物系 中各組分揮發(fā)度不同的特性以實現分離的目的。 3． 組態(tài)軟件技術 組態(tài)軟件技術監(jiān)控軟件選取西門子 公司的 SIMATIC 件。 4． 進行精餾溫度控制系統的通信網絡的研究。針對以上情況 , 開發(fā)了一種以西門子S7200 PLC為核心的精餾塔溫度控制系統。同時各塔工藝結構特點有千差萬別，這需要深入分析特性，結合具體塔的特點， 進行自動控制方案設計和研究。精餾塔塔釜溫度控制的穩(wěn)定與否直接決定了精餾塔的分離質量和分離效果，控制精餾塔的塔釜溫度是保證產品高效分離，進一步得到高純度產品的重要手段。控制策略與精餾段溫度控制類似。由于石油化工過程中精餾產品大多數是碳氫化合物的同系物，在一定塔壓下，溫度與成分之間仍有較好的對應關系，誤差較小。 此外，精餾過程必須從經濟效益來衡量，在保證產品質量的前提下，能量消耗盡可能要 小，經濟效益要盡可能的大 [2]。就是說塔的操作壓力不能過大，否則會影響塔內汽液平衡，容器的安全無法保證，嚴重越限時甚至會影響到安全生產?？刂撇僮鞣霞s束條件為了保證正常操作，滿足穩(wěn)定和安全運行，需規(guī)定某些參數的極限值作為約束條件。 1． 控制產品質量 精餾塔的產品質量，是指塔頂或塔釜產品的純度要符合要求。其他如大孔徑篩板、雙孔徑篩板、穿流式可調開孔率篩板、浮閥－篩板復合塔盤，以及噴杯塔盤、角鋼塔盤、旋流塔盤、噴旋塔盤、旋葉塔盤等多種塔型和金屬鞍環(huán)填料的流體力學性能、傳質性能和幾何結構等方面的試驗工作，也在進行，有些已取得了一定的成果或用于生產。屬于規(guī)整填料的有：蘇采爾填料（ Sulzer packing）、重疊式絲網波紋板填料、重疊式金屬波形板填料、格利希柵格填料（ Glitsch grid）、格子填料、拉伸金屬板網填料、塑料蜂窩填料、 Z 形格子填料、 Perform 噴射式填料和脈沖填料（ Impulse packing）等。 從 20 世紀 60 年代起，由于化工機械制造業(yè)成功地解決 了高壓離心式壓縮機的轉動密封和高溫高壓廢熱鍋爐的結構強度設計等技術關鍵，使化肥和石油化工的生產，在能量綜合利用方面提高到一個新水平，繼而帶動了整個化學、煉油工業(yè)向大型化方向迅速發(fā)展。當時，煉油工業(yè)中多 用泡罩塔，無機酸堿工業(yè)則以填料塔為主，則篩板塔因當時尚無精確的設計方法和操作經驗，故未能廣泛使用。精餾技術的任何進步，都會極大刺激化學加工工業(yè)的技術發(fā)展，同樣在石油、化學加工工業(yè)發(fā)展的每一個歷史階段都會對精餾設備技術提出更高的要求 。 目前 ， 國內精餾塔設備的溫度控制系統一般采用溫控儀 +繼電器進行控制 ， 雖具有價格優(yōu)勢 ， 但在控制功能上受到許多限制 ， 如精度差 ， 超調量大以及 無法實施綜合控制與監(jiān)控等 ， 因此 ， 很難滿足生產的要求。然而精餾塔溫度控制系統更是精餾工藝的重要部分。 使 PID控制更為靈活 , 較好地滿足了生產過程的要求。精餾分離是根據溶液中各組分揮發(fā)度或沸點的差異，使各組分得以分離。 關鍵詞： 可編程控制器，溫度控制， WINCC 上位機 ， PID 控制 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） II 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） III Industrial distillation tower based on PLC control system ABSTRACT Distillation is the petroleum, light industry, chemical industry production process, often need to be raw materials, intermediate products or the crude product ponents were separated, the most monly used method. Distillation separation is based on the solution of volatile ponents in degree or boiling point difference, make each allocated to separate. Distillation is the process of the core ponents, and for the distillation process control, temperature control is the most important, sharp temperature change causes the separated group separation purity decreasing, the rectification efficiency greatly, and even lead to the normal operation of distillation tower and equipment damage. While the PLC has high reliability, easy programming, easy maintenance and other advantages, can be widely used in various control systems, so for the distillation process control special decided to use PLC to achieve temperature control for distillation system utility. In the rectifying tower temperature system is plicated in structure and accuracy requirements higher characteristic, adopts Siemens S7200programmable controller PLC on system temperature system. As a result of distillation column temperature lag time constant and the inertia time constant was bigger, used to separate the single loop feedback control system, easy to cause larger oscillation, so the actual is used in cascade control and cascade control main controller adopts the integral separation PID control scheme. At the same time, the single parameter fuzzy PID control and programmable controller logic instructions to bine, the PID control more flexible, to better meet the requirements of the production process. Using WINCC PC and Siemens S7200PLC machine consists of a stable temperature control system, has reached the purpose of temperature control, once the temperature does not reach the set value, monitoring software to monitor out, send a signal to transfer to the PLC for the control of a distillation column motor speed, which increases or decreases the speed, the temperature reaches set value. The actual operation 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） IV results showed that PLC is applied to the distillation column temperature control system feasibility and accuracy. KEY WORDS: programmable logic controller， temperature control， WINCC PC， PID control 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） V 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 1 第 1 章 緒 論 .......................................................................................... 2 精餾塔的發(fā)展過程 ..................................................................... 2 精餾塔簡介 ..................