【正文】 比例一般設為 4∶ 1)。由于分離過程通道很長，對進料擾動及調(diào)節(jié)器輸出存在很大的純滯后與很長的響應時間，這就給控制帶 來很大困難。影響乙烯精餾塔壓差的因素很多 ,比如進料流量、塔釜液位、塔釜溫度、靈敏板乙烯濃度等 ,這些因素相互耦合 ,互相影響?；亓髯兓闆r也是類似的，只是花費的時間更多。 nd 的確定取決于設備運行的環(huán)境狀況。它把區(qū)域分散的過程控制裝置用分散的控制實現(xiàn)。 目前的分散過程控制裝置部分由回路控制器、多功能控制器、可編程序邏輯控制器及數(shù)據(jù)采集裝置等組成。由于系統(tǒng)采用局域網(wǎng)絡，系統(tǒng)的擴展變得異常方便，局域網(wǎng)節(jié)點可以靈活地接入各種單元或其他網(wǎng)絡。 （ 6）具有 良好的性能價格比。選擇什么樣的傳輸介質(zhì)往往 跟網(wǎng)絡的拓撲關(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。為了保證 DCS 通信網(wǎng)絡的實時性，一般采取以下幾種措施。 MAP（ Manufacture Automation Protocol）協(xié)議為了適應高實時性要求，在協(xié)議中專構(gòu)建立； 支持壓縮型協(xié)議的 Mini MAP 系統(tǒng)，可使實時性提高 3 到 5 倍。而介質(zhì)訪問控制子層 MAC與 基本一致，故 MAP 協(xié)議也具備令牌總線的優(yōu)點。 而使用系統(tǒng)的維護工具軟件實現(xiàn)過程控制網(wǎng)絡調(diào)試、故障診斷、信號調(diào)校等。 — 300XP DCS 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) JX— 300XP DCS 采用三層通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。 ② 控制站規(guī)模 JX300X DCS 控制站內(nèi)部以機籠為單位。用戶可以根據(jù)需要，對 I/O 卡選擇全冗余、部分冗余或不冗余。所以 DCS 系統(tǒng)的設計內(nèi)容主要包括硬件設計和應用軟件的設計?？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。主控制卡是控制站的核心，可以冗余配置，保證實時過程 控制的完整性。 JX— 300XP 系統(tǒng)組態(tài)軟件包包括基本組態(tài)軟件 SCKey、流程圖制作軟件SCDraw、報表制作軟件 SCForm；用于控制站編程的程序語言 SCLang、圖形化組態(tài)軟件 SCControl 等。流程圖制作軟件繪圖功能齊全，支持多種編輯功能并提供標準圖形庫，可滿足大多數(shù)用戶的需求。 本小結(jié)主要介紹有關(guān)壓力、流量、溫度、液位的檢測方法、檢測儀表及相應的傳感器和變送器。用來將這些殘順轉(zhuǎn)化為一定的便于傳送的信號的儀表通常稱為傳感器。 幾種組態(tài)軟件的功能介紹： （ 1）基本組態(tài)軟件 SCKey 系統(tǒng)基本組態(tài)指完成對系統(tǒng)硬件構(gòu)成的軟件設置，如設置系統(tǒng)網(wǎng)絡節(jié)點、冗余狀況、控制周期； I/O 卡件的數(shù)量、地址、冗余狀況、類型；設置每個 I/O 點的類型、處理方法、報警選項和其他特殊的設置；選擇控制方案；定義操作畫面。 （ 3）通信網(wǎng)絡 JX— 300XP DCS 的通信網(wǎng)絡分三層：第一層網(wǎng)絡是信息管理網(wǎng)；第二層網(wǎng)絡是過程控制網(wǎng)，稱為 SetⅡ；第三層網(wǎng)絡是控制站內(nèi)部 I/O 控制總線，稱為 SBUS。卡件機籠根據(jù)內(nèi)部所插卡件的型號分為兩類：主控制機籠和 I/O 機籠。③接口單元：這里的接口單元是指 DCS 系統(tǒng)與本系統(tǒng)之外產(chǎn)品的接口單元。 為抑制交流電源噪聲干擾系統(tǒng)正常工作，安裝了電源低通濾波器，并采用帶屏蔽層 的變壓器，使控制站與其他的供電電路相隔離。 34 控制站通過 SBUS 網(wǎng)絡構(gòu)成了一種更分散的控制結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的可靠性。 ① 系統(tǒng)規(guī)模 過程控制網(wǎng)絡 SC Ⅱ連接系統(tǒng)的工程師站、 操作站和控制站， 完成站與站之間數(shù)據(jù)交換?？刂普究扇哂嗯渲?，靈活、合理。結(jié)構(gòu)靈活、功能完善的新型開放式集散控制系統(tǒng)。在 DCS 網(wǎng)絡中主要使用或所關(guān)聯(lián)的是 3 種通信協(xié)議網(wǎng)絡，即： ＆ 以及。 （ 3）既可以采取靜態(tài)方式賦予某些站較高的優(yōu)先權(quán)，也可以采取動態(tài)的方式臨時賦予某此通信任務以較高的優(yōu)先權(quán)，以滿足各個站對實時性的不同要求。相反，采用無線射頻的方式則可以超越地域上的限制，大大提高系統(tǒng)實現(xiàn)上的靈活性。同軸電纜目前主要應用在環(huán)形和總線型網(wǎng)絡中，其成本中等。由于采用了多微機分散控制結(jié)構(gòu)，危險分散，系統(tǒng)中關(guān)鍵設備采用雙重或多重冗余設有自動備用系統(tǒng)和完善的自診斷功能；現(xiàn)場信號的采集采用分布式，采集的信號經(jīng)智能前端處理成數(shù)據(jù)信號，抗干擾的能力增強。 （ 1）控制 功能完善。從軟件來看，運算的程序應精煉，實時和多任務作業(yè)。 JX300X 系統(tǒng)方案設計 DCS 系統(tǒng)的基本組成 集散控制系統(tǒng)的產(chǎn)品眾多，但從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析，都是由三部分組成，即分散過程控制裝置部分，操作管理裝置部分以及通信系統(tǒng)部分組成。 故障分析及系統(tǒng)維護 圖 為精餾塔故障發(fā)展曲線。由于上升蒸汽只需克服塔板上級薄覆蓋的液相阻力，而塔內(nèi)汽相蓄存量的變化在塔壓控制一定時可忽略不計，因此上升蒸汽量的變化幾秒鐘內(nèi)就可以影響到塔頂。 乙烯精餾塔工藝機理復雜 ,影響塔釜乙烷采出量的因素很多 ,一般精餾塔直接根據(jù)液位調(diào)節(jié)塔釜流量。 乙烯 精餾塔的操作和控制水平直接關(guān)系到乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量、收率和能量消耗。 乙烯精餾塔共有 127 層雙溢流形式的浮閥塔盤 ,乙烯精餾塔有 2 個底部再沸器 ,2 個側(cè)線再沸器 。 乙烯精餾塔裝置的控制方案 乙烯精餾過程是傳質(zhì)、傳熱的復雜過程，各變量之間互相關(guān)聯(lián)、耦合，系統(tǒng)存在時滯性、非線性等特性，因此是一個工藝機理復雜，控制難度較大的過程。隨著負荷增大，塔板間的壓降增大引起的溫差也將增大，溫差和組分之間的對應關(guān)系就要變化。這時常用溫差控制系統(tǒng)，采用溫差作為衡量精餾產(chǎn)品質(zhì)量指標的間接參數(shù)，以提高控制質(zhì) 量，滿足工藝要求 [10]。可實現(xiàn)被控參數(shù)的高精度控制。精餾段溫度控制方案可保證塔頂產(chǎn)品的純度，當干擾不很大時，塔底產(chǎn)品的純度變化范圍也不大 [8]。 圖 為提餾段溫度控制方案，其主要控制系統(tǒng)是以提餾段塔板溫度為被控 參數(shù)，以加熱蒸氣流量為控制變量。至于在質(zhì)量指標一定的前提下，使單位產(chǎn)品產(chǎn)量的能量消耗最低消耗或單位產(chǎn)品量的成本最低以及使綜合經(jīng)濟效益最大等，均是屬于不同目標函數(shù)的最優(yōu)控制問題。 圖 產(chǎn)品純度、產(chǎn)品回收率和能量消耗的關(guān)系 11 此外，從 圖 可知，在一定的產(chǎn)品純度要求下，隨著 V/F 從小到大逐步增加，剛開始可以顯著提高產(chǎn)品的回收率。此外，塔的附屬設備及管線也要散失一定的熱量和冷量。從踏頂分離出揮發(fā)度較大的關(guān)鍵組分稱為輕關(guān)鍵組分，從塔底分離出 揮發(fā)度較小的關(guān)鍵組分稱為重關(guān)鍵組分。內(nèi)回流控制，是指在精餾過程中，控制內(nèi)回流為恒定量或按某一規(guī)律變化。當進料是氣液兩相混合狀態(tài)時，只有當氣液兩相比例恒定時，恒溫進料的熱焓值才能恒定。進料 F 從精餾塔中段某一塔板進入塔內(nèi)，這塊塔板就稱為進料板。例如對塔內(nèi)氣體流速的上下限限制，流速 6 過高易產(chǎn)生液泛，流速過低會降低塔板效率，尤其對工作范圍較窄的篩板塔和乳化塔的流速必須嚴格控制，通過測量和控制塔底于塔頂間的差壓，間接實現(xiàn)塔內(nèi)氣體流速的檢測和控制。為此，應以塔頂或塔底一種產(chǎn)品的純度作為質(zhì)量參數(shù)進行控制，這樣的控制系統(tǒng)稱為質(zhì)量 控制系統(tǒng)。一般而言，新技術(shù)誕生時間短，實際應用中的考驗少，而成熟技術(shù)用起來非常放心，但技術(shù)先進性上肯定差一些。 (2)考慮精餾塔節(jié)能 ， 應用先進控制策略控制精餾塔。 80 年代以前，主要是常規(guī)儀表和計算機數(shù)字控制 (DDC)，控制算法以各種單一量的 PID 控制、比值、分程和前饋控制等為主。但在實際生產(chǎn)中，為了保證產(chǎn)品合格，精餾裝置 操作往往偏于保守，操作方法以及操作參數(shù)設置往往欠合理，過分離普遍存在 。 puter control system ....................... III 第一章 緒 論 ...................................................................................................................... 1 精餾塔控制的研究背景及意義 ................................................................................ 1 精餾塔控制的研究現(xiàn)狀 ........................................................................................... 1 精餾塔控制存在的問題及最新發(fā) 展 .......................................................................... 2 第二章 精餾塔控制的原理和工藝要求 ................................................................................. 4 精餾塔分餾原理 ..................................................................................................... 4 精餾塔的控制要求及主要擾動 ................................................................................ 5 精餾塔的控制要求 ........................................................................................ 5 精餾塔的干擾因數(shù)特性 ................................................................................. 6 精餾塔的控制目標 .................................................................................................. 9 質(zhì)量指標 ...................................................................................................... 9 產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗 ..................................................................................... 9 精餾塔裝置的工藝流程 ..........................................................................................11 第三章 精餾塔控制方案設計 ............................................................................................. 13 精餾塔控制方案 ................................................................................................... 13 V 提餾段參數(shù)控制 .......................................................................................... 13 精餾段參數(shù)控制 .......................................................................................... 14 精餾塔的溫差控制及雙溫差控制 .................................................................. 16 乙烯精餾塔裝置的控制方案 .................................................................................. 19 精餾塔工藝因數(shù)影響及系統(tǒng)維護 ........................................................................... 23 工藝因數(shù)影響 .............................................................................................. 23 故障分析及系統(tǒng)維護 ................................................................................... 24 第四章 DCS 系統(tǒng)選型 ................................................................................................... 26 DCS系統(tǒng)概述 .....................................................