【導(dǎo)讀】都具有十分明顯的優(yōu)越性。液化天然氣中的飽和水分在一定條件下可能形成碳?xì)?。水合物，?yán)重時(shí)可能堵塞液化系統(tǒng)的管路和設(shè)備。對(duì)于含H2S、CO2的天然氣，所以，對(duì)液化天然氣原料氣必須進(jìn)行脫水處理。再生氣加熱爐是脫水工藝的關(guān)鍵設(shè)備之一，采用計(jì)算機(jī)控制，控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需要隨時(shí)跟蹤和了解生產(chǎn)的實(shí)際情況，所以本課題。采用MCGS組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)了人機(jī)交互界面，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證生產(chǎn)的安全和正常運(yùn)行。

　　

【正文】 Circuit Television）實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠內(nèi)安全狀況及廠區(qū)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視。計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)能夠完成整個(gè)工廠管控一體化。為了提高整個(gè)集散式控制系統(tǒng)的安全性、可靠性， DCS、 ESD 將獨(dú)立 設(shè)置，并各自完成不同的功能。 DCS 系統(tǒng)位于中心控制室（ CCR）內(nèi)，主要由五部分組成： I/O 板、控制器、工程師站、操作站、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 DCS 控制系統(tǒng)選用浙江中控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的 JX300XP 系統(tǒng)，該系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的單一型號(hào)控制系統(tǒng)產(chǎn)品。 本設(shè)計(jì)中再生氣加熱爐采用 計(jì)算機(jī) 控制， 操作過程中的信號(hào)引進(jìn) 計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)，分別實(shí)現(xiàn)顯示、報(bào)警及連鎖功能。 在現(xiàn)場(chǎng)， PLC 通過硬線與 DCS 實(shí)現(xiàn)連鎖保護(hù)。 現(xiàn)場(chǎng) PLC 系統(tǒng)采用 MODBUS 協(xié)議的 RS485（倆線）通訊接口送至 DCS集散控制系統(tǒng)，提供標(biāo)準(zhǔn)的 MODBUS RTU協(xié)議。 被控參數(shù)和控制參數(shù)的選擇 一 、 被控參數(shù)的選擇 在 加熱爐控制系統(tǒng)中，再生氣的溫度需要加熱到 300℃ ， 而再生氣的溫度需要通過加熱爐加熱， 這就需要對(duì) 加熱爐 進(jìn)行控制。在該 控制 系統(tǒng)中， 被控參數(shù)和控制參數(shù)的選擇恰當(dāng)與否，是保證控制系統(tǒng)達(dá)到控制要求的必要保證。 被控參數(shù)選擇的一般原則： ⑴ 一般選取可直接測(cè)量的工藝參數(shù)為被控參數(shù)； ⑵ 選擇與直接參數(shù)有單值函數(shù)關(guān)系的間接參數(shù)； ⑶ 被控參數(shù)必須具有足夠大的靈敏度； ⑷ 考慮工藝過程的合理性和國(guó)內(nèi)、外儀表生產(chǎn)的現(xiàn)狀。 本加熱爐控制系統(tǒng)要求再生氣的溫度達(dá)到一 定要求，所以 選擇 再生氣 溫度為內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 19 被控參數(shù)。 二 ﹑ 控制參數(shù)的選擇 （ 1）放大倍數(shù) Kf的影響 Kf越大，系統(tǒng)的余差越大，控制質(zhì)量越差。 （ 2）時(shí)間常數(shù) Tf的影響 Tf 越大，個(gè)數(shù)越多，或者說干擾進(jìn)入系統(tǒng)的位置越遠(yuǎn)離被控參數(shù)而靠近調(diào)節(jié)閥，干擾對(duì)被控參數(shù)的影響就越小，系統(tǒng)的控制質(zhì)量就越高。 （ 3）純滯后 τ0的和容量滯后 τc的影響 造成控制作用不及時(shí)，使控制質(zhì)量下降。 τc的影響比純滯后 τ0對(duì)系統(tǒng)的影響緩和。若引入微分作用，對(duì)于克服 τc對(duì)控制質(zhì)量的影響有顯著的效果。 [14] 由于在該加熱爐控制系統(tǒng)中，再生氣是通過燃料氣和空氣的燃燒來加熱的，在該加熱爐控制系統(tǒng)中， 再生氣 溫度作為被控變量，風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)量是控制變量，燃料氣和風(fēng)量以一定的空燃比燃燒加熱再生氣。 通過控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，控制燃燒的空燃比達(dá)到控制 再生氣 溫度的效果。 測(cè)控儀表的選擇 1． 儀表選型原則 ① 在滿足工藝要求的前提下，儀表選型本著技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、操作維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)合理等原則，盡可能滿足被檢測(cè)變量的精度等級(jí)要求； ② 處于爆炸危險(xiǎn)區(qū)的儀表應(yīng)采用相應(yīng)防爆等級(jí)的儀表 ，并根據(jù)所處環(huán)境條件確定相應(yīng)的防護(hù)等級(jí) ； ③ 現(xiàn)場(chǎng)儀表 除可燃?xì)馓綔y(cè)器、火焰探測(cè)器、感煙探測(cè)器及熱電阻采用三線制外，其余均采用二線制； ④ 裝置的主要控制操作、報(bào)警監(jiān)控、安全停車主要集中在主控室 DCS 上完成； ⑤ 現(xiàn)場(chǎng)控制盤采用隔爆型儀表； ⑥ 整個(gè)工廠所選用的儀表類型、規(guī)格盡量統(tǒng)一 。 01)( KKKycf???內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 20 2． 儀表選型 要求 ① 現(xiàn)場(chǎng)儀表原則上選用電子智能式，模擬量信號(hào)的儀表采用 4～ 20mA DC 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，調(diào)節(jié)閥氣信號(hào)采用 20～ 100KPa 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，儀表風(fēng)采用 600KPa 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；熱電阻 選用 Pt100 鉑電阻 ， 輸出信號(hào)為電阻值；緊急切斷閥、開關(guān)及狀態(tài)類輸入的開關(guān)信號(hào)為干接點(diǎn)信號(hào)；電磁閥及現(xiàn)場(chǎng)儀 表的供電使用 24VDC 信號(hào)。 ② 所有與工藝介質(zhì)接觸的儀表材質(zhì)，均能滿足工藝介質(zhì)的要求，并且不低于儀表所在管道和設(shè)備的材質(zhì)。 安裝在火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)合的儀表設(shè)備符合危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)劃分的要求，在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)儀表為隔爆型 ③ 調(diào)節(jié)閥選型要求： ，閥體材質(zhì)和壓力等級(jí)與工藝管線要求一致； ，在 1 米處不大于 85dB,否則采用降噪措施 80%，對(duì)于線性調(diào)節(jié)閥不超過 60%； ，由儀 表風(fēng)驅(qū)動(dòng)。執(zhí)行器的大小要完全滿足調(diào)節(jié)閥在最大關(guān)斷差壓下的正常工作需要； ，都要求帶有手輪操作機(jī)構(gòu)，以便于定位器故障之后，手動(dòng)控制閥開度； ，并帶有保位閥、電磁閥、限位開關(guān)等輔助設(shè)施以滿足在氣源故障或電磁閥失電的情況下，可保持閥門處于事故前狀態(tài)，所以采用 ORBIT 軌道式球閥； 、切斷閥所使用的三通或四通電磁閥，其供電為 24V DC,電磁閥的功率不大于 12W，常帶電型。 ④ 儀表和控制系統(tǒng)電源應(yīng)是雙回路自動(dòng)切換的獨(dú)立供電回路，電 壓等級(jí)為220VAC， 50HZ。控制系統(tǒng)（ DCS）和現(xiàn)場(chǎng)儀表采用不間斷供源（ UPS）供電，在外部電源故障期間， UPS 提供后備電源 （電池組），其容量能使控制系統(tǒng)和儀表正常工作至少 30 分鐘時(shí)間。 ⑤ 儀表用風(fēng)：如果在 空 氣 壓縮機(jī)停機(jī)后要求氣源裝置在 20 分鐘內(nèi)仍可繼續(xù)送出不小于 的壓縮空氣。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 21 儀表氣源供氣容量： 300Nm3/h 氣源質(zhì)量要求： 壓力： 500～ 700KPa(G) 溫度 :常溫 儀表風(fēng)壓力露點(diǎn)為： 20℃ （操作壓力下） 含塵直徑： ≤3um 含塵量： ＜ 1mg/m3 含油量：＜ 10mg/m3 3. 儀 表具體選型 根據(jù) 巴彥淖爾華油天然氣 設(shè)計(jì)說明中的選型要求 ，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表選型如下： ① 熱電阻 對(duì)于熱電阻， 需要檢測(cè)天然氣的溫度。進(jìn)入到分子篩的天然氣的一般溫度在40℃ 左右，而再生后的天然氣溫度在 300℃ 左右，為了既滿足檢測(cè)要求 又符合 ―整個(gè)工廠所選用的儀表類型、規(guī)格盡量統(tǒng)一 ‖的規(guī)則， 本設(shè)計(jì) 選擇 Pt100 鉑電阻 測(cè)量 。 技術(shù)參數(shù) ： 熱電 阻 類別：鉑電阻 代號(hào)： WZP 分度號(hào)： Pt100 測(cè)量范圍（ ℃ ）： 200～ 500 允許誤差 △ t℃ ： 177。（ +） ② 溫度變送器 溫度變送器選用安徽天康集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn) 的 SBWR 熱電阻溫度變送器。 SBWR 熱電阻溫度變送器是 DDZ 系列儀表中的現(xiàn)場(chǎng)安裝式溫度變送器單元，與工業(yè)熱電阻配套使用，它采用二線制傳輸方式（兩根導(dǎo)線作為電源輸入和信號(hào)輸出的公用傳輸線）。將工業(yè)熱電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換成與輸入信號(hào)或與溫度信號(hào)成線性的 420mA 的輸出信號(hào) 。 它作為新一代測(cè)溫儀表可廣泛應(yīng)用與冶金、石油、化工、電力、輕工、紡織、食品、國(guó)防以及科研等工業(yè)部門。其具體技術(shù)參數(shù)如下： 技術(shù)參數(shù)： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 22 ：熱電阻： Pt100、 Cu50、 Cu100（三線制、四線制）。智能型溫度變送器的輸入信號(hào)可通過手持器和 PC 機(jī)任意設(shè)置； ：在量程范圍內(nèi)輸出 4－ 20mA 直流信號(hào)，與熱電阻的輸入信號(hào)成線性或與溫度成線性。智能型溫度變送器輸出 4－ 20mA 直流信號(hào)同時(shí)疊加符合HART 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通信；隔離式溫度變送器：輸入與輸出相隔離，隔離電壓 500V，增加了抗共模干擾能力，更適合與計(jì)算機(jī)連網(wǎng)使用； ： %FS、 %FS、智能型 %FS； ：二線制、三線制、四線制； ：四位 LCD 顯示現(xiàn)場(chǎng)溫度，智能型四位 LCD 可通過 PC 機(jī)或手持 器設(shè)定使之顯示現(xiàn)場(chǎng)溫度、傳感器值、 輸出電流和百分比例中的任一種參數(shù)； ：普通型號(hào) 12V35V，智能型 12V45V，額定工作電壓為 24V ： 500Ω（ 24VDC 供電）；極限負(fù)載電阻 R（ max） =50（ Vmin12） ,例如在額定工作電壓 24V時(shí)，負(fù)載電阻可在 0600Ω范圍內(nèi)選擇使用。 ： a:環(huán)境溫度 25+80℃ （常規(guī)型） 25+70℃ （數(shù)顯型） 25+75℃ （智能型） b:相對(duì)濕度： 5%95% c:機(jī)械振動(dòng) f≤50Hz, 振幅 ≤ d:無腐蝕氣體或類似的環(huán)境； 9. 環(huán)境影響系數(shù)： δ≤%/℃ 。 ③ 電動(dòng)三通閥 電動(dòng)三通閥選用河北同力自控閥門制造有限公司生產(chǎn)的 VB3000 電動(dòng)三通閥。該電動(dòng)三通閥用于空氣調(diào)節(jié)、熱通風(fēng)、熱處理廠的工業(yè)和工行業(yè)的流體控制。空調(diào)、 供暖﹑通風(fēng)﹑熱 水等民用系統(tǒng)及化工、石油冶金和流體自動(dòng)控制。 其技術(shù)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)如下： 技術(shù)參數(shù)： 材質(zhì)：鑄鐵 閥瓣：黃銅 閥桿： ICr18Ni9 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 23 公稱壓力： 流量特性：線性 最大溫度： 120℃ 泄漏量（ m3/h） KV值的 % 技術(shù)指標(biāo)： 驅(qū)動(dòng)電機(jī)：磁滯同步電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器工作電壓： 200VAC、 50Hz/60Hz(有 AC24V、 110V 可供選擇 ) 功率消耗： ≤ 閥體承壓： 允許壓差： ≤ 適用介質(zhì)：冷水、熱水 適用介質(zhì)溫度： 2℃ 95℃ 適用環(huán)境溫度： 0℃ 60℃ 啟閉時(shí)間：開約 10 秒，關(guān)約 5 秒 ④ 蝶 閥 蝶閥選用 永嘉 弘凌泵閥 有限公司生產(chǎn)的 DS341X 伸縮蝶。閥 伸縮蝶閥 具有自動(dòng)補(bǔ)償管道熱脹冷縮方便裝卸的功能，使用于溫度在 425℃ 以下，公稱壓力在 以下的石油，化工、電力、造紙、給排水和市政建設(shè)等工業(yè)管道上作調(diào)節(jié)流量和載斷流體的最佳裝置。 其技術(shù)參數(shù)如表 31 所示： 表 31 DS341X 伸縮蝶閥 主要技術(shù)參數(shù) 公稱通經(jīng) DN（ mm) 50～ 2021 50～ 1600 公稱壓力 PN（ MPa) 密封試驗(yàn) (MPa) 強(qiáng)度試驗(yàn) (MPa) 適用溫度 軟密封 X:40℃ ～ 90℃ 。XF:20℃ ～ 200℃ 硬密封 碳鋼 :29℃ ～ 425℃ 不銹鋼 40℃ ～ 650℃ 適用 介質(zhì) 水、空氣、天然氣、油品及弱腐蝕性流體 泄漏率 符合 GB/T1392792 標(biāo)準(zhǔn) 驅(qū)動(dòng)方式 蝸輪傳動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 24 ⑤ 流量變送器 流量變送器選用 上海安鈞電子科技有限公司 生產(chǎn)的ＡＲ天然氣管道流量計(jì)。其技術(shù)參數(shù)如下： 技術(shù)參數(shù)： 測(cè)量介質(zhì)：飽和蒸汽、過熱蒸汽、液體、氣體 精度等級(jí)：精度 至 2%依雷諾數(shù)而定，一般情況液體 177。%（ R）；氣體、蒸 汽 177。%（ R） 177。%（ R） 工作壓力： ≤ ≤ ≤ 流體溫度：（ 40℃ ， 150℃ ），（ 40℃ ， 250℃ ），（ 40℃ ， 350℃ ） 輸出信號(hào)：三線制的脈沖或二線制 420mA 標(biāo)準(zhǔn)電流 工作電源： DC12V或 DC24V 工作環(huán)境：溫度：（ 40℃ ， 50℃ ）；濕度：＜ 95% 1030℃ ⑥ 壓力變送器 壓力變送器選用安徽天康集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn) BP801 系列壓力變送器。該變送器具有工作可靠、性能穩(wěn)定、安裝使用方便、體積小、重量輕、性能價(jià)格比高等點(diǎn)，能在各種正負(fù)壓力測(cè) 量中得到廣泛應(yīng)用。采用進(jìn)口擴(kuò)散硅或陶瓷芯體作為壓力檢測(cè)元件，傳感器信號(hào)經(jīng)高性能電子放大器轉(zhuǎn)換成 010mA 或 420mA統(tǒng)一輸出信號(hào)。可替代傳統(tǒng)的遠(yuǎn)傳變送器，霍爾元件、差動(dòng)變送器，并具有 DDZⅡ及 DDZⅢ 型變送器性能。能與各種型號(hào)的動(dòng)圈式指示儀、數(shù)字變送器、電子電位差計(jì)配套使用，也能與各種自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配套使用。 主要技術(shù)指標(biāo)： 精度等級(jí)： 級(jí)基本誤差 177。% 非線性誤差： 級(jí) ≤177。%FS 滯后誤差： ≤177。%FS 壓力變送器的輸出特性： ⑴ 420mA 輸出，負(fù)載 電阻 0600Ω ⑵ 恒流輸出內(nèi)阻大于 10MΩ ⑶ 二線制 420mA 輸出：標(biāo)準(zhǔn)供電 DC24V ⑷ 防爆標(biāo)志：（ RPTⅢ ）： Exia Ⅱ CT46 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 25 ⑦ 板卡 本設(shè)計(jì)選用 PCI6011A， PCI6011A 是一款優(yōu)質(zhì)低價(jià)通用 A/D 板，采用 PCI總線支持即插即用、無需地址跳線。適合測(cè)量變送器輸出、直流電壓等場(chǎng)合的測(cè)量應(yīng)用。 6011A 具有 32 路 /24 路模擬輸入、 2 路 12 位 D/A（或 8 位）輸出 (可選 )、32 路開關(guān)量、 16 路輸入及 16 路輸出。 本設(shè)計(jì)選用 32 路模擬輸入、 2 路 12 位D/A 輸出 6011A 采用大規(guī)模可編程門 陣列設(shè)計(jì)，提高可靠性。 技術(shù)參數(shù)： ⑴ A/D轉(zhuǎn)換器 : 150KHZ 12位 A/D ADS7816, A/D內(nèi)置采樣保持器。工作方式：軟件查詢。 ⑵ 32路 /24路單端輸入 , 輸入阻抗 100MΩ, 最大輸入電壓 : +12V / － ，瞬時(shí)輸入耐壓： 25V +30V， DB37孔式輸入連接器。 ⑶ 輸入為雙極性輸入幅度： 177。 5V，單極性輸入幅度： 5V、 10V輸入程控放大器對(duì)應(yīng)輸入幅度及精度如表 . 注意 :出廠時(shí) ,按 05V調(diào)好 .其他量程請(qǐng)?jiān)O(shè)置好后再接入輸入信號(hào) . ⑷ A/D最