【正文】 MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFeds wSyXTyamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。cdPq 9JWKf wvGt YM*Jgamp。 d39。我現(xiàn)在能夠更好更牢固的掌握過(guò)程控制的要點(diǎn)。通過(guò)本設(shè)計(jì) 不僅使我鞏固了對(duì)原有知識(shí)的掌握，還拓寬了我的知識(shí)面。 圖 提餾段溫度變化曲線 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 40 頁(yè) 共 45 頁(yè) 圖 靈敏板溫度變化曲線 圖 塔釜液位變化曲線 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 41 頁(yè) 共 45 頁(yè) 塔釜壓力趨勢(shì)圖 塔釜壓力趨勢(shì)圖如下圖 所示： 圖 塔釜壓力趨勢(shì)圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 42 頁(yè) 共 45 頁(yè) 塔節(jié)溫度趨勢(shì)圖 塔節(jié)溫度趨勢(shì)圖如下圖 所示： 圖 塔節(jié)溫度趨勢(shì)圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 43 頁(yè) 共 45 頁(yè) 結(jié) 論 板式精餾塔的精餾過(guò)程是一個(gè)傳熱傳質(zhì)過(guò)程，在精餾塔的每塊板上，都同時(shí)發(fā)生上升蒸汽部分冷 凝和回流液體部分汽化的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程是一個(gè)傳熱過(guò)程，伴隨著傳熱過(guò)程同時(shí)發(fā)生的是易揮發(fā)組分不斷汽化，從液相轉(zhuǎn)化為氣相，而難揮發(fā)的組分不斷冷凝，從氣相轉(zhuǎn)入液相，從而利用混合液中各組分揮發(fā)度的不同，將各組分進(jìn)行分離、提取，生產(chǎn)出達(dá)到規(guī)定純度要求的產(chǎn)品。最后由塔釜至塔頂溫度大致分布為 100℃至 79℃，底部為水，頂部為酒精，此時(shí)完成全回流過(guò)程，可以進(jìn)行產(chǎn)品出料了。 全回流實(shí)驗(yàn)：進(jìn)料完畢后關(guān)閉進(jìn)料泵，打開(kāi)冷卻水開(kāi)關(guān)，給冷卻水調(diào)節(jié)閥手動(dòng)設(shè)置一個(gè)開(kāi)度。 （ 4）啟動(dòng)組態(tài)調(diào)試便可進(jìn)入監(jiān)控畫(huà)面。在這個(gè)平臺(tái)上，操作人員通過(guò)各種監(jiān)控畫(huà)面監(jiān)視工藝對(duì)象的數(shù)據(jù)變化情況，發(fā)出各種操作指令來(lái)干預(yù)生產(chǎn)過(guò)程，從而保證生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行。 下載：首先插入軟件狗，點(diǎn)擊工具欄中的組態(tài)下載圖標(biāo) ，或點(diǎn)擊菜單命令 [總體信息 /組態(tài)下載 ]，打開(kāi)組態(tài)下載對(duì)話框，將將組態(tài)下載到浙江中控的JX300XP DCS 系統(tǒng)。 操作站組態(tài) 操 作 小 組 設(shè) 置 標(biāo)準(zhǔn)畫(huà)面組態(tài) 總 貌 畫(huà) 面 趨 勢(shì) 畫(huà) 面 分 組 畫(huà) 面 一 覽 畫(huà) 面 流 程 圖 登 陸 報(bào) 表 登 陸 自 定 義 鍵 組 態(tài) 語(yǔ) 音 報(bào) 警 組 態(tài) 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 35 頁(yè) 共 45 頁(yè) 總貌畫(huà)面 一覽畫(huà)面 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 36 頁(yè) 共 45 頁(yè) 趨勢(shì)畫(huà)面 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 37 頁(yè) 共 45 頁(yè) 總流程圖 報(bào)表 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 38 頁(yè) 共 45 頁(yè) 5 系統(tǒng)組態(tài)與實(shí)時(shí)監(jiān)控的連接與調(diào)試 完成了系統(tǒng)的軟件組態(tài)，下面是將組態(tài)下載到浙江中控的 JX300XP DCS 系統(tǒng)中，對(duì)精餾塔進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 圖 操作站組態(tài)流程 設(shè)置操作小組的意義在于不同的操作小組可觀察、設(shè)置、修改不同的標(biāo)準(zhǔn)畫(huà)面、流程圖、報(bào)表等。 圖 操作站的設(shè)置 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 34 頁(yè) 共 45 頁(yè) 操作站組態(tài)是對(duì)系統(tǒng)操作站上操作畫(huà)面的組態(tài)，是面向操作人員 PC操作平臺(tái)的定義。 常閉觸點(diǎn) ： 在常閉觸點(diǎn)中，如果相關(guān) BOOL 變量的狀態(tài)為 OFF 時(shí)，左鏈 路的狀態(tài)復(fù)制至右鏈路。 常開(kāi)觸點(diǎn) ： 在常開(kāi)觸點(diǎn)中，如果相關(guān) BOOL 變量的狀態(tài)為 ON 時(shí)，左鏈路的狀態(tài)復(fù)制至右鏈路。OUT=OFF,if IN1≠IN2 該模塊功能是檢查第一個(gè)輸入值是否等 于第二個(gè)輸入值，若是，則輸出值為ON，否則為 OFF。 EN 和 ENO 能作為附加參數(shù)加以設(shè)置。 符號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 32 頁(yè) 共 45 頁(yè) 該模塊是對(duì)自定義回路中的雙回路進(jìn)行設(shè)置，使其組成一個(gè)串級(jí)控制回路。 圖 自定義回路 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 31 頁(yè) 共 45 頁(yè) c） 自定義控制 方案 (1)控制策略仍然沿用經(jīng)典的 PID 控制算法，程序梯形如圖 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(jí)控制，如圖 所示。 控 制 站 組 態(tài)系 統(tǒng) 單 元 登 陸數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 發(fā) 卡 組 態(tài)I / O 卡 件 組 態(tài)信 號(hào) 點(diǎn) 組 態(tài)信 號(hào) 點(diǎn) 參 數(shù) 設(shè) 置 組 態(tài)自 定 義 變 量 折 線 表 組 態(tài) 系 統(tǒng) 控 制 方 案 組 態(tài)常 規(guī) 控 制 方 案 自 定 義 控 制 方 案自定義一字節(jié)變量自定義二字節(jié)變量自定義四字節(jié)變量自定義八字節(jié)變量自定義回路圖 控制站組態(tài)流程 a）板式精餾塔控制系統(tǒng) I/O 組態(tài) 在 I/O 組態(tài)中，主要有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡組態(tài)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡型號(hào)為 XP233，根據(jù)要求設(shè)置兩臺(tái)精餾塔控制系統(tǒng)的組態(tài)要求，其中包括 3個(gè)電流卡和 2個(gè)輸出卡。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。其中，系統(tǒng)組態(tài)完成系統(tǒng)的各設(shè)備間的連接；畫(huà)面組態(tài)完成操作站的各種畫(huà)面及其之間的連接；控制組態(tài)完成各種控制器、過(guò)程裝置的控制結(jié)構(gòu)連接、參數(shù)設(shè)置等。通過(guò)應(yīng)用軟件的組態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的控制、顯示、操作、通信、維護(hù)、管理等功能。 (5)暴露在地面的雙絞線必須使用保護(hù)套管。剛硬纜線會(huì)增加接線難度，而且在接線端子上施加過(guò)分力量易導(dǎo)致對(duì)端子的損害。 (4)正確的設(shè)置地址開(kāi)關(guān)、冗余方式選擇跳線、配電選擇跳線、信號(hào)類型選擇跳線等。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(guò)程控制網(wǎng)。安裝卡件過(guò)程中應(yīng)注意正確設(shè)置地址開(kāi)關(guān)、冗余方式的選著跳線、配電選著跳線、信號(hào)類型選著跳線。 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(wú)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(jì) （論文） 第 23 頁(yè) 共 45 頁(yè) 統(tǒng)組態(tài)、維護(hù)等工程師站應(yīng)用的工具軟件。主控制卡是控制站的核心，可以冗余配置，保證實(shí)時(shí)過(guò)程控制的完整性?？刂普局饕袡C(jī)柜、機(jī)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(hào)輸入 /輸出）組成，其核心是主控制卡。 表 板式精餾塔的監(jiān)控測(cè)試點(diǎn)的統(tǒng)計(jì) 序號(hào) 監(jiān)控測(cè)試點(diǎn) 1 塔釜溫度 2 節(jié)塔一溫度 3 節(jié) 塔二溫度 4 節(jié)塔三溫度 5 節(jié)塔四溫度 6 節(jié)塔五溫度 7 節(jié)塔六溫度 8 節(jié)塔七溫度 9 節(jié)塔頂溫度 10 進(jìn)料溫度 11 回流穩(wěn)度 12 塔釜液位 13 塔釜壓力 14 回流槽液位 15 冷卻水流量 16 回流泵計(jì)量泵控制 17 產(chǎn)品計(jì)量泵控制 18 進(jìn)料計(jì)量泵控制 19 加熱控制 20 冷卻水控制 DCS硬件設(shè)計(jì) 板式精餾塔的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)板式精餾塔的檢測(cè)和控制要求，可設(shè)計(jì)出一個(gè)控制站、一個(gè)工程師站、多個(gè)操作員站，以及多個(gè)類型的輸入輸 出卡件，分別有過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò) SC II 和控制站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò) SUBS 連接通信。塔是指在常壓下的操作，塔內(nèi)壓力過(guò)大或塔聚凝而產(chǎn)生真空，都會(huì)使塔受 到破壞，因而需要安全裝置。如前所述蒸餾中如能適當(dāng)?shù)乩盟?、塔底的廢熱，就能節(jié)約很多的生蒸汽和冷卻水，也能減少很多電能的消耗。 板式精餾塔控制系統(tǒng)的安全性問(wèn)題 滿足工藝和操作要求 設(shè)計(jì)出的流程和設(shè)備，首先必須保證產(chǎn)品達(dá)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。 g)壞境溫度的變化一般影響較小，但是也有特殊情況。進(jìn)料通常是液態(tài)，也可以是氣態(tài)，有時(shí)也會(huì)遇到氣液混合物的情況，此時(shí)氣、液兩相的比例宜恒定，也就是說(shuō)，進(jìn)料的熱焓要恒定。如在本設(shè)計(jì)中精餾塔位于整個(gè)工藝生 產(chǎn)過(guò)程的起點(diǎn)，要使流量 F 恒定，并無(wú)困難，可采用定值控制 . b)進(jìn)料成分 ZF 一般是不可控的，它的變化也是難以避免的，它由上一工序或原料情況所確定。同時(shí)，物料平衡和熱量平衡之間又是相互影響的?；亓饕簭乃斞厮飨?，在下降過(guò)程中與來(lái)自塔頂?shù)纳仙羝啻文嫦蚪佑|和分離。 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 17 頁(yè) 共 45 頁(yè) 板式精餾塔控制系統(tǒng)的工作原理 當(dāng)原料（乙醇和水及少量雜的混合物）經(jīng)進(jìn)料管由精餾塔進(jìn)料板處流入塔內(nèi)，開(kāi)始精餾操作；當(dāng)釜中的料液建立起適當(dāng)液位時(shí)，再沸器進(jìn)行加熱，使之部分氣化返回塔內(nèi)。 b) 信號(hào)檢測(cè)機(jī)構(gòu)：在控制過(guò)程中信號(hào)檢測(cè)機(jī)構(gòu)是由測(cè)量?jī)x表裝置組成的。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(duì)應(yīng)。當(dāng)提 餾段靈敏溫度與設(shè)定溫度相比偏高時(shí)，通過(guò)調(diào)壓模塊減少塔底加熱量，以使提餾段靈敏溫度下降；而當(dāng)提餾段靈敏溫度偏低時(shí)，通過(guò)調(diào)壓模塊增大塔底加熱量，以達(dá)到提高提餾段靈敏溫度的目的。以遠(yuǎn)程方式自動(dòng)調(diào)節(jié)塔頂產(chǎn)品出料計(jì)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。 (5) 回流罐 C102 液位的均勻控制。以冷卻水量單回路控制為內(nèi)回路，通過(guò)自動(dòng)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。將進(jìn)料初始加料泵 P101 切換成進(jìn)料計(jì)量泵 P105，以遠(yuǎn)程方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)料量 FT11 的定值控制。 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 15 頁(yè) 共 45 頁(yè) 圖 單回路控制系統(tǒng)方塊圖 圖 串級(jí) 控制系統(tǒng)方塊圖 b）板式精餾塔控制設(shè)計(jì) 精餾塔自動(dòng)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。出料流量信號(hào) q在方塊圖中把控制閥和對(duì)象連接在一起。因此，本設(shè)計(jì)采用篩板塔比較合適。同樣，冷卻量也有限值，才能保證合適的回流溫度，使精餾塔能夠正常操作。 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 14 頁(yè) 共 45 頁(yè) h)臨界溫度限。當(dāng)上升蒸汽速度過(guò)低時(shí)，上升蒸汽不能托起上層的液相，造成 NO 液，使板效率下降，精餾操作不能正常進(jìn)行。精餾塔上升蒸汽速度的最大限值。 為了使塔能正常工作，必須滿足一些約束條件，例如，塔內(nèi)汽液兩相流速既不能過(guò)高，引起液泛；又不能過(guò)低，引起塔板效率大幅度下降。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。 總物料平衡 F=D+B 輕組分物料平衡 BBxDDxzFF ?? 式中 F 是 進(jìn)料量； D 是塔頂餾出液量； B 是塔底釜液采出量；是進(jìn)料中輕組分含量；和是塔頂和塔底餾出液中輕組分含量。 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。產(chǎn)品純度并非越純?cè)胶?，原因是純度越高，?duì)控制系統(tǒng)的偏離度要求越高，操作成本的提高與產(chǎn)品的價(jià)格并不成比例增加；純度要求應(yīng)與使用要求適應(yīng)。 a)質(zhì)量指標(biāo) 精餾塔的質(zhì)量指標(biāo)指塔頂或 /和塔底產(chǎn)品的純度。 表 精餾塔的配置和硬件清單 配置 序號(hào) 型號(hào)及名稱 單位 數(shù)量 功能材質(zhì) 產(chǎn)地 1 原料儲(chǔ)罐 只 1 用于實(shí)驗(yàn)原料存儲(chǔ)，采用鏡面不 銹鋼材質(zhì) 浙江中控 2 精餾塔 只 1 用于實(shí)驗(yàn)水和酒精的分離實(shí)驗(yàn)， 采用鏡面不銹鋼材質(zhì) 浙江中控 3 水泵 只 1 輸送原料液至精餾塔塔釜 輸送殘液至精餾塔廢料罐 浙江中控 4 計(jì)量泵 只 4