【正文】 設(shè)備必須保證在全負(fù)荷下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，否則經(jīng)濟(jì)損失將是非常巨大的。在大型裝置中，塔設(shè)備的單臺(tái)規(guī)模也隨之增大。 從 20 世紀(jì) 60 年代起，由于化工機(jī)械制造業(yè)成功地解決 了高壓離心式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)密封和高溫高壓廢熱鍋爐的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)等技術(shù)關(guān)鍵，使化肥和石油化工的生產(chǎn)，在能量綜合利用方面提高到一個(gè)新水平，繼而帶動(dòng)了整個(gè)化學(xué)、煉油工業(yè)向大型化方向迅速發(fā)展。計(jì)算機(jī)應(yīng)用輔助餾塔放大效應(yīng)的 研究 ， 計(jì)算塔板效率精餾過程設(shè)計(jì)。近年來(lái)，隨著對(duì)篩板塔研究工作的不斷深入和設(shè)計(jì)方法的日趨完善，篩板塔已成為生產(chǎn)上最為廣泛采用的塔型之一。 大孔篩板的研究這批新型塔盤的出現(xiàn)，不僅為創(chuàng)建綜合性能更好的塔型打開了思路，而且為接著發(fā)生的設(shè)備大型化后選擇塔型指出了方向。當(dāng)時(shí)，煉油工業(yè)中多 用泡罩塔，無(wú)機(jī)酸堿工業(yè)則以填料塔為主，則篩板塔因當(dāng)時(shí)尚無(wú)精確的設(shè)計(jì)方法和操作經(jīng)驗(yàn)，故未能廣泛使用。工業(yè)規(guī)模的填料塔始于 1881年的蒸餾操作中， 1904年才用于煉油工業(yè)，當(dāng)時(shí)的填料是碎磚瓦、小石塊和管子縮節(jié)等。 泡罩塔是 1813年 Cellier提出的，它在化工生產(chǎn)中一直占有重要的地位。 1． 階段 I: 20~50年代 ： 1920年，有溢流的泡罩塔板開始應(yīng)用于煉油工業(yè)，開創(chuàng)了一個(gè)新的煉油時(shí) 代。精餾技術(shù)的任何進(jìn)步，都會(huì)極大刺激化學(xué)加工工業(yè)的技術(shù)發(fā)展，同樣在石油、化學(xué)加工工業(yè)發(fā)展的每一個(gè)歷史階段都會(huì)對(duì)精餾設(shè)備技術(shù)提出更高的要求 。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì) 和傳熱的增濕、減濕等 。它可使氣（或汽）液或液液兩相之間進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。該控溫系統(tǒng)具有控溫精度高和硬件簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。 目前 ， 國(guó)內(nèi)精餾塔設(shè)備的溫度控制系統(tǒng)一般采用溫控儀 +繼電器進(jìn)行控制 ， 雖具有價(jià)格優(yōu)勢(shì) ， 但在控制功能上受到許多限制 ， 如精度差 ， 超調(diào)量大以及 無(wú)法實(shí)施綜合控制與監(jiān)控等 ， 因此 ， 很難滿足生產(chǎn)的要求。在 20世紀(jì) 80年代初期 ， 國(guó)外開發(fā)了一種超重力精餾分離傳質(zhì)機(jī)器一 Higee。 國(guó)外精餾系統(tǒng)發(fā)展的相當(dāng)先進(jìn)。在精餾塔產(chǎn)品的分餾過程中 ， 溫度是一個(gè)最為關(guān) 鍵的控制量。然而精餾塔溫度控制系統(tǒng)更是精餾工藝的重要部分。 從精餾設(shè)備的歷史發(fā)展來(lái)看，精餾技術(shù)與石油、化學(xué)加工工業(yè)的發(fā)展是相輔相成、相互刺激、共同進(jìn)步的發(fā)展關(guān)系。 ........................... 5 自動(dòng)化技術(shù)概況 .............................................................. 5 精餾過程的控制目標(biāo) ...................................................... 5 精餾過程的基本自動(dòng)控制 .............................................. 7 論文選題的目的和意義 ............................................................ 8 論文的 主要工作和技術(shù)線路 .................................................... 9 論文主要工作 .................................................................. 9 論文技術(shù)路線 ................................................................ 10 第 2 章 精餾溫控系統(tǒng)工藝流程 ..........................................................11 精餾溫控系統(tǒng)原理 ....................................................................11 溫控系統(tǒng)的工藝流程 .............................................................. 14 第 3 章 精餾系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ............................................................. 16 硬件配置 ................................................................................... 16 PLC 的選擇 .................................................................... 16 熱電偶 ............................................................................ 20 EM 231 模擬量輸入模塊 .............................................. 20 I/O 分配表和硬件連接圖 ........................................................ 21 第 4 章 溫控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................................. 23 編程軟件的功能及選用 .......................................................... 23 PID 控制算法描述 ................................................................... 26 程序流程圖及程序 ................................................................... 29 程序流程圖 ..................................................................... 29 程序 ................................................................................. 31 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VI 第 5 章 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................. 35 上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì) ............................................................. 35 結(jié) 論 ..................................................................................................... 38 謝 辭 ....................................................................................................... 39 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 40 附 錄 ..................................................................................................... 42 外文資料翻譯 ........................................................................................ 45 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 自從中國(guó)加入 WTO后，中國(guó)市場(chǎng)包括石化市場(chǎng)日趨受到國(guó)外的 嚴(yán)重沖擊已是當(dāng)今不爭(zhēng)的事實(shí)，然而石化工業(yè)如何適應(yīng)未來(lái)這種新的生產(chǎn)局面、參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)成為極為嚴(yán)重的問題，降低加工成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、提高產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)高附加值的精細(xì)化工產(chǎn)品已成為當(dāng) 今中國(guó)石化工業(yè)面臨的緊要工作 。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果驗(yàn)證了 PLC應(yīng)用于精餾塔溫度控制系統(tǒng)的可行性 及精確性。 使 PID控制更為靈活 , 較好地滿足了生產(chǎn)過程的要求。熱電偶作為溫度的采 集元件，采集的信號(hào)經(jīng)過 EM231的處理后就可把數(shù)據(jù)送入 PLC中進(jìn)行處理。精餾是化工過程中的核心組成部分，而對(duì)于精餾過程控制來(lái)說(shuō)溫度的控制是重中之重，劇烈的溫度變化會(huì)導(dǎo)致分離組分離提純度降低，對(duì)精餾的效率影響極大，甚至導(dǎo)致精餾塔無(wú)法正常運(yùn)行以及設(shè)備的損壞。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于 PLC的 工業(yè)精餾控制系統(tǒng) 摘 要 精餾是石油、輕工、化工等生產(chǎn)過程中，常常需要將原料、中間產(chǎn)物或粗產(chǎn)品中的組成部分進(jìn)行分離，最常用的方法。精餾分離是根據(jù)溶液中各組分揮發(fā)度或沸點(diǎn)的差異，使各組分得以分離。 本設(shè)計(jì)硬件方面采用了西門子 S7200系列 CPU型號(hào)為 226的 PLC、 K型熱電偶和溫度模 EM231。 PLC的程序中 采用 了位置式 PID算法 ，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制。用 WINCC上位機(jī)和西門子 S7200 PLC下位機(jī)組成一個(gè)穩(wěn)定的溫度控制系統(tǒng)， 以 達(dá)到溫度控制的目的， 初始時(shí)給系統(tǒng)一個(gè)設(shè)定值， 一旦溫度 偏離 設(shè)定值， 熱電偶采集到后把溫度變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳遞到 PLC中 ， PLC會(huì) 發(fā)出信號(hào) 使 精餾塔 內(nèi)電阻加熱絲 ，使其增加或減小 功率 ，使溫度達(dá)到設(shè)定值。 關(guān)鍵詞： 可編程控制器，溫度控制， WINCC 上位機(jī) ， PID 控制 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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