文档介绍：目次
1 引言 1
课题背景及依据 1
板式精馏塔的控制系统国内外的现状 2
板式精馏塔的简述 2
DCS系统的简述 3
本课题主要研究的内容 5
2 系统理论的分析及控制方案的确定 6
板式精馏塔控制系统研究的对象及要求 6
板式精馏塔控制方案的比较与确定 14
板式精馏塔控制系统的组成及其工作原理 16
3 板式精馏塔控制系统的硬件设计 19
精馏塔的监控测试点的确定 19
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4 精馏塔控制系统的软件设计 24
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5系统组态与实时监控的连接与调试 37
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系统调试 37
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结论 42
致谢 43
参考文献 44
1 引言
精馏是炼油、化工、轻工、等生产部门中应用极为广泛的传质分离过程,其目的是将混合液中各组成分离开,成为具有一定纯度的产品或半产品。例如炼油厂通过精溜将石油分离成为汽油、煤油、柴油等产品;酒精生产厂用精馏塔将杂质除去,得到一定纯度的酒精。精馏过程的实质,是利用混合物中的不同发挥度,即同一温度下,这种性质的不同压力的蒸汽,使液相转移到气相,汽相重组转移到液体中,从而达到分离的目的。
随着石油化工的迅速发展,精馏操作的应用越来越广,分离物料的组分越来越多,分离的产品纯度要求越来越高,对精馏过程的控制也提出了越来越高的要求,也越来越被人们所重视。
精馏过程通过精馏塔、再沸器、冷凝器等设备完成。再沸器为混合物液相中轻组分的转移提供能量;冷凝器将塔顶来的上升蒸气冷凝为液相,并提供精馏所需回流。精馏塔是实现混合物组分分离的主要设备,一般为圆柱型体,内部装有提供汽液分离的塔板或填料,塔身设有混合物进料口和产品出料口。
精馏过程是一个复杂的传质传热过程。表现为:过程变量多,被控变量多,可操纵的变量也多;过程动态和机理复杂,例如,非线性、时变、关联;控制方案多样,例如,同一被控变量可以采用不同的控制方案,控制方案的适应面广等。因此,熟悉工艺过程和内在特性,对控制系统的设计十分重要。
课题背景及依据
乙醇—水是工业上最常见的溶剂,也是非常重要的化工原料之一,是无色、无毒、无致癌性、无污染和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能,而被广泛的应用于化工、日化、医药等行业。近些年来,由于燃料价格的上涨,乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势已在很多地方的公交车和出租车中使用了。
长期以来,乙醇多以蒸馏法产生,但是由于乙醇—水体系有共沸现象,普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。但是由于常用的多为其水溶液,因此,研究和改进乙醇—水体系的精馏设备是非常重要的。
塔设备是最常用的精馏装置,无论是填料塔还是板式塔都在化工生产过程中得到了广泛的应用。但是在本设计中对填料塔和板式塔经行比较后,确认板式塔在本设计的应用中比填料塔好。因此,本设计采用板式精馏塔的控制系统。
板式精馏塔的控制系统国内外的现状
板式精馏塔控制系统的设计主要运用了DCS控制系统。DCS(分布式集散控制系统)的应用日益普遍的原因之一是:DCS系统实现了数字和模拟输入/输出模块、智能信号装置和过程调节装置与PC之间的数据传输,把I/O通道分散到实际需要的现场设备附近,使安装和布线的费用减少到最小,从而使成本费用大大的节省。其原因之二是:DCS具有“开放”的通信接口,允许用户选用不同制造商生产的分散I/O装置和现场设备[11]。
DCS最早是1975年出现的。30年来,随着市场用户需求的不断提高,电子、计算机软件、硬件、网络技术和人因工程的发展,各DCS厂家激烈的竞争和兼并及技术的融合,促使DCS技术平台的水平不断提高。,如Honeywell推出的TDC-3000,西屋公司的WDPF系统,横河公司的CENTUM-XL等称为第二代DCS。自从FOXBORO公司推出I/A Series以后,各公司积极地研发并推进开放技术,开始扩展DCS的信息管理功能,我们可以把20世纪90年代初期与中期推出的各DCS称为第三代DCS。20世纪90年代末至21世纪初,几大DCS厂家进一步提升了系统的功能范围,改变了系统开发的方式-由原来完全自主开发变为集成开发,纷纷推出新一代的DCS。这一代DCS具有鲜明的共性:全面支持企业信息化,系统构成集成化,混合控制功能兼容,硬件进一步分散化、智能化和低成本化,系统平台开