精馏塔自控系统设计毕业论文.doc

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1、精馏塔自控系统设计毕业论文目录精馏塔自控系统设计I摘要IMonitoringandControllingSystemDesignofDistillationIIAbstractIIKeywords:automation;batchdistillationsystem;DCS;computercontrolsystemIII第一章绪论11.1精馏塔控制的研究背景及意义11.2精馏塔控制的研究现状11.3精馏塔控制存在的问题及最新发展2第二章精馏塔控制的原理和工艺要求42.1精馏塔分馏原理42.2精馏塔的控制要求及主要扰动52.2.1精馏塔

2、的控制要求52.2.2精馏塔的干扰因数特性62.3精馏塔的控制目标92.3.1质量指标92.3.2产品产量和能量消耗92.4精馏塔装置的工艺流程11第三章精馏塔控制方案设计13893.1精馏塔控制方案133.1.1提馏段参数控制133.1.2精馏段参数控制143.1.3精馏塔的温差控制及双温差控制163.2乙烯精馏塔装置的控制方案193.3精馏塔工艺因数影响及系统维护233.3.1工艺因数影响233.3.2故障分析及系统维护24第四章DCS系统选型254.1DCS系统概述254.2DCS系统的结构与特点264.2.1DCS系统的基本组成

3、264.2.2DCS系统的特点274.2.3DCS系统的传输媒介284.2.4DCS通讯网络294.2.5JX-300XP系统简介314.2.6测控仪表选型38第五章控制系统在DCS中的实现415.1控制站及操作站组态435.1.1控制站组态435.1.2操作站组态4489第六章控制系统的设计476.2塔釜液位控制系统的设计626.2塔釜温度控制系统的设计646.3冷却水流量控制系统的设计686.3.1涡流流量计的工作原理686.4回流比自动控制系统的设计696.4.1比值系统组成原理696.4.2工作原理706.5精馏塔的监控测试点的

4、确定726.6其他控制量的控制趋势图746.6.1系统总貌图746.6.2塔釜压力趋势图756.6.3塔节温度趋势图766.6.4进料温度趋势图77第七章结论78参考文献80谢辞82附录1精馏塔控制的硬件部件及其名称清单83附录2精馏塔控制的相对应的I/O接口84附录3精馏塔的配置和硬件清单86附录4精馏塔控制的所需仪表8789第一章绪论1.1精馏塔控制的研究背景及意义精馏操作是炼油、化工生产过程中的一个十分重要的环节。精馏塔的控制直接影响到产品质量、产量和能量的消耗，因此精馏塔的自动控制长期以来一直受到人们的高度重视[1]。精馏塔是一

5、个多输入和多输出的对象，它由很多级塔板组成，内在机理复杂，对控制作用响应缓慢，参数间相互关联严重，而控制要求又大多较高。这些都给自动控制的实施带来一定困难。同时各塔工艺结构特点又千差万别，这就更需要深入分析工艺特性，进行自动控制方案的设计和研究。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”。作为化工生产中应用最广的分离过程，精馏也是耗能较大的一种化工单元操作。但在实际生产中，为了保证产品合格，精馏装置操作往往偏于保守，操作方法以及操作参数设置往往欠合理，过分离普遍存在。精馏过

6、程消耗的能量绝大部分并非用于组分分离，而是被冷却水或分离组分带走。因此，精馏过程的节能潜力很大，收效也极为明显。1.2精馏塔控制的研究现状精馏是化工中首选的分离过程，虽然有许多优点，但是能耗特别大，为节能，国内外已研制出一些节能型耦合精馏塔：像反应与精馏耦合的塔。精馏与其他分离过程耦合的塔(吸附-精馏耦合、结晶-精馏耦合等)；精馏一精馏耦合的塔：热耦精馏塔；内部热耦合精馏塔；分隔壁精馏塔(Dividingwallcolumn)简称DWC。89精馏塔也是一种最常见且消耗能量最大的操作单元。其具有较长死时延滞、相互关联的多变量系统，动态特性

7、分析复杂并困难，难以进行变量配对，约束条件复杂等特点，使其成为过程控制界多年来理论研究和实践的焦点。 精馏塔的发展大致经历了下述过程[2]。1.在80年代以前，主要是常规仪表和计算机数字控制(DDC)，控制算法以各种单一量的PID控制、比值、分程和前馈控制等为主。2.在80至90年代，大型生产装置则采用集散型控制系统(DCS)。在硬件上将回路分散化，数据显示、监督等功能集中化，硬件可靠性大大提高，效果甚好，但在控制算法上无显著改进。3.到90年代以后，开始出现在DCS的基础上实现优化操作和高级过程控制。在硬件上采用上位计算机和下位DCS

8、相结合。在控制算法上，在原PID控制的基础上，出现智能控制、过程控制等一些先进控制方法。使得化工生产中产品质量得到了很大的提高。4.近10年来，有关精留塔控制的研究文献大量涌现，其不同时期研究热点大致趋势是