合成氨过程的集散控制系统设计 毕业设计

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1、合成氨过程的集散控制系统设计摘要本设计——“合成氨过程的集散控制系统设计”是针对目前合成氨生产的具体要求及集散控制系统（DCS）发展的现状，进行研究与设计，以实现合成氨生产过程自动控制与管理，最终提高企业经济效益为目的。本文是以我国中大中型氮肥生产企业为背景，天然气为原料气，在分析了合成氨生产过程基本工艺的基础上，主要对合成氨过程中的合成工段进行研究。此次设计详细介绍了此工段中的氢氮比控制，几乎所有的合成氨装置对氢氮比的控制都存在一定的问题。氢氮比系统是一个超大时滞系统，大时滞系统的控制问题是过程控制中的难题，超大时滞系

2、统的控制更为困难。针对上述情况，本文设计了串级加前馈控制系统用于该过程氢氮比在线控制。本文基于浙大中控的JX—300X系统进行系统组态、界面组态、操作组态。在SCKey组态软件的环境下完成了系统组态，并对其控制功能进行分析。DCS组态试验结果表明对于氨合成工段的集散控制系统较常规（经典）控制有明显的优势，此次设计基本成功。关键词集散控制系统；合成氨工段；氢氮比控制；50目录摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ第1章前言．．．

3、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11．1问题的提出及研究目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11．2合成氨过程发展概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11．3存在的问题及最新发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2第2章合成氨生产过程简述及控制需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

4、．．．．．．．．．．．32．1合成氨生产过程简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32．2合成氨工段的工艺流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42．3控制需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第3章控制方案设计及论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63．1氢氮比控制．．．．．．．．．．．

5、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63．1．1控制对象特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63．1．2工艺对氢氮比的控制要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73．1．3控制方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83．2惰性气体含量控制系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

6、103．3合成塔触媒层温度控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113．4循环气氨冷器出口温度和液位控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123．5氨分离器及冷交换器液位控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13第4章控制系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．154．1JX—300X控制系统简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

7、．．．．．．．．．．．．．．．．．．15504．1．1JX—300X系统结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．154．1．2系统的主要特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．164．2　仪表设备选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．174．2．1选择原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．174．2．2仪表

8、的选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．204．3系统硬件构成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．304．3．1控制站的配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．