基于PCS7的带搅拌釜式反应器系统的过程控制设计

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1、基于PCS7的带搅拌釜式反应器系统的过程控制设计参赛队伍编号：59摘要：带搅拌釜式反应器系统是一种常见的化工设备，工业生产时，为了保证生产安全、产品质量，需要对反应温度，釜压等重要参数进行监控。本文针对釜式反应器的工艺特点和控制要求，给出了一套基于西门子PCS7的控制方案。首先，本文给出了控制系统相应的网络拓扑结构及硬件配置。其次，详细介绍了各个控制单元的设计方案。在这些控制方案中用到了单回路控制系统、串级控制系统、补偿控制系统；针对升温控制的复杂性，又使用了模糊自适应PID先进控制算法；并采用西门子S7-300PLC来实现反应

2、釜的监测和控制。最后，针对本控制系统提出了相应的安全和节能降耗措施。关键词：带搅拌釜式反应器，PCS7，S7-300PLC，模糊自适应PID，串级控制TheProcessControlSystemDesignofStirred-tankReactorSystemBasedonPCS7Abstract：Stirred-tankreactorsystemiswidelyusedinchemicalproductionandsomecrucialparameters,asreactiontemperatureandreactantpr

3、essure,mustbecontrolledtoensuresafetyinproductionandthequalityofproducts.InthisPaper,anintegratedcontrolsystembasedonSiemensPCS7isdesignedaccordingtothesystemcharacteristicandcontrolrequirement.Firstly,networkstructureandspecifichardwareconfigurationisgiven.Then,thed

4、esignprojectofeverycontrolcellisintroduceddetailedlyinthisPaper.Inthesedesignprojects,single-loopcontrolsystem、cascadecontrolsystemandcompensationcontrolsystemareused.Becauseofthecomplexityoftemperaturecontrol,advancedcontrolalgorithmsofadaptivefuzzy-PIDisusedtocontr

5、olthetemperature.Atthesametime,S7-300PLCofSiemensisusedtomonitorandcontrolStirred-tankreactor.Atlast,thesecurityandenergy-savingmeasuresforthiscontrolsystemaregiven.Keywords:stirred-tankreactor,PCS7,S7-300PLC,adaptivefuzzy-PIDcascadecontrol基于PCS7的带搅拌釜式反应器系统的过程控制设计目录一

6、控制系统分析……………………………………………………………………..11控制对象简介……………………………………………………………………....12工艺过程简介………………………………………………………………………2二网络及硬件配置………………………………………………………………..…31系统网络层次图……………………………………………………………………32管理/监控层……………………………………………………………………..…43工业以太网…………………………………………………………………………44控制层………………………………

7、………………………………………………55现场总线……………………………………………………………………………56分布式远程I/O……………………………………………………………….……67现场设备………………………………………………………………………..…11三控制方案…………………………………………………………………………12（一）反应升温速度控制单元…………………………………………………….121控制要求…………………………………………………………………………..122控制方案设计………………………………………………………………

8、……..13（二）反应保温温度控制…………………………………………………….……181控制要求…………………………………………………………………………..182控制方案设计……………………………………………………………………..18（三）主产物产率控制……………