半实物仿真精馏塔控制系统设计与实施.pdf

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1、１０５４化工自动化及仪表第４１卷半实物仿真精馏塔控制系统设计与实施李忠明（辽宁石化职业技术学院，辽宁锦州１２１００１）摘要设计改造后的半实物仿真精馏塔的基础过程控制系统和安全控制系统，基础过程控制系统选用横河ＣＳ-３０００，安全控制系统选用西门子ＰＣＳ７，并完成系统配置。关键词精馏塔半实物仿真基础过程控制系统安全控制系统ＣＳ-３０００ＰＣＳ７＋中图分类号ＴＱ０５１．８１文献标识码Ａ文章编号１０００-３９３２（２０１４）０９-１０５４-０３将闲置的汽提塔改造为半实物仿真精馏塔，的现场操作感良好的控制效果。①并对其进行综合自动控制系

2、统设计，要求改造后1精馏塔工艺流程的精馏塔能展现真实的工厂操作环境，使学生进利用半实物仿真精馏塔模拟常见的三元极性行外操实训、内操／外操联合演练，关键变量在现混合物系（丙烯酸甲酯－甲醇－水）的分离。三场有数据显示，并且向控制系统传输４～２０ｍＡ电元混合物系进入进料缓冲罐，由进料泵输送，从精流信号。综合控制系统包含两类ＤＣＳ系统、工业馏塔中部进入精馏塔，甲醇、水和少量的丙烯酸甲以太网和现场总线，具有广泛的使用基础。酯从塔顶蒸出，经塔顶冷凝器冷却进入塔顶冷凝基础过程控制系统采用横河ＣＳ-３０００，安全罐，静置分层后，下层水相排至下游

3、工序，上层酯控制系统采用西门子ＰＣＳ７。为了便于操作和实相作为回流从上部进入精馏塔内。丙烯酸甲酯从时观测，并考虑到实训安全性和环境温度，实训装精馏塔底部流出，一部分经再沸器返回塔内，一部［１］置的关键变量除在现场就地显示外，在中控室工分作为产品送至产品罐。艺流程指示操作面板上也同时显示，并用对应的2精馏塔综合控制方案粘贴位号标识。将场有的阀门改造成手操阀，用2．1基础过程控制系统户使用时可直接在现场操作，能够获得完全真实基础过程控制系统（图１）采用横河ＣＳ-３０００图１基础过程控制系统示意图①收稿日期：２０１４-０７-２１（修改

4、稿）第９期李忠明．半实物仿真精馏塔控制系统设计与实施１０５５集散控制系统（ＤＣＳ），通过ＤＣＳ系统对工艺过程表３安全控制系统模块列表进行集中控制、检测、记录和报警，并且在ＤＣＳ系名称型号数量统上设置网络接口。装置的主要操作参数均引入控制器４１２-３Ｈ１个控制室，由ＤＣＳ系统进行实时控制，完成数据采以太网通信模块ＣＰ４４３-１１块集、信息处理、过程控制及安全报警等系统功能，对影响装置正常操作或产品质量的工艺参数在中电源ＰＳ４０７１个央控制室内均设置超限报警。远程Ｉ／Ｏ模块组件ＩＭ１５３-２１块2．2安全控制系统８路ＡＩ模块ＳＭ３３

5、１１块西门子ＰＣＳ７安全控制系统通过对汽提塔仿真装置过程变量数据进行实时检测，在捕获参数８路ＡＯ模块ＳＭ３３２１块超限时，及时发出声光报警信息，并将报警信息及１６路ＤＩ模块ＳＭ３２１１块时传送给辅助操作台进行声光报警。同时，在满１６路ＤＯ模块ＳＭ３２２１块足联锁动作触发条件时，触发联锁动作（表１）。ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线电缆－１根表１安全控制系统连锁动作列表参数增加报警响应增加自动联锁进紧急停车进料流量是是－确定控制装置后，根据工艺过程条件进行检再沸器蒸汽流量是是是测仪表、执行机构及输入／输出安全栅等选型，随缓冲罐液位是－是后针对

6、现场仪表与控制室仪表的相互连接进行系塔底液位是－－统配置。冷凝罐液位是－－提馏段温度是－－3控制功能的实现提馏段塔板温度控制、进料量控制、塔底液位在现场和控制室中设置声光报警系统，在现控制、回流罐液位控制和回流量控制均使用ＣＳ-场辅助操作台上进行大部分参数的声光报警，同３０００常规控制功能块图形化组态完成，图２为进时在操作员监控系统进行闪烁报警。进料流量超料量ＦＩＣ１０１１控制回路的组态。低自动联锁、再沸器蒸汽流量超高自动联锁和紧急停车联锁均由具有安全完整性水平的安全仪表系统实现。2．3控制系统模块分别统计基础过程控制系统和安全

7、控制系统图２进料量ＦＩＣ１０１１控制回路组态所需配置的Ｉ／Ｏ点数后，即可选择输入／输出模块。ＣＳ-３０００和ＰＣＳ７的主要模块选型见表２、３。两个安全联锁和一个紧急停车联锁使用表２基础过程控制系统模块列表ＰＣＳ７提供的顺序功能图实现，图３为进料量低低名称型号数量联锁的ＳＦＣ程序。控制站ＡＦＶ１０Ｄ１个２０Ａ２４Ｖ直流电源魏德米勒１个Ｖｎｅｔ卡ＶＩ７０２２块系统电缆ＹＣＢ３０１２根节点单元ＡＮＢ１０Ｄ１个ＥＳＢ总线耦合模块ＥＣ４０１２块１６路ＡＩ模块ＡＡＩ１４３１块１６路ＡＯ模块ＡＡＩ５４３１块３２路ＤＩ模块ＡＤＶ１５１１块３２路

8、ＤＯ模块ＡＤＶ５５１１块图３进料流量低低联锁的ＳＦＣ程序１０５６化工自动化及仪表第４１卷［２］在ＣＳ-３０００和ＰＣＳ７上分别进行监控画面组运行，并分别整定控制器参数，最后兼顾各控制态（图４、５），用于常规监控和非正常工况监控。回路，避免相关。初始稳定工况时，进