中泰化学二期烧碱项目中的DCS控制系统设计与实现

论文摘要

在现代社会中,烧碱作为重要工业原料,在经济社会中起着重要作用,它广泛应用于石油、造纸、纺织、印染、洗涤等行业中。西部地区有丰富的盐矿,可以充分发挥资源优势,转化为烧碱。现代工业烧碱一般都是通过电解盐水获得的。烧碱作为中泰化学公司的一项重要产品,对生产设备也越来越多地提出了安全生产、经济运营的要求。对控制系统来说,则要求同时保证生产的安全性和连续性、生产调整的灵活性等方面。要满足这样的设计要求,利用安全、可靠、先进的工控技术和更优的控制方案无疑是十分重要的。中泰化学目前拥有每年15万吨烧碱的生产能力,按照公司的发展规划,要增加一套烧碱生产设备,生产能力为每年30万吨。本文在通过中泰公司烧碱生产控制系统的设计实施,论述了烧碱DCS控制系统的设计与实现。1、在讨论烧碱工艺流程和控制系统的基础上,介绍了中泰新上烧碱控制系统的系统结构和硬件配置。2、论述了PID自动控制的原理及常用的PID参数整定。3、文章对控制组态、监控画面组态、历史库数据采样及归档组态技术进行了详细论述。通过采用一系列标准模板,充分利用了FOXBORO系统提供的功能,较好地实现了人机交互界面。4、论述了常用程序模块的组态方法以及系统中几个典型的联锁控制的程序设计。在论文的设计中,重点对DCS系统的程序组态设计进行了研究,并在阀门1FV2103、3FV2301、片碱机、泵的停止控制中得到应用;实现了各种阀门及电气设备的联锁控制;充分应用了控制系统的特点和功能,设计了友好的人机交互界面。通过论文设计,使设备控制较好地满足了烧碱生产的需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 本课题研究的背景和意义
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 工艺流程简介
• 1.3 控制系统的发展及现状
• 1.3.1 模拟仪表控制系统
• 1.3.2 集中式数字控制系统
• 1.3.3 集散控制系统（DCS）
• 1.3.4 现场总线控制系统（FCS）
• 1.4 本文的主要工作和论文结构
• 2 烧碱工艺及控制要求
• 2.1 烧碱工艺流程概述
• 2.2 工艺控制要求
• 2.3 本章小结
• 3 烧碱控制系统组成结构
• 3.1 系统的控制要求
• 3.2 控制系统的选用
• 3.2.1 系统的可靠性
• 3.2.2 系统的使用性能
• 3.2.3 系统的先进性
• 3.2.4 系统的经济性
• 3.3 网络结构
• 3.4 硬件配置
• 3.4.1 工程师站
• 3.4.2 操作站
• 3.5 本章小结
• 4 PID 调节的原理及参数整定
• 4.1 PID 调节的原理
• 4.1.1 PID 调节的概念
• 4.1.2 比例（P）控制
• 4.1.3 积分（I）控制
• 4.1.4 微分（D）控制
• 4.2 PID 参数的整定
• 4.2.1 临界比例度法
• 4.2.2 衰减曲线法
• 4.2.3 经验凑试法
• 4.3 本章小结
• 5 软件组态
• 5.1 模拟输入的组态
• 5.1.1 ICC 中的组态
• 5.1.2 FOXDRAW 中的组态
• 5.2 模拟输出及PID 模块的组态
• 5.3 开关量输入
• 5.4 开关量输出的组态
• 5.5 逻辑运算模块的组态
• 5.6 程序设计
• 5.6.1 阀门1FV2103 的自动关闭
• 5.6.2 泵的停止逻辑控制
• 5.6.3 阀门3YV2301 的联锁设计
• 5.6.4 片碱机相关的程序设计
• 5.6.5 包装线的计数
• 5.7 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 研究生期间发表的学术论文和研究成果