基于PCS7的苯乙烯生产过程控制

论文摘要

随着工业生产的不断发展,现代自动控制系统的应用也越来越广泛,各行各业对生产过程控制所需的监视和控制信息显著增加,就要求控制系统更为先进,以便完成更为复杂的控制功能,提高企业的生产效率。现如今DCS控制系统的体系结构本身以及相关的技术已经非常的成熟,信息技术快速发展的大大推动了DCS控制系统的发展,不同行业、不同项目,分别使用各种分散控制系统,从而高质量、高标准的完成工程设计,提出了完美的工业技术解决方案。西门子SIMATIC PCS7是基于现场总线的模块化的过程控制系统,它充分结合了传统PLC控制系统和当代DCS两者的优点,深刻体现了“控制分散,管理集中”的特点。本文是以我在西门子公司实习所参与的某化工厂DCS系统的改造项目为课题背景,根据现代社会工业对过程控制的需求,实现并设计了一套基于PCS7的过程控制系统。结合用户对系统功能的要求,从DCS系统硬件设计和网络结构出发,利用西门子的SIMATIC PCS7完成了系统的硬件组态、网络配置以及自动化程序设计,采用具有良好开放性的WinCC上位软件制作监控画面。分析了本项目中串级控制和超驰控制两种非常典型的控制策略,对串级控制进行了Simulink仿真分析,对超驰控制策略也做了详细的讨论,同时采用了工业过程控制中的典型的顺序控制的方法对项目中冗余过滤器的进行了设计,对如何实现顺序控制进行了研究,实现了较好的控制效果。本系统在化工厂投产之后运行非常稳定,取得了良好的经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 DCS控制系统
• 1.2.1 DCS的体系结构
• 1.2.2 DCS控制系统的选型
• 1.3 DCS发展及现状
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 苯乙烯生产过程控制系统的设计方案
• 2.1 苯乙烯生产的工业工艺流程
• 2.1.1 EB单元
• 2.1.2 SM单元
• 2.2 过程控制系统的对象分析
• 2.2.1 项目系统的概述
• 2.2.2 控制系统的特点
• 2.3 控制系统的功能要求
• 2.4 控制系统的结构
• 2.4.1 控制系统网络结构
• 2.4.2 系统的硬件配置
• 2.4.3 现场总线的应用
• 2.5 控制系统的硬件设计
• 2.6 本章小结
• 第3章 苯乙烯生产过程控制系统的软件设计
• 3.1 PCS7的系统结构
• 3.2 PCS7的编程语言
• 3.3 PCS7数据库的介绍
• 3.4 控制系统组态
• 3.4.1 控制系统硬件组态
• 3.4.2 控制系统网络结构组态
• 3.5 人机界面
• 3.6 工程的标准化
• 3.7 系统中典型的控制策略
• 3.7.1 PID控制的应用
• 3.7.2 串级控制的应用
• 3.7.3 超驰控制的应用
• 3.8 本章小结
• 第4章 冗余过滤器的顺序控制设计
• 4.1 过滤器的工作原理
• 4.2 冗余过滤器上位监控
• 4.3 冗余过滤器顺控程序设计
• 4.3.1 控制对象
• 4.3.2 控制原理及程序设计
• 4.4 顺序控制权限的设定
• 4.5 调试
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢