基于DCS的精馏塔工艺流程介绍.doc

第一章 绪论 1.1 课题研究的目的和意义 随着现代化工的飞速发展，生产规模的不断扩大，工艺过程越趋复杂，对工艺流程前后工序相互关联紧密，充分利用能源等提出的要求，DCS控制系统已发展为过程控制的主流。它在工业过程控制领域发挥了越来越重要的作用，广发应用于各种行业的生产过程中。生产设备自动化程度的提高有利于降低工厂生产成本，促进生产线的柔性化和集成化，有利于提高产品的质量，产量以及产品的竞争力。从某种意义上说，DCS控制技术为我们创造了不可忽视的经济效益和社会效益。 精馏塔作为石油化工生产过程的一个十分重要的环节，对其实现科学的控制直接决定着产品的质量、产量和能耗。这也是工业自动化领域里的一个长期的研究课cnetⅡ作为其过程控制网络，连接操作站、工程师站与控制站等，传输各种实时信息。底层网络为控制站内部网络SBUS，采用主控制卡指挥式令牌网，存储转发通信协议，是控制站各卡件之间进行信息交换的通道。 3.系统主要性能指标 ①系统规模 过程控制网络 SCnet Ⅱ连接系统的工程师站、 操作站和控制站， 完成站与站之间数据交换。SCnet Ⅱ可以接多个 SCnet Ⅱ子网，形成一种组合结构。每个 SCnet Ⅱ网理论上最多可带 1024 个节点，最远可达 10,000 米。目前已实现的 1 个控制区域包括 15个控制站、32 个操作站或工程师站，总容量 15360 点。 ② 控制站规模 JX-300X DCS 控制站内部以机笼为单位。机笼固定在机柜的多层机架上，每只机柜最多配置 7 只机笼：1 只电源箱机笼和 6 只卡件机笼（可配置控制站各类卡件）。 卡件机笼根据内部所插卡件的型号分为两类：主控制机笼（配置主控制卡）和 I/O机笼（不配置主控制卡）。每类机笼最多可以配置 20 块卡件，即除了最多配置互为冗余的主控制卡和数据转发卡各一对外，还可以配置 16 块各类 I/O 卡件。 4.可靠性 控制站通过 SBUS 网络构成了一种更分散的控制结构，提高了系统的可靠性。 系统的每一块卡件均带有专用的微处理器，负责该卡件的控制、检测、运算、 处理及故障诊断等，提高了每块卡件的自洽性，使系统的可靠性和安全性成倍上升。 系统的模拟量输入（AI）卡件采用了智能调理和先进的信号前端处理技术，由卡件上的微处理器控制，将信号调理和 A/D 转换合二为一，使每块模拟量输入卡具有信号智能调理和处理的能力，提高了 I/O 卡件的可靠性、独立性，同时也有助于功能扩展。 机笼内部采用板级热冗余技术，卡件可根据需要实现 1∶1 热备份：当任一设置为冗余方式的工作卡件发生故障时，备用卡件即迅速自动切换，整个系统仍按原进程工作，不影响整个系统的工作状态。用户可以根据需要，对 I/O 卡选择全冗余、部分冗余或不冗余。系统通过软、硬件措施，确保冗余 I/O 卡之间满足输入 / 输出相容性原则。 信号全部采用磁隔离或光电隔离技术，将干扰拒之于系统之外。通道之间的隔离消除了信号之间的串模干扰影响，提高了信号处理的可靠性。 为抑制交流电源噪声干扰系统正常工作，安装了电源低通滤波器，并采用带屏蔽层的变压器，使控制站与其他的供电电路相隔离。同时在布线和接地方面逻辑电路、模拟电路的布线尽量分开，直流供电备有良好的退耦电路。 所有智能卡件通过先进的硬件设计和周密的软件配合，都实现了带电插拔的功能，以满足系统在运行过程中的维修需要。 7.JX—300XP DCS系统设计 DCS系统是硬件、系统软件和应用软件三部分的有机结合体。所以DCS系统的设计内容主要包括硬件设计和应用软件的设计。 JX—300XP DCS系统的硬件设计包括：①通信系统：通信系统是选择DCS系统的关键环节之一。随着计算机网络通信技术的发展和市场的需求，大多数DCS系统都以开放系统为标准来设计其通信系统。②人—机接口：人—机接口是DCS系统的操作站部分。③接口单元：这里的接口单元是指DCS系统与本系统之外产品的接口单元。主要有DCS系统与上位计算机的接口，与气相工业色谱的接口及与可编程控制器的接口。 （1）控制站硬件 控制站是系统中直接与现场打交道的I/O处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能。通过软件设置和硬件的不同配置可构成不同功能的控制结构，如过程控制站、逻辑控制站、数据采集站。控制站主要有机柜、机笼、供电单元和各类卡件（包括主控制卡、数据转发卡和各种信号输入/输出）组成，其核心是主控制卡。主控制卡通常插在过程控制站最上部机笼内，通过系统内高速数据网络扩充各种更能，实现现场信号的输入输出，同时完成过程控制中的数据采集、回路控制、顺序控制以及包括优化控制等各种控制算法。 JX—300XP DCS控制站以机笼为单位。机笼固定在机柜的