溴素生产过程自控系统研究与开发

发布时间：2017-09-26 13:08

  本文关键词：溴素生产过程自控系统研究与开发

  更多相关文章： 海水提溴 PLC 监控系统 模糊自调整PID 图像分析测量

【摘要】：溴素是最早从海水中分离出来的元素,目前在各个领域得到了广泛的应用。我国工业采用传统的空气吹出法进行溴素的提取,存在有自动化水平低,原材料消耗高、产品质量不稳定等一系列问题。传统的提溴方法有待于提高自动化水平,以保证安全生产,提高生产效率和产量。本设计根据海水提溴工艺控制及环境特点要求,综合考虑I/O点数,设计研发了由研华工控机、西门子PLC、工业以太网和现场总线技术等网络体系构成的综合监控系统。通过充分了解海水提溴的整个工艺流程和各级控制的要求,完成了整套系统的自动化控制设计和开发。系统整体方案采用DCS控制思想,搭建了由西门子S7-300PLC为主站,多个S7-200PLC为分站的多级分布式监控系统。S7-300PLC下设3个分控站由3套S7-200PLC作为从站,分别负责两个卤泵变频站、硫磺燃烧站的数据采集和控制,从站与主站通过PROFIBUS-DP连接。在监控系统平台下,根据吹出配酸对象的特性,利用积分分离PID控制的方法来实现,根据卤水的PH值自动调整加入酸的量;吹出配氯根据氧化还原电位(ORP)自动调整,采用模糊自调整PID控制;蒸馏配氯过程,溴成份难于在线测量,所以通过图像采集进行分析测量,采用串级比值控制,通过调整加氯量来维持溴成分稳定。控制程序的编程通过西门子STEP7V5.5编程软件完成,上位机组态软件KingView6.55完成监控画面的制作,主要监控生产工艺流程各级过程、各种数据的历史查询和实时存储,系统报警查询与设置、以及对数据报表的打印等。本系统实现了吹出、蒸馏加氯量等工艺中关键变量的自动控制,极大提高了溴产品质量,降低了工人劳动强度,保证了人身和设备安全,提高了综合调度、监控和管理水平,提溴生产自动化水平明显提高。
【关键词】：海水提溴 PLC 监控系统 模糊自调整PID 图像分析测量
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ124.51;TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 前言9-12
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.1.1 课题背景9-10
• 1.1.2 研究意义10
• 1.2 提溴过程的技术研究现状及发展10
• 1.3 课题研究的主要内容10-12
• 2 溴素生产过程的工艺介绍及系统控制功能要求12-16
• 2.1 提溴生产工艺流程概述12-13
• 2.2 提溴过程主要研究和实施内容13-16
• 3 提溴过程自动化系统的总体方案设计16-24
• 3.1 主要控制方案16-21
• 3.1.1 常规闭环控制16-17
• 3.1.2 吹出配酸控制17-19
• 3.1.3 吹出配氯控制19-20
• 3.1.4 蒸馏配氯控制20-21
• 3.1.5 SO_2在线检测控制21
• 3.2 监控系统构成方案21-24
• 4 提溴监控系统的硬件设计24-30
• 4.1 PLC控制器及功能模块的选择24-25
• 4.2 网络通讯系统25-26
• 4.2.1 工业以太网通信25
• 4.2.2 PROFIBUS通信系统25-26
• 4.3 I/O地址分配及接线图绘制26-27
• 4.4 现场仪表选型27-30
• 4.4.1 温度仪表27
• 4.4.2 压力仪表27-28
• 4.4.3 流量仪表28
• 4.4.4 液位仪表28
• 4.4.5 ORP二次显示仪表28-30
• 5 提溴系统的软件开发30-52
• 5.1 PLC软件编程30-39
• 5.1.1 SIEP7软件简介30-32
• 5.1.2 PLC系统硬件组态32-34
• 5.1.3 STEP7控制程序结构及编程34-39
• 5.2 计算机管理界面开发39-52
• 5.2.1 项目的创建及系统设置40-41
• 5.2.2 变量数据库的构建41-42
• 5.2.3 图形画面设计42-49
• 5.2.4 大屏集中显示效果49-50
• 5.2.5 用户安全管理设置50-52
• 6 提溴过程中模糊自调整PID的实现52-62
• 6.1 模糊自调整PID控制理论52-54
• 6.1.1 模糊控制基本原理52
• 6.1.2 模糊控制的组成及功能52-54
• 6.2 吹出配氯模糊控制器的设计54-59
• 6.2.1 模糊控制变量的确定及其模糊化54-55
• 6.2.2 模糊控制规则设计55-57
• 6.2.3 模糊判决和制定模糊查询表57-59
• 6.3 提溴过程中模糊控制的MATLAB仿真实现59-62
• 6.3.1 构建模糊推理系统59-61
• 6.3.2 Simulink环境下的仿真调试61-62
• 7 结论62-63
• 8 展望63-64
• 9 参考文献64-70
• 10 攻读硕士期间发表的论文情况70-71
• 11 致谢71

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1 张晓云;矿仓监控系统[J];矿业快报;2001年14期

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3 ;劳动部在北京等六市进行“重大危险源普查监控系统试点”工作[J];劳动保护;1997年04期

4 刘晓峰;如何设计农村信用联社监控系统[J];中国安防产品信息;2000年04期

5 李玉环;进口生产装置中的转速监控系统[J];内蒙古石油化工;2001年04期

6 宋同卫,王民涛,郭恭厚;动态监控系统在凉水塔风机上的应用[J];化工自动化及仪表;2002年06期

7 董涛,李战强;微机集群监控系统[J];油气田地面工程;2003年11期

8 高钰;铜都铜业铜材厂监控系统[J];有色金属工业;2005年02期

9 范昀;方晴;;监控系统中的框架设计思想[J];宝钢技术;2006年04期

10 官清珍;;平安城市监控系统构建方案浅析[J];中国公共安全(综合版);2006年08期

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1 周秀云;;浅谈监控系统发展[A];第二十届中国（天津）'2006IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2006年

2 周秀云;;浅谈监控系统发展[A];第二十届中国（天津）’2006IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2006年

3 李民;;监控系统在城域范围的应用[A];天津市电视技术研究会2009年年会论文集（1）[C];2009年

4 王峥瀛;周文;谭华;汤正阳;;三峡梯调监控系统完善方案及实现[A];中国水力发电工程学会信息化专委会2009年学术交流会论文集[C];2009年

5 林荔;陈汇;;福建省气象资料上行监控系统[A];第28届中国气象学会年会——S1第四届气象综合探测技术研讨会[C];2011年

6 于雪龙;林则亮;吴强;陈华;龙靖;;水利闸(站)群监控系统的设计与实现[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年

7 杨佳;华钢;;货轮监控系统的设计和应用[A];第十五届全国煤矿自动化学术年会和中国煤炭学会煤矿自动化专业委员会学术会议论文集[C];2005年

8 陈云波;;合肥电信动力监控系统改进的几点构想[A];2005年安徽通信论文集[C];2006年

9 朱晓军;丁铭雄;李成喜;;矿友煤炭产量监控系统的设计[A];AECC专题学术研讨会论文集[C];2007年

10 薛彦波;何凤有;吕现钊;王敦胜;;煤化工煤储运监控系统研究[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年

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1 记者 孙宜华 通讯员 谭晓平;年底前八成乡镇配备监控系统[N];连云港日报;2007年

2 记者 杨丽英 张春亮;山西开工建设企业须安装污染源监控系统[N];中国冶金报;2007年

3 伊鸣;升级监控系统减轻煤企负担[N];中国煤炭报;2008年

4 林荫;山西省 三级森林监控系统启用[N];中国安全生产报;2009年

5 赵彦东 记者 马怀华;我市煤矿产量及税费监控系统在全省推广[N];鸡西日报;2010年

6 通讯员 钟臣彪;长汀建设校园“全球眼”监控系统[N];闽西日报;2010年

7 记者 陈岩　王皓;哈尔滨联通建设泊车监控系统[N];人民邮电;2010年

8 梁健　小全;泾阳建成社会救助动态监控系统[N];咸阳日报;2011年

9 江建方;危废信息化监控系统建成[N];中国环境报;2014年

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1 于兴治;国家行政监控系统的分析理论与应用研究[D];大连理工大学;2010年

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1 黄向宇;基于Web技术的光伏发电监控系统的研究[D];华南理工大学;2015年

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8 张乾;基于Modbus TCP和WEB的监控系统应用及设计[D];长江大学;2015年

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本文编号：923675