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福美钠生产自动控制系统的研发

发布时间:2018-10-13 12:01
【摘要】:近几年,随着福美钠的社会需求增加,福美钠生产系统陆续在多个公司上线。西门子PCS7因为结合了传统PLC和普通DCS两者的优势,被视为新一代模块化过程控制系统,该系统具有较高的控制性能和稳定性能,在工业控制系统中得到了广泛应用。将SIMATIC PCS7系统运用到福美钠生产系统进行控制,能很好的解决福美钠生产过程存在的控制难题,本文依据宁夏某公司3万吨/年福美钠生产线为背景,根据该系统的控制要求,依托SIMATIC PCS7过程控制系统完成了该生产线自动控制系统研发。首先针对福美钠生产工艺环节特点,合理分析相应的控制要求,给出了系统完整的控制方案。对于易控制的变量,采用简单的联锁控制或者传统的PID控制。由于反应釜温度控制具有非线性、强耦合、大滞后等特点,传统的控制策略很难达到令人满意的控制效果,由此提出了模糊PID自整定的控制策略,并进行了仿真研究。该控制方法既保持了传统PID控制的误差小、稳定性好的优点,又具有模糊控制调节速度快、跟随性好的特点,从而达到较好的控制效果。其次,完成了系统的软硬件设计。根据实际要求进行硬件设备的选型,设计了基于网络的包括集中监控操作级和过程控制级的分级控制系统,确定了整个系统的供电系统与通讯方式。基于SIMATIC PCS7软件平台,在工程师站进行控制系统的硬件组态、变量管理、网络配置、自动化程序编写以及监控界面的设计等,其中控制程序主要通过CFC功能块实现。完成工程师站内容后,将组态内容下载到各个操作员站,然后将操作员站项目下载到冗余服务器中。最后进行了整个项目的现场调试,项目的顺利投产,并运行稳定,达到了预期的设计目标。
[Abstract]:In recent years, with the increase of social demand, Fumet sodium production system has been launched in many companies. Siemens PCS7 is regarded as a new generation of modular process control system because it combines the advantages of traditional PLC and ordinary DCS. The system has high control performance and stable performance and has been widely used in industrial control system. The application of SIMATIC PCS7 system to the control of Fumer sodium production system can solve the control problems in the process of Fumet sodium production. Based on the background of a 30, 000 ton / year Fumet sodium production line in Ningxia, according to the control requirements of the system, Based on the SIMATIC PCS7 process control system, the automatic control system of the production line is developed. Firstly, according to the characteristics of Fumet sodium production process, the corresponding control requirements are analyzed reasonably, and the complete control scheme is given. For easily controlled variables, simple interlocking control or traditional PID control is used. Because the temperature control of reactor has the characteristics of nonlinear, strong coupling and large delay, the traditional control strategy is difficult to achieve satisfactory control effect. Therefore, the fuzzy PID self-tuning control strategy is proposed, and the simulation research is carried out. This control method not only maintains the advantages of small error and good stability of traditional PID control, but also has the characteristics of fast regulation speed and good follow performance of fuzzy control, thus achieving better control effect. Secondly, the software and hardware of the system are designed. According to the actual requirements of hardware equipment selection, a network-based hierarchical control system including centralized monitoring operation level and process control level is designed, and the power supply system and communication mode of the whole system are determined. Based on the SIMATIC PCS7 software platform, the hardware configuration, variable management, network configuration, automatic programming and the design of monitoring interface of the control system are carried out in the engineer station. The control program is mainly realized by the CFC function block. After the engineer station content is completed, the configuration content is downloaded to each operator station, and then the operator station item is downloaded to the redundant server. Finally, the field debugging of the whole project is carried out, the project is put into production smoothly, and it runs stably, and achieves the expected design goal.
【学位授予单位】:济南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ261.1;TP273

【参考文献】

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本文编号:2268541

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