基于西门子PCS7的化工厂粗苯区域控制系统开发

发布时间：2020-07-29 12:34

【摘要】：近年来,焦化行业对设备的安全等级要求不断提高。特别自动化与生产工艺相结合,其作用尤为重要,它犹如整个工厂的心脏,一旦出现故障,将会带来无法估量的损失。控制系统作为设备或生产过程的大脑,须具有保证机组稳定可靠运行的先进控制方案。但是,我国传统的焦化行业的控制设备存在着,可靠性差、维护量大、自动化程度低,鉴于此,对先进控制方案的需求迫切。本文以鞍钢股份鲅鱼圈钢铁分公司设备保障部炼焦设备作业区副产粗苯区域控制系统开发为背景,对粗苯区域结构及工作原理做了细致介绍,并结合该区域实际情况从控制系统的硬件组态、程序构建、逻辑实现及监控画面组态等方面进行了研究。根据现场实际情况,以满足脱苯塔底液位控制要求为目的,采用PID控制策略对液位进行控制。经过参数整定,获得动态响应快、超调量小、液位控制稳定的良好效果。根据脱苯塔流程长,干扰大特点,对脱苯塔顶温度采用串级控制方式,外环采用模糊PID控制,内环采用PID控制。其中模糊PID采用误差切换策略,并根据现场专家经验设计了模糊控制规则。采用在大型化工企业应用非常广泛的SIMATIC PCS7软件作为开发工具,设计了工艺流程操作系统,可实现粗苯生产过程的监控、进行PID参数的调整。针对现场实际情况,我们采用西门子专用的CFC结构化文本语言,在以往控制系统功能上加以改良,成功运用到生产工艺中。对各工艺、电气参数的实时趋势及历史趋势进行观察、打印,自动生成生产报表等,还具有对工艺及电气故障进行实时报警的功能,通过显示屏显示报警信息,并可通过声音进行报警提醒。本论文所设计的副产粗苯区域控制系统,已在实际生产中得到应用。控制系统运行稳定可靠、操作方便、控制精确。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ522.62;TP273
【图文】：

Ｆｉｇ．３．３邋Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ邋ＡＩ邋ｍ曰ｄｕｌ逡逑．３邋ＣＰ４４３通讯卡轮换读取从站逡逑在Ｗ往项目中都是点对点通讯，由一台主站对应一台从站，通讯简单方便，逡逑需将从站的站号、波特率等通讯参数设置完成后即可。如图３．２所示，现在用户逡逑利用两块西口子ＣＰ４４３通讯模块与两套ＢＥＮＴＬＹ邋（测量振动／位移模块）中的逡逑通讯模块进行通讯，而且还耍保证通讯模块的兀余功能，我们经过认真分析后逡逑计了针对与ＣＰ４４３通讯模块的轮换通讯方式，即每块ＣＰ４４３同时与两套ＢＥＮＴＬＹ逡逑通讯卡进斤一周期内的轮换通讯，控制器再在两块ＣＰ４４３中判断一块为１号主逡逑讯模块，当此模块出现故障时，控制器将自动采集另外一套２号站的ＣＰ４４３上逡逑通讯数据。因多台数据长度大小、类型不同，必须分时段对单个从站进行读写，逡逑要根据数据量计算出在各从站所占用时间，来分配不同的时间，从而使对从逡逑据的读写高效、准确。逡逑

逡逑图４．１硬件组态图逡逑Ｆｉｇ．４．１邋Ｔｈｅ邋ｈａｒｄｗａｒｅ邋ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ邋ｉｎ邋ｆｉｇｕｒｅ逡逑ｓｔａｔｉｏｎｌ和ｓｔａｔｉｏｎ］是操作站，其中，ＣＰ１６１３是工业太网卡，图中用绿色表逡逑示，必须分配地址；粉色是ｐｒｏｆｉｂｕｓ网线；红色是ＭＰＩ总线。根据工程的设计来逡逑使用那种总线。网络配置结束后，编译保存，没有错误的话就可Ｗ下装了。这样逡逑我们就已经配置好ＰＬＣ的ＣＰＵ网络的配置。如图４．２所示。逡逑酬逦化邋ＭｉｉｕＢｆｆｍ，—姐ｒ曲ｍ：田ａＣＴｍｃｇｇｎ——————？１？１？？曲旧巧８；＾｜＾强带邋Ｖ逦直ｉ逡逑？ｊｐ邋Ｃｌｅｔｗｏｒｋ邋￡ｄｉｔ邋Ｉｎｓｅｒｔ邋Ｐ＾Ｃ邋公ｅｗ邋Ｏ巴ｔｉｏｎｓ邋＾ｎｄｏｖｕ邋Ｈｅｌｐ逦逦逦—邋＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿邋邋逦句逡逑\Ｊ．中．｜护．！－肪Ｉ凶ｉ．邋：：＾｜｜邋．分Ｉ护１陋过Ｉ．邋！’ｌ占ｉｉ邋＇逦邋逦逦逦－逡逑逦邋逦逦逦逦逦＇－－—．．邋．－１逦＿．逦＊ｊ。。ｏｆ邋ｔｈ＊逡逑ｒ＇、Ｒ0ｆ．：ｆ；＿＇ｉＳ（邋Ｉ邋，逦ｊＴ＊邋Ｗ邋ＰＲＯＦｌＢｙｓ邋ＢＰ逡逑Ｐｂ’ＯＨＢＵ．苗逦z1邋ＰＲＯＰＩＢ旧－ｒ＊逡逑Ｉ邋－Ｉ邋邋－邋■邋－邋－逦W邋１１邋■＂W邋＾＊＊＂＊＂＂＾邋ＩＩ邋ＩＩＩ邋＂＾？＊？＂＂＂＂＊＊＊＊＇逦闲Ｓｔａｔｉｏｎｓ逡逑心Ｐ。－脚．｜．：．．；（．；｜ｌ逦拍邋ＣＪ邋Ｓ此ｎ，ｔｉ逡逑Ｆ’．ｆＶｒ＇ｉｒ＇ＩＲＵ’Ｊ．邋Ｂ逦．逡逑＇．逦ｊ邋＾逦Ｔ邋＾逦

Ｆｉｇ．４．６邋Ｔｈｅ邋ｅｒｒｏｒ邋ｒａｔｅ邋ｏｆ邋ｃｈａｎｇｅ邋ｏｆ邋ＥＣ邋ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ邋ｆｕｎｃｔｉｏｎ逡逑根据如图４．５和图４．６所示的Ｅ和ＥＣ模糊取值的隶属函数，可为输出语言变逡逑量Ｅ和ＥＣ分别建立如表４－１和变４－２所示用Ｗ说明各语言值从属于各自论域程度逡逑的表格，即输入语言变量的赋值表。逡逑－３４－逡逑

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本文编号：2773967