精馏塔控制系统仿真

发布时间：2021-05-22 02:37

　　石油及化工产业是国民经济的发展重要支柱,精馏塔是石化行业分离和提纯过程中广泛的使用的重要操作单元和设备。其生产操作过程复杂,具有多变量和大滞后特性,各控制回路具有较为严重的耦合关系,分析和研究精馏塔相关控制回路和变量之间的动态关系,对精馏生产过程高效稳定运行具有重要的参考价值。本课题以组态王作为平台建立精馏塔动态模型,主要从以下方面进行研究:首先将精馏塔整体模型分成塔顶、塔板、塔釜、再沸器、冷凝器等几部分对其分别建模,采用逐板计算法的思想将各部分输入输出接口相互对应,进而得到精馏塔的整体模型。并且本文利用工业中常用的Aspen plus软件对精馏塔仿真结果进行对比验证。最后对精馏塔控制回路进行仿真分析,在得到的精馏塔整体模型基础上,根据常用的精馏塔控制方案,在精馏塔的控制回路中加入PID控制器,对其进行单回路开闭环仿真以及对整合后的整体系统进行开闭环仿真,结果也表明精馏塔控制系统有着良好的抗干扰能力,在干扰发生时可以保证塔顶产品的质量,并且可以根据生产要求调整塔顶产品的质量。基于组态王建立的精馏塔控制系统模型可以实时的对运行参数进行调整,使其更贴合实际运行情况。同时利用组态王的组件以及... 

【文章来源】：吉林化工学院吉林省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 精馏塔数学模型
        1.2.1 模型的分类
        1.2.2 精馏塔数学模型建立及仿真方法
    1.3 本课题主要的研究工作
    1.4 小结
第2章 精馏塔静态模型分析与仿真
    2.1 精馏塔工作原理
    2.2 塔板模型
        2.2.1 塔板上的换热过程分析
        2.2.2 进料板的过程分析
        2.2.3 上升气量模型
        2.2.4 塔板溢流模型
    2.3 塔顶模型
    2.4 塔釜模型
    2.5 操作线方程以及露点温度
        2.5.1 精馏段操作线方程
        2.5.2 提馏段操作方程
        2.5.3 泡点和露点计算
    2.6 精馏塔静态仿真与验证
        2.6.1 组态王简介
        2.6.2 Aspen plus简介
        2.6.3 基于组态王的精馏塔静态仿真程序设计
        2.6.4 Aspen plus稳态模拟
    2.7 小结
第3章 精馏塔动态建模与仿真
    3.0 精馏塔控制方案
    3.1 再沸器建模
    3.2 冷凝器建模
    3.3 冷凝罐液位模型建立及仿真
    3.4 塔釜液位模型建立及仿真
    3.5 塔顶温度模型建立及仿真
    3.6 小结
第4章 精馏塔单回路控制建模及仿真
    4.1 PID控制器
    4.2 冷凝罐液位控制闭环仿真
    4.3 塔釜液位控制闭环仿真
    4.4 塔顶温度控制闭环仿真
    4.5 小结
第5章 精馏塔耦合关系分析及仿真
    5.1 精馏塔耦合关系分析
    5.2 精馏塔开环系统仿真
        5.2.1 进料量改变对精馏塔的影响
        5.2.2 进料温度改变对精馏塔的影响
    5.3 过程闭环系统仿真
        5.3.1 进料温度改变对精馏过程的影响
        5.3.2 进料流量改变对精馏过程的影响
        5.3.3 塔顶温度设定值改变对精馏过程的影响
    5.4 小结
第6章 总结
参考文献
作者简介
读研期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3200817