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1、玫瑰净净油过程程控制系系统课程设计目录一、课题题的背景景及意义义11.1 课题的的背景111.2 课题研研究的意意义2二、技术术方案的的论证222.1 工艺过过程与控控制要求求22.2监监控系统统的结构构与功能能4三、监控控过程原原理及技技术特征征63.1 监控过过程及原原理63.2 控制算算法83.3总总体性能能指标99四、系统统方案的的实施1104.1现现场采集集系统的的研制1104.1.1 系系统变量量的分析析与选择择104.1.2 传传感器的的选择与与转换电电路设计计114.2 现场控控制系统统的研制制164.2.1 现现场控制制系统配配置要求求164.2.2 现现场控制制系统硬硬件设
2、计计174.2.3 PPLC工工作流程程204.3 控制系系统算法法研制2214.3.1 自自适应模模糊PIID控制制系统的的结构2224.3.2 自自适应模模糊PIID控制制器的设设计2334.3.3 控控制系统统算法的的实现2254.4 上位机机监控系系统的开开发2664.4.1上位位机监控控系统的的组成2264.4.2 上上位机监监控系统统的设计计流程2274.4.3 实实时数据据库的构构造与数数据处理理的设计计294.4.4 主主控窗口口与用户户窗口组组态的设设计2994.4.5 设设备窗口口与运行行策略的的设计3344.4.6 报报警处理理与数据据报表设设计3554.4.7 实实时趋
3、势势曲线和和历史趋趋势曲线线设计33725一、 课课题的背背景及意意义1.1 课题的的背景随着计算算机技术术与过程程控制技技术的发发展，人人们对过过程控制制的目标标已经提提高到完完善生产产管理、提提高产品品质量、节节约能源源降及低低生产成成本的水水平上来来；这样样就对当当前过程程控制的的发展提提出了很很多新的的要求，如如何利用用计算机机管理与与控制技技术对生生产过程程进行更更好的管管理与控控制，已已越来越越为企业业所关注注，实现现整个生生产流水水线监控控，实现现企业的的管控一一体化已已成为企企业发展展的必由由之路。甘油是一一种重要要的化工工原料，在在工业、医医药及日日常生活活中用途途十分广广泛
4、，目目前大约约有17700多多种用途途。我国国每年约约有1/4的需需求依靠靠进口来来解决。甘甘油的来来源一般般有两条条途径，一一是制皂皂废液，另另一途径径是油脂脂水解废废水。制制皂废液液经净化化处理和和浓缩得得到的粗粗甘油，甘甘油浓度度一般为为80左右，其其中含有有大量的的杂质，主主要有88左右右的NaaCI、11-22的NNaS004、11.5-3的有机机杂质、77左右右的水分分以及少少量的易易挥发性性杂质；油脂水水解废水水经净化化和浓缩缩制得的的粗甘油油质量较较制皂废废液制得得的好，甘甘油含量量一般在在88左右，也也含有少少量水以以及2-3的有机机杂质和和无机杂杂质。而而食用、药药用、化化
5、妆品用用和其他他工业用用甘油都都对甘油油的质量量要求较较高，因因此，粗粗甘油必必须进行行精制。甘油的精精炼过程程非常复复杂，而而且条件件较为恶恶劣，它它涉及到到温度、压压力、流流量、物物位等大大量物理理参数，包包括物理理变化、化化学反应应等复杂杂过程。针针对甘油油生产工工艺这样样复杂的的生产过过程，自自动控制制的主要要目标是是在保证证人身和和设备安安全的情情况下，稳稳定生产产工艺状状况，避避免人为为因素造造成产品品质量和和产量的的剧烈波波动，确确保生产产能够获获得最大大的效益益。这就就对生产产过程自自动化控控制提出出了更高高的要求求。必须须通过先先进的控控制手段段实现关关键工艺艺参数的的稳定化
6、化监控，保保证生产产产量和和质量目目标的实实现，以以获得最最大的生生产效益益。目前，大大型的石石化、化化工等行行业已采采用DCCS用于于生产过过程的监监控，但但由于成成套的DDCS一一则价格格昂贵，一一套中型型的DCCS价格格动则几几百万，甚甚至上千千万，成成本太高高，对中中小型企企业根本本吃不消消；二则则一般的的DCSS系统封封闭，兼兼容性不不好。鉴鉴如此，开开发成本本低，兼兼容性好好的具有有自主产产权的监监控系统统不但适适应市场场的需求求，具有有较好的的经济价价值，而而且具有有较高的的社会价价值。 1.2 课题研研究的意意义通过本项项目的研研究开发发，不但但能实现现对现场场工艺参参数准确确
7、控制，而而且通过过监控网网络能动动态监测测作业流流程、主主要设备备的运行行状态，还还能读取取现场数数据、对对数据进进行分析析，对异异常工况况进行声声光报警警和数据据查询打打印，提提高了工工业控制制的自动动化水平平，实现现了管控控一体化化，改善善了生产产的劳动动条件，提提高了甘甘油生产产的产量量与质量量，提高高经济效效益。二、 技技术方案案的论证证2.1 工艺过过程与控控制要求求1工艺艺过程甘油精炼炼的工艺艺流程是是将粗甘甘油通入入蒸馏釜釜，因粗粗甘油溶溶液属多多相混合合物系，蒸蒸馏时可可视粗甘甘油中的的有机盐盐、无机机盐以及及难挥发发的其他他杂质为为高沸点点组分，视视粗甘油油中的甘甘油、水水及
8、其他他易挥发发性杂质质(如醛醛、酮等等)为低低沸点组组分。在在一定条条件 (温度、压压力) 下，高高沸点组组分留在在蒸馏釜釜中，低低沸点组组分从粗粗甘油中中汽化分分离出来来，而低低沸点组组分在汽汽化后成成为以甘甘油和水水蒸气为为主体的的混合气气体，将将其通入入冷凝器器组，利利用甘油油与水沸沸点的差差异，通通过多次次部分冷冷凝后即即可得到到纯度较较高的精精甘油。整整个流程程如图22-1所所示图2-11 甘油油精炼监监控工艺艺流程图图2控制制要求（1）甘甘油产品品质量控控制粗甘油经经蒸馏釜釜加热蒸蒸馏，再再经冷凝凝器组冷冷凝的到到的精甘甘油必须须符合规规定的纯纯度，同同时保证证产品损损失小于于规定
9、值值。（2）物物料平衡衡和能量量平衡控控制进出蒸馏馏釜和冷冷凝器组组的物料料和能量量应保持持平衡。（3）约约束条件件控制甘油在常常压下沸沸点是2290，在2205或稍高高温度时时，甘油油随着受受热时间间的长短短而有一一定程度度的聚合合和分解解，要求求蒸馏采采用真空空蒸馏，以以使甘油油蒸溜在在较低温温度下进进行，同同时为保保证蒸馏馏釜的正正常、安安全操作作，蒸馏馏釜内的的操作压压力必须须维持稳稳定。（4）经经济效益益控制达到上述述基本目目标的同同时，蒸蒸馏过程程需要获获得最大大的产品品回收率率和最小小的能量量消耗，即即优化塔塔的操作作。2.2监监控系统统的结构构与功能能整个监控控控制系系统分监监
10、控层和和现场控控制层两两层；甘甘油监控控系统组组成如图图2-22所示进料控制系统釜温控制系统真空控制系统冷凝控制系统巡检系统供水控制系统工控机监控层网络现场控制层图2-22 甘油油监控系系统组成成1现场场控制层层的组成成与作用用：由进料控控制系统统、蒸馏馏釜温度度控制系系统、冷冷凝器组组温度控控制系统统、真空空压力控控制系统统、恒压压供水控控制系统统和流程程巡检系系统六个个子控制制系统构构成，用用于对现现场流程程进行测测量与控控制，其其中进料料控制系系统、蒸蒸馏釜温温度控制制系统、真真空压力力控制系系统公用用一套PPLC控控制，冷冷凝器组组温度控控制系统统和恒压压供水控控制系统统公用一一套PL
11、LC控制制，流程程巡检系系统的数数据采集集以上两两套PLLC的数数据。（1）进进料控制制系统由PLCC、液位位传感器器、进料料调节阀阀组成定定值闭环环控制系系统。其其原理是是由液位位传感器器检测出出蒸馏釜釜液位，送送入PLLC与设设定值比比较后，按按设计的的控制规规律控制制进料调调节阀，使使蒸馏釜釜液位保保持恒定定，以保保持蒸馏馏釜的物物料平衡衡。（2）蒸蒸馏釜温温度控制制系统由PLCC、温度度传感器器、加热热油流量量调节阀阀组成定定值闭环环控制系系统。其其原理是是由温度度传感器器检测出出蒸馏釜釜出口温温度，与与设定值值比较后后，按设设计的控控制策略略控制加加热油调调节阀，使使蒸馏釜釜出口温温
12、度保持持恒定，从从而保证证产品的的质量。（3）真真空压力力控制系系统由PLCC、真空空压力传传感器、真真空压力力调节阀阀组成定定值闭环环控制系系统。其其原理是是由真空空压力传传感器检检测出真真空压力力，与PPLC设设定值比比较后，按按控制规规律控制制真空压压力变频频电机，使使蒸馏釜釜内真空空压力和和冷凝器器内真空空压力保保持恒定定。（4）恒恒压供水水控制系系统由PLCC、压力力传感器器、冷凝凝水压力力调节阀阀组成定定值闭环环控制系系统。其其原理是是由压力力传感器器检测出出冷凝水水压力，与与PLCC设定值值比较后后，按控控制规律律控制恒恒压供水水变频电电机，使使冷凝水水压力保保持恒定定，以保保持
13、冷凝凝组用水水的稳定定。（5）冷冷凝器组组温度控控制系统统由一个PPLC、四四个温度度传感器器、四个个冷凝器器温度调调节阀组组成四个个相互独独立的定定值闭环环控制系系统。其其原理是是由四个个温度传传感器分分别检测测出四个个冷凝器器温度，与与PLCC的设定定值比较较后，按按控制规规律分别别控制四四个冷凝凝器温度度调节阀阀，使四四个冷凝凝器温度度保持恒恒定（冷冷凝器共共六个串串联连接接，其中中前两个个采用自自然冷却却方式不不用控制制）。（6）流流程巡检检系统由PLCC、液位位传感器器、温度度传感器器、压力力传感器器、流量量传感器器及TPP2000文本显显示器组组成。按按一定周周期巡回回检测蒸蒸馏釜
14、出出口液位位、温度度、六个个凝器温温度、真真空压力力、冷凝凝水压力力及粗甘甘油进料料量、三三个等级级的精甘甘油流量量并显示示，同时时显示甘甘油精炼炼的成品品率。2监控控层的组组成与作作用：监控层硬硬件由装装有MCCGS的的工控机机、各种种参数显显示器和和打印机机构成。软件环境由“组态环境”和“运行环境”组成。作用：一一方面可可以通过过网络接接受来自自现场控控制层的的各种信信息进行行显示、分分析和处处理，对对现场层层进行监监视；另另一方面面，可以以按照工工艺要求求，通过过网络对对现场控控制层下下达指令令，对现现场控制制层进行行控制。三、 监监控过程程原理及及技术特特征3.1 监控过过程及原原理监
15、控系统统有单机机控制和和联机控控制两种种工作方方式：1单机机控制工工作方式式：包括括单步操操作、单单控制系系统操作作和异常常操作三三种形式式，主要要是为设设备安装装、调试试检修需需要设计计。原理：单单步操作作为开环环控制，以以检查与与控制单单个电气气设备运运行状况况；单控控制系统统操作为为闭环控控制，以以检查现现场控制制层单闭闭环控制制系统的的运行状状态；异异常操作作为生产产运行发发生异常常工况时时，系统统及时切切换到规规定的处处理程序序。2联机机控制工工作方式式：包括括监控层层对现场场控制层层实时监监控，现现场控制制层对现现场流程程实时测测量与控控制。工作原理理及过程程：系统统启动后后，首先先启动真真空控制制系统、恒恒压供水水控制系系统、流流程巡检检系统，在在真空作作用下将将粗甘油油吸入蒸蒸馏釜，通通入蒸馏馏釜粗甘甘油液位位不能太太高，也也不能太太低，太太高易泛泛液，太太低设备备有危险险，由进进料控制制系统控控制蒸馏馏釜的液液位。当蒸馏釜釜粗甘油油液位到到达工艺艺设定液液位后，启启动蒸馏馏釜温度度控制系系统，在在蒸馏釜釜温度控控制系统统作用下下，将由由甘油、水水及其他他易挥发发性杂质质等组成成的低沸沸点组分分汽化，和和由有机
