廖育梅

摘要：本文針對(duì)連續(xù)過程控制系統(tǒng)的控制要求，利用西門子PCS7軟件進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)和程序設(shè)計(jì)，并在西門子過程控制仿真平臺(tái)SMPT-1000上進(jìn)行過程控制系統(tǒng)的仿真。

前言

大多數(shù)的過程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)會(huì)很復(fù)雜，要求的被控變量多，影響因素多。其運(yùn)行狀態(tài)多變，難以控制，不僅影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，而且決定了生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，對(duì)連續(xù)過程控制的控制策略進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高資源利用率，是工業(yè)控制領(lǐng)域的一個(gè)重大問題。本文通過對(duì)控制系統(tǒng)的控制要求進(jìn)行分析，利用西門子PCS7進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)和程序設(shè)計(jì)，并在西門子過程控制仿真平臺(tái)SMPT-1000上進(jìn)行過程控制系統(tǒng)的仿真，能得到較好地控制效果。

1工藝分析

由圖1-1可知，此生產(chǎn)工藝需設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，物料AB混合后，在催化劑的作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而生成我們需要的產(chǎn)品 D，雜質(zhì)物料由副產(chǎn)物 E及沒有反應(yīng)的反應(yīng)原料A、B、催化劑C 組成。

控制工藝要求如下：

（1）反應(yīng)物料A、反應(yīng)物料B、催化劑C 比值為：9：3：1;

（2）反應(yīng)罐溫度范圍：20-125℃;

（3）反應(yīng)罐液位范圍：0%-100%;

（4）反應(yīng)罐壓強(qiáng)范圍：101–135KPa;

（5）閃蒸罐壓強(qiáng)范圍：30–70KPa;

（6）產(chǎn)品D的輸出濃度達(dá) 80%及以上。

2控制設(shè)計(jì)

針對(duì)工藝要求，設(shè)計(jì)了混合罐液位單閉環(huán)控制CFC組態(tài)、反應(yīng)罐液位單閉環(huán)控制CFC組態(tài)、閃蒸罐液位LI1201單閉環(huán)控制CFC組態(tài)、冷凝罐液位單閉環(huán)控制CFC組態(tài)、混合罐出口流量單閉環(huán)控制CFC組態(tài)、加熱蒸汽流量單閉環(huán)控制CFC組態(tài)等幾種CFC組態(tài)，以其中的兩種為了講解。

1）混合罐液位單閉環(huán)控制CFC組態(tài)

混合罐液位主要受物料AB流量及出口流量FI1103的影響，考慮到A，B之間進(jìn)行比值控制，則只需控制一路進(jìn)料流量即可，進(jìn)而很好的控制混合罐液位。由第二章判斷控制器正反作用的方法可知此控制器為正，設(shè)定值為45，控制器投手動(dòng)。

2）反應(yīng)罐液位LI1102單閉環(huán)控制CFC組態(tài)

反應(yīng)罐液位對(duì)于罐體溫度和壓強(qiáng)有直接影響，反應(yīng)罐堆積的液位越高，與冷卻水接觸的表面積越大，冷卻效果越好。反應(yīng)罐液位主要受混合物料出口流量FI1103及反應(yīng)罐出口流量FI1105的影響，由于FV1103用作系統(tǒng)增大負(fù)荷的操作閥，所以利用反應(yīng)罐出口閥FV1105作為此回路的操作閥。

3控制效果

在我們的上位機(jī)進(jìn)行硬件組態(tài)之后，就需要與實(shí)驗(yàn)仿真設(shè)備SMPT-1000進(jìn)行通訊，我們通常使用MAC地址通訊，此時(shí)需要在組件視圖中的Option設(shè)置PG/PC接口，完成通訊后，就可將CFC，SFC程序下載到CPU中，在仿真設(shè)備SMPT-1000中的對(duì)應(yīng)工程中進(jìn)行程序仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，有下列各被控變量的曲線趨勢圖。

4結(jié)論

針對(duì)控制要求，基于PLC設(shè)計(jì)的連續(xù)過程控制系統(tǒng)在達(dá)到各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的要求下，做到又快又穩(wěn)，而且實(shí)現(xiàn)原料A的平穩(wěn)回收利用，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)效率較高，產(chǎn)品積累量較大。

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