石化廠加熱爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計PPT課件

1、一、石化廠加熱爐的溫度控制系統(tǒng)總體任務(wù) 方案設(shè)計簡介 生產(chǎn)與生活的自動化是人類長久以來所夢寐以求的目標(biāo)，工業(yè)鍋爐過程控制包括鍋爐水溫控制、爐內(nèi)氣體壓力控制，燃燒子系統(tǒng)控制，本項目采用的是PID控制算法，使用JX-300 DCS完成對鍋爐內(nèi)溫度的控制。溫度控制采用經(jīng)典的PID控制，采集出口蒸汽溫度后，與系統(tǒng)設(shè)定值相比較，對其差值e (t)進(jìn)行PID運算，輸出控制驅(qū)動水調(diào)節(jié)閥開度，控制減溫水流量，從而控制蒸汽溫度。通過對主蒸汽溫度、閥門指令進(jìn)行分段函數(shù)處理的方式來輔助串級PID的調(diào)節(jié)。 第1頁/共62頁1、總體要求 根據(jù)控制方案選擇所需的檢測儀表、控制儀表和執(zhí)行裝置，按照控制要求進(jìn)行安裝、調(diào)試，使

2、系統(tǒng)能正常運行。第2頁/共62頁2、控制要求 基于前一階段的學(xué)習(xí)成果，本項目將按照控制系統(tǒng)開發(fā)與實施的基本流程控制方案確定儀表選擇軟、硬件開發(fā)（系統(tǒng)集成）系統(tǒng)仿真運行。 完成控制方案、儀表選擇、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、最后完成系統(tǒng)仿真。第3頁/共62頁3、控制任務(wù)分析 加熱爐的主要作用是把待加熱的物料加熱到規(guī)定的溫度后送出，因此要求自動控制系統(tǒng)能快速、準(zhǔn)確地克服擾動對加熱爐物料出口溫度的影響。對自動控制系統(tǒng)的要求主要體現(xiàn)在快速性和準(zhǔn)確性兩個方面。而影響加熱爐出口物料溫度的因素有以下幾個方面：燃料的流量（壓力）、物料的質(zhì)量、物料的流量，及負(fù)荷、物料的溫度、環(huán)境的溫度以及加熱爐的結(jié)構(gòu)。第4頁/共62頁

3、4、控制流程圖第5頁/共62頁5、控制方案的確定1)、原料油液位控制、單回路PID、回路名LIC-101控制框圖1第6頁/共62頁5、控制方案的確定2)、加熱爐煙氣壓力控制、單回路PID、回路名PV102控制框圖2第7頁/共62頁5、控制方案的確定3）、加熱爐溫度控制串級控制 內(nèi)環(huán)、FIC-104(加熱爐燃料流量控制）外環(huán)、TIC-101（加熱爐出口溫度控制）控制框圖3第8頁/共62頁任務(wù)二、石化廠加熱爐的溫度控制系統(tǒng) JX-300X系統(tǒng)硬件設(shè)計一、設(shè)備選型1、溫度檢測2、控制器（JX-300X)3、壓力檢測4、液位檢測5、執(zhí)行器6、流量檢測 第9頁/共62頁1、溫度檢測 熱電偶 WRNk-1

4、31鎧裝熱電偶型 號： WRNK-131分度號:K型測溫范圍: 0-1100C規(guī)格：不銹鋼保護(hù)管直徑:4mm長度L=1500mm鋼帶廠 鋼管廠 高溫電爐、烘箱、液體等測溫用探第10頁/共62頁 熱電阻WZP-230熱電阻 型 號： WZP-230分度號:PT100測溫范圍: -200-+420C規(guī)格：不銹鋼保護(hù)管直徑:16mm長度L=300*150mm安裝螺紋： M27*2第11頁/共62頁接線圖第12頁/共62頁2、壓力檢測儀表 壓力傳感器PPMT230A超高溫壓力變送器 高溫壓力變送器選用進(jìn)口高溫敏感元件制作成高溫壓力傳感器，探頭能在550高溫下長期穩(wěn)定工作。芯體與不銹鋼外殼之間采用激光焊

5、接工藝、使其完全熔為一體，內(nèi)充硅油或其它傳遞介質(zhì)，確保了變送器在高溫狀態(tài)下的安全使用，傳感器的壓力芯體與放大電路之間，用優(yōu)良材料墊片隔熱，并加有散熱裝置，內(nèi)部引線孔填充高效隔熱材料有效防止了熱傳導(dǎo)，保證放大轉(zhuǎn)換電路部分在允許溫度下工作。第13頁/共62頁性能參數(shù) 測量介質(zhì)測量介質(zhì)液體、氣體、高溫蒸汽等與液體、氣體、高溫蒸汽等與316L不銹鋼兼容的介質(zhì)不銹鋼兼容的介質(zhì)壓力類型壓力類型表壓或絕壓表壓或絕壓測量范圍測量范圍010KPa1MPa300MPa間任意選定間任意選定過載能力過載能力200%FS供電范圍供電范圍1036VDC信號輸出信號輸出兩線兩線420mA、三線、三線05VDC、三線、三線0

6、10VDC綜合精度綜合精度0.25%FS、0.5%FS包括包括(非線性、重復(fù)型、遲滯非線性、重復(fù)型、遲滯)長期穩(wěn)定性長期穩(wěn)定性0.3%FS/年年溫度誤差溫度誤差0.025%FS/環(huán)境溫度環(huán)境溫度-4080介質(zhì)溫度介質(zhì)溫度-40150/200/300/400800800；水冷式；水冷式1200第14頁/共62頁3、液位檢測 液位變送器型號BPY-800-K輸出信號：4-20MA二線制供電電源：12-36VDC典型24VDC精度：0.5%FS工作溫度-40+125測量范圍0.5-100米過載壓力120%FS第15頁/共62頁4、執(zhí)行器 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥ZJHN精小型氣動薄膜調(diào)節(jié)閥 產(chǎn)品特點： ZJH

7、N型精小型氣動薄膜雙座調(diào)節(jié)閥，閥體內(nèi)有兩個閥座，流體通過閥芯的上下密封面流出，不平衡力小，是一種平衡式結(jié)構(gòu)，允許使用壓差較大，適用于壓差大，流量大，泄漏量要求不嚴(yán)格要求的場合，廣泛應(yīng)用于石油、化工 、制藥、冶金、電站、等工業(yè)部門，控制氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)。第16頁/共62頁性能指標(biāo) 閥作用型式：氣關(guān)式或氣開式 附 件：定位器，手輪機(jī)構(gòu) 性 能：（帶定位器） 泄 漏 量：小于額定流量系數(shù)Kv的0.5% 基本 誤差：1.5% 回 差：1.5% 死 區(qū)：0.6% 始終點偏差：1.5% 可 調(diào) 范圍：30:1第17頁/共62頁主要技術(shù)參數(shù)準(zhǔn)確度：0.2級、0.5級、1.0級（首選）公稱通徑：DN4D

8、N200工作壓力：1.0 MPa、1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa介質(zhì)溫度：-20120（不銹鋼），-2060（UVPC），0120（PP）環(huán)境溫度：-2055供電電源：1、液晶顯示無輸出型，3.6V鋰電池供電（使用時間3年）2、脈沖輸出型a.無顯示脈沖輸出型，+524VDC供電b.液晶顯示脈沖輸出型，+1224VDC供電3、二線制4-20mA輸出型，+24VDC供電外殼防護(hù)等級：IP65防爆等級：本安型ExiaIICT4、隔爆型ExdIICT6傳輸距離：脈沖輸出信號遠(yuǎn)傳距離1000m第18頁/共62頁6、流量檢測 渦輪流量計LW系列脈沖輸出型渦輪 特點： LW液體渦輪流量計具有精度高

9、、重復(fù)性好、范圍度寬、下限流速低、可靠性高、安裝維護(hù)方便等特點，可廣泛用于石油、化工、冶金、造紙、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。第19頁/共62頁一、系統(tǒng)配置第20頁/共62頁2、DCS系統(tǒng)配置清單名稱名稱型號型號單位單位數(shù)量數(shù)量備注備注操操作作站站硬硬件件DELL服務(wù)器服務(wù)器SC430塊塊4操作臺操作臺SP072塊塊4操作員鍵盤操作員鍵盤SP032塊塊4打印機(jī)臺打印機(jī)臺SP072P塊塊1SCnet II網(wǎng)卡（雙絞網(wǎng)卡（雙絞線）線）SP023塊塊8第21頁/共62頁續(xù)控控制制站站硬硬件件機(jī)柜機(jī)柜SP202塊塊1機(jī)籠（含母板端子）機(jī)籠（含母板端子）SP211塊塊1電源箱電源箱SP251塊塊1冗余冗余電源機(jī)籠

10、電源機(jī)籠SP251塊塊1主控制卡主控制卡SP243塊塊1電流信號輸入卡（配電流信號輸入卡（配電）電）SP313塊塊1熱電偶熱電偶SP314塊塊2熱電阻信號輸入卡熱電阻信號輸入卡SP316塊塊1電流信號輸出卡電流信號輸出卡SP322塊塊1觸點型開關(guān)量輸入卡觸點型開關(guān)量輸入卡SP363塊塊2繼電器開關(guān)量輸出卡繼電器開關(guān)量輸出卡SP364塊塊1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡SP233塊塊2冗余冗余第22頁/共62頁3、測點分類統(tǒng)計表信號類型信號類型點數(shù)點數(shù)使用的卡使用的卡件件數(shù)量數(shù)量AI電流信號（4-20mA）4SP3131熱電阻1SP3161熱電偶7SP3144AO（4-20mA）正反輸出4SP3221DI

11、開關(guān)量輸入6SP3631DO開關(guān)量輸出6SP3641第23頁/共62頁1 12 23 34 40 00 00 01 10 02 20 03 30 04 40 05 50 06 60 07 70 08 80 09 91 10 01 11 11 12 21 13 31 14 41 15 5冗余冗余冗余冗余S SP P2 24 43 3S SP P2 24 43 3S SP P2 23 33 3S SP P2 23 33 3S SP P3 31 13 3S SP P3 31 16 6S SP P3 31 14 4S SP P3 31 14 4S SP P3 31 14 4S SP P3 31 14

12、4S SP P3 32 22 2S SP P3 36 63 3S SP P3 36 64 4S SP P0 00 00 0S SP P0 00 00 0S SP P0 00 00 0S SP P0 00 00 0S SP P0 00 00 0S SP P0 00 00 0S SP P0 00 00 01#數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡第24頁/共62頁任務(wù)三、石化廠加熱爐的溫度控制系統(tǒng)JX-300X系統(tǒng)軟件組態(tài) 第25頁/共62頁第26頁/共62頁第27頁/共62頁第28頁/共62頁第29頁/共62頁第30頁/共62頁第31頁/共62頁第32頁/共62頁第33頁/共62頁第34頁/共62頁第35頁/共62頁第36

13、頁/共62頁第37頁/共62頁第38頁/共62頁第39頁/共62頁第40頁/共62頁第41頁/共62頁第42頁/共62頁第43頁/共62頁第44頁/共62頁第45頁/共62頁第46頁/共62頁第47頁/共62頁第48頁/共62頁任務(wù)四、石化廠加熱爐的溫度控制系統(tǒng)調(diào)試、運行1、系統(tǒng)登錄第49頁/共62頁2、系統(tǒng)總貌第50頁/共62頁3、控制分組第51頁/共62頁3、趨勢圖第52頁/共62頁4、調(diào)整畫面第53頁/共62頁5、流程圖第54頁/共62頁6、數(shù)據(jù)一覽第55頁/共62頁7、故障診斷第56頁/共62頁現(xiàn)場維護(hù)一、DCS系統(tǒng)的日常維護(hù) 完善DCS系統(tǒng)管理制度。 保證空調(diào)設(shè)備穩(wěn)定運行，保證室溫變

14、化小于正負(fù)5攝氏度每小時，避免由于溫度、濕度急劇變化導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備上的凝露。 盡量避免電磁場對系統(tǒng)的干擾，避免移動運行中的操作站、顯示器等，避免拉動或碰傷設(shè)備連接電纜和通訊電纜等。 注意防塵，現(xiàn)場與控制室合理隔離，并定時清掃，保持清潔，防止粉塵對元件運行及散熱產(chǎn)生不良影響。第57頁/共62頁 嚴(yán)禁實用非正版軟件和安裝與系統(tǒng)無關(guān)軟件。 做好控制子目錄文件的備份，各自控制回路的PID參數(shù)、調(diào)節(jié)器正反作用等系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄工作。 檢查控制主機(jī)、顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤等硬件是否完好，實時監(jiān)控工作是否正常。 檢查故障診斷畫面，是否有故障提示。 系統(tǒng)上電后，通訊接頭不能與機(jī)柜等導(dǎo)電體相碰，互為冗余的通訊線、通信接頭不能碰在一起，以免燒壞通信網(wǎng)卡。第58頁/共62頁二、故障維護(hù)中的一些經(jīng)驗總結(jié)如下幾點1）DCS系統(tǒng)往往具有豐富的自診斷功能。根據(jù)報警，可以直接找到故障點，并且還可通過報警的消除來驗證維修結(jié)果。 2）通信接頭接觸不良會引起通信故障，確認(rèn)通信接頭接觸不良后，可以利用工具重做接頭，通信線破損應(yīng)及時更換。 3）某個卡件故障