基于對連續(xù)化工工藝對象的設計與分析

本文格式為Word版，下載可任意編輯——基于對連續(xù)化工工藝對象的設計與分析經典的PID系統(tǒng)自動調理程序，能夠有效的實現(xiàn)系統(tǒng)可靠的運行。

2鍋爐系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)工藝。A、B原料在催化劑C下反應生成主產物D和副產物E。

主反應：2A+B—>D

副反應：A+B—>E

在原料A與原料B混合參與反應罐，最終看生成物D產品的累積量。研究可知冷凝管線上的A循環(huán)泵的開啟及反應速率的快慢影響著原料的轉化率，同時閃蒸灌的壓強最為關鍵。綜述，試驗中原料A過量。

（2）控制要求。本方案在滿足對生產安全的基礎上確定的，并且考慮生產控制要求、效能、環(huán)保等，鍋爐是本次分析研究的主要對象。對控制對象、被控變量，同時結合串級控制、單回路控制等多種控制方式基于pcs7控制程序，高效便利的解決化工工藝。

（3）系統(tǒng)要求。A、B、C進料比約為：9：3：1;反應器溫度范圍80-110度;閃蒸罐壓力范圍20–120KPa;產量的出口濃度要求在79%以上。

3鍋爐控制系統(tǒng)的實施

（1）系統(tǒng)I/O分派表及硬件組態(tài)。根據控制對象，整個生產系統(tǒng)包括14個模擬輸入量，27個模擬輸出量以及8個數(shù)字量輸入。硬件組態(tài)的建立和選擇，根據設備所對應的訂貨號。如主控制器為SIMATICS7-400系列CPU，型號為412-5H以及在pcs7環(huán)境下，對自動控制（AS）組態(tài)完成硬件通訊。

（2）順序編程控制系統(tǒng)。根據控制對象和被控對象以及開車順序，SFC是一種順序的控制系統(tǒng)。合理設定各個參數(shù)，實現(xiàn)對功能流程的可靠生產控制。與此同時，CFC控制變量中常有的模塊有：輸入輸出、加法、乘法、條件、PID等。根據工藝確定被控變量的控制方法，完成連續(xù)功能圖時PID模塊管腳的設置以及整定PID參數(shù)，順序控制流程圖如圖1所示，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

4實施及分析

（1）根據設計的方案在SMPT-1000實訓裝置進行工藝試驗以及調試PID參數(shù)整定任務。整個工藝流程中，混合灌的液位控制在35%、反應器的液位60%、壓強129.37、溫度101℃。閃蒸灌液位29%。壓強45KPa、冷凝管的液位88%、出口流量11kg/s。試驗結果如圖2所示：

（2）結果分析：1）F1103和F1105是一個對應的關系。F1105等于F1103乘K系數(shù)，只有這樣才會產生更多的D產品。閃蒸汽的壓強波動一下也沒什么關系。2）反應器R101的壓力主要通過溫度來調理，壓力的大小不能超過系統(tǒng)的要求，當超過某一數(shù)值時，會引起爆炸風險的存在。3）冷凝管中既有物質A，還有雜質，循環(huán)中乘以系數(shù)k。冷凝管液位的設置也很關鍵，由于原料A在反應后余留量一般是很少的，這里就值得注意的是液位的控制，從而循環(huán)進行。4）其中發(fā)現(xiàn)閥門的開度不能大起大落，控制要適合，只有這樣在調理PID后，系統(tǒng)比較穩(wěn)定有效的進行下去。PID調理環(huán)節(jié)一定要多嘗試記錄數(shù)據，比較中選擇最正確值。還有調試的過程進料比要變比的進行，具體參考基于催化劑與變進料比控制的化工生產反應速率及轉化率的研究。

5結論

本文對化工生產控制方案的設計，基于pcs7控制系統(tǒng)在SMPT-1000仿真試驗平臺對所設計開車順序控制的試