儲罐保溫計量監(jiān)控系統(tǒng)設計方案儲罐液位控制

西安石油大學課程設計題目儲罐保溫計量監(jiān)控系統(tǒng)設計——--儲罐液位控制學院電子工程學院班級自動化１0０2班學號學生指導老師阮巖二零一三年六月目錄一.課程設計任務書．．。．....。。。.．。。．...。．.。．。．。．．.。．。.．．。．。。....．．．。．。．。．.....．.。。.....。..。。.。.3二.基本工藝流程．。．。。..．.。..．。.。．．．．．.．。.。.。..．。．．。.。....。.．.．.．..。.。...。。。．.。。。。.．。．..。.。。。．．．..．4三。組態(tài)軟件及發(fā)展歷史..。.．。．。。.。．．。。..。．。...．．．.．...。。。.．.。。。。．...．.。．..。．.．。.。．．．．．．.．.。?4四．儀表選型．。。。.。．.．..。。.。。。。．。.．.。。..．．．．。。。。。。．...。．。。...。。。．．。．。．.．。．。．..．。。..．.。．。.。.．。。....。...５五.系統(tǒng)分析與方框流程圖．.。．.．。..．...．.．..。．.。..．....．．．．.。．．．．．．．。．.６六。PIＤ參數(shù)的整定.．．。。。．。。.．..．。．．。。.．..。.。．。.。．。.．。．。．...。。。..。．。．.....．..。。．．.．.。．．。.6七。組態(tài)軟件運行畫面。。。。。。。.．。。..。．.．．．．。．．．．.。...。..．...。．．．..．。．。。．..．...。。．．。.。.。.。。。．7八.設計體會。.。..。.。..．。。..．。.．．。。．.。。.。。.。.。。。.。.。..。。。..．．。．...。。。。...．．.．．。。．.。。。。.....。10九。參考資料。。．。.。．．..．。．。。。。．.．..．..．．．。．。......。.。.．。．.。．．．。..。.。.．.。。。.．...。．..。.．.．..。。。.。..。．。．.．10《自動化儀表與過程控制》課程設計任務書題目儲罐保溫計量監(jiān)控系統(tǒng)設計－—－－儲罐液位控制學生姓名學號３14專業(yè)班級自10０2設計內(nèi)容與要求本次課程設計的目的是熟悉過程控制系統(tǒng)的組態(tài)和調(diào)試，掌握自動化儀表與過程控制的基本應用，加深和鞏固本課程及相關(guān)課程的知識，要求完成如下內(nèi)容：熟悉儲罐保溫系統(tǒng)的工藝流程,并在其工藝流程圖上標注儲罐液位控制，液位高報警（SP=2.85m）2。依據(jù)工藝流程和基本數(shù)據(jù)，對所用儀表作出選型；3。對控制回路畫出方框圖，寫出所選控制規(guī)律，及參數(shù)整定方法;4.了解組態(tài)軟件的歷史、發(fā)展及國內(nèi)外現(xiàn)狀,熟悉組態(tài)軟件的應用，利用力控組態(tài)軟件做出儲罐保溫計量監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)設計，并在報告中寫出組態(tài)過程如：I/O端口分配、Ｉ/O點組態(tài)參數(shù)說明、控制回路組態(tài)說明等。最終要求做出工藝流程畫面、趨勢畫面、報警畫面,并利用軟件提供的模擬對象，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制。５。完成課程設計報告。起止時間201３年6月17日至２０13年６月23日指導教師簽名2０１3年６月26日系(教研室）主任簽名2０13年６月２8日學生簽名2０13年6月2２日二。基本工藝流程中間產(chǎn)品需要保存在溫度穩(wěn)定的中間儲罐中。為防止產(chǎn)品被空氣氧化,罐頂采用低壓氮氣作氮封處理。為防止產(chǎn)品的結(jié)晶和反應，采用溫水換熱方式對儲罐進行保溫。三.組態(tài)軟件的概念和產(chǎn)生背景,發(fā)展

組態(tài)英文是“Cｏnｆigｕrａt(yī)ｉon”,是用“應用軟件”中提供的工具、方法、完成工程中某一具體任務的過程。組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(Superｖiｓorｙ

Ｃｏｎｔrol

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Acｑｕｉsiｔion,SＣADA）的自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境,能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法,其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和Ｉ／O產(chǎn)品，與高可的工控計算機和網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統(tǒng)集成.在“組態(tài)”概念出現(xiàn)之前,是通過編寫程序（如使用BASＩC、C、FＯRＴRAN等)來實現(xiàn)某一任務的，編寫程序不但工作量大、周期長,而且容易犯錯誤，不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個問題.“組態(tài)"的概念是伴隨集散型控制系統(tǒng)(Ｄｉｓtributeｄ

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Syｓｔems簡稱DCS）的應用產(chǎn)生的,如DCS組態(tài)，PＬC梯形圖組態(tài)。在其他行業(yè)也有組態(tài)的概念,如AutoCＡD,Ｐhｏtoshop，辦公軟件(ｐｏｗｅｒpoｉnt)都存在相似的操作，即用軟件提供的工具來形成自己的作品,并以數(shù)據(jù)文件保存作品，而不是執(zhí)行程序。組態(tài)形成的數(shù)據(jù)只有其制造工具或其他專用工具才一能識別.由于個人計算機的普及和技術(shù)的逐漸成熟，如何利用PＣ進行工業(yè)監(jiān)控,成為工業(yè)控制領(lǐng)域的重要研究方向，市場的發(fā)展使很多DＳC和PLＣ廠家主動公開通信協(xié)議，向“PＣ”監(jiān)控完全開放，這不僅降低了監(jiān)控成本,也使市場空間得以擴大，智能儀器、嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)場總線的出現(xiàn)，更使組態(tài)軟件成為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的靈魂。組態(tài)軟件是工業(yè)應用軟件的一個組成部分,其發(fā)展受到很多因素的制約，但應用的帶動對其發(fā)展起著最為關(guān)鍵的推動作用。未來，組態(tài)軟件的發(fā)展將主要表現(xiàn)為如下一些特征:（１）開放性技術(shù)組態(tài)軟件正逐漸成為協(xié)作生產(chǎn)制造過程中不同階段的核心系統(tǒng)，無論是用戶還是硬件供應商都將組態(tài)軟件作為制造范圍內(nèi)信息收集和集成的工具，這就要求組態(tài)軟件大量采用“標準化技術(shù)”這便于將局部的功能進行互連,如OPC.、Ａ以AcｔiveＸ控件、

COM／DＣOＭ處理機方向發(fā)展,管理的數(shù)據(jù)量越來越大。當軟件功能不能滿足用戶特殊需要時，用戶可以根據(jù)自己的需要進行二次開發(fā)。現(xiàn)在大部分自動化系統(tǒng)的硬件和軟件不是由同一個廠商提供，軟件部分與硬件發(fā)生分離，不同廠家的軟件也需要實現(xiàn)互連，這樣就為組態(tài)軟件的發(fā)展提供了可以充分發(fā)揮作用的舞臺。(2）構(gòu)造信息平臺生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫存儲和檢索是連續(xù)變化的過程數(shù)據(jù)，現(xiàn)在越來越多的用戶通過實時數(shù)據(jù)庫來分析生產(chǎn)情況、匯總和統(tǒng)計生產(chǎn)數(shù)據(jù)，作為指揮、決策的依據(jù)，如何使實時歷史數(shù)據(jù)能夠進入企業(yè)信息管理系統(tǒng)，是現(xiàn)代信息工廠迫在眉睫的需求。四。儀器儀表的選擇１、溫度傳感器:JＷＢ一體化溫度變送器主要技術(shù)指標：?供電電壓：24VＤC?輸出形式：4—2０MA，0—１0MA，0-5V,１——－5V?量程:根據(jù)所選用傳感器不同而有所不同?引線:引線可分為二線或三線，引線的阻值不得超過5０歐

精度:1級,0.5級、0。25級

儲存環(huán)境:-20－—-200℃２、壓力傳感器：RL－P－Y壓力傳感器／壓力變送器主要技術(shù)指標:測量范圍:－０。1-250Mpa內(nèi)各量程任選?輸出：ｍv信號；4—20ＭA。，0－５V,1－5Ｖ，0-１０V?測量介質(zhì):對不銹鋼無腐蝕的氣、液體,漿狀介質(zhì)使用平膜無腔型接嘴?工作方式:絕壓、表壓、負壓、?工作溫度:－20-85℃?精度:±0.１％FS，±0。２５%ＦS，±０。5%FS?供電：24VDC?過載能力:1５０％F·S?振動影響：對于１０HZ－１HZ的機械振動，輸出變化小于±0。1%FS?溫度補償：0－—７0℃,補償值≤０．02％F·Ｓ／℃3、液位儀表ＲＬ-ＹW液位變送器全封閉式電路,具有防潮、防結(jié)露、防滲漏功能?量程:０～１0ｍ

可選不銹鋼管（軟、硬兩種）液位變送器，適應惡劣環(huán)境,性能更優(yōu)。?可選分體式、一體式?精度：±0.１％FS、0。２5％FＳ、0.5%Ｆ?供電：2４ＶDＣ

輸出:４～2０ｍＡ、0~5VDC、1~5ＶD?工作溫度:－20℃～＋６0℃?適用于液位測量（有腐蝕性的介質(zhì)請指出）?密封級別：高等級ＩP68五．系統(tǒng)分析與方框流程圖中間產(chǎn)品需要保存在溫度穩(wěn)定的中間儲罐中。為防止產(chǎn)品被空氣氧化,罐頂采用低壓氮氣作氮封處理。為防止產(chǎn)品的結(jié)晶和反應,采用溫水換熱方式對儲罐進行保溫.當來料量增加時,主罐內(nèi)的液位會上漲。當液位高于２。8５米時，超過警戒液位線,系統(tǒng)會進行報警，并開始進行液位調(diào)節(jié)。直到液位下降到安全液位時系統(tǒng)恢復正常.液位控制器液位控制器液位控制閥門液位液位測量器六．PID參數(shù)的整定在選擇了調(diào)節(jié)規(guī)律和調(diào)節(jié)器之后,下一步的問題就是整定參數(shù)，以得到某種意義上的最佳過渡過程,和最佳過渡過程相對應的調(diào)節(jié)器參數(shù)值稱為最佳整定參數(shù)。一般較通用的標準是上面所述的典型最佳過程,即要求在階躍擾動下被調(diào)量得波動具有衰減率在０。７５左右,在這前提下盡量滿足準確性和快速性,即絕對誤差的積分時間最小。在這里我們選用衰減曲線法進行參數(shù)的整定，衰減曲線法是在總結(jié)“穩(wěn)定邊界法”和其他一些基礎方法的基礎上,經(jīng)過反復試驗得出來的。這種方法不需要得到臨界振蕩過程即可求得比例度，步驟簡單,比較安全。假定是要求衰減率達到０．７5的過程,先把調(diào)節(jié)器改成比例作用（Ｔi＝∞，Ｔd=0)，放在某一比例度，由手動投入自動，在達到穩(wěn)定狀態(tài)后，適當改變給定值，觀察調(diào)節(jié)過程的衰減比，如果達不到衰減比1/4,則相應改變比例度，直到達到規(guī)定衰減比為止，記下此時的比例度Pｓ以及周期Ts1,然后根據(jù)相應的經(jīng)驗值公式選取參數(shù).在采用PＩD調(diào)節(jié)規(guī)律時,為了避免在切換時由微分作用引起初始振蕩,可先將比例度放在稍大的數(shù)值，然后放積分時間，再慢慢放上微分時間，最后再把比例度減小到計算值。ＰIＤ調(diào)節(jié)規(guī)律下的公式如下經(jīng)整定后的參數(shù)為，，七。組態(tài)軟件運行畫面1、工藝畫面趨勢畫面報警畫面４、策略圖八。設計體會通過本次課程設計，讓我對工業(yè)流程以及工業(yè)控制有了初步的了解。