项目三DCS控制系统组态与仿真运行

1、加热炉装置DCS系统组态与运行南京化工职业技术学院仪表维修工（高级）项目实训该报告项目课题 DCS系统组态与仿真运行专 业班 级学 号姓 名指导教师2012 年5月10日1 / 20加热炉装置DCS系统组态与运行第一章前期设计1.1工艺设计要求一、工艺简介众所周知，加热炉是化工生产工艺中的一种常见设备。对于加热炉，工艺介质受热升温或同时进行汽化其温度的高低会直接影响后一工序的操作工况和产品质量。当炉子温度过高时，会使物料在加热炉里分解，甚至造成结焦而产生事故，因此，一般加热炉的出口温度都需严加控制。现有一套加热炉装置，原料油经原料油加热炉（设备号T101）加热后去1号反应器，中间反应物经中间反

2、应物加热炉（设备号T102）去2号反应器反。如下图 1-1所示：去二丹加时个中回反豆轼IFlQt青科油低够TR：L原料油加热炉T13中间反应物加想历图11加热炉装置工艺流程图2 / 20加热炉装置DCS系统组态与运行工艺要求测点清单表1 1工艺要求测点清单表序号位号描述量程单位I/O类型备注报警要求周期（秒）压缩方式和统计数据1.TI 101原料油加热炉出口温度0-600CRTDPt100热电阻H:90%; L:10%1低精度报警和记录2.TI-106原料油加热炉炉膛温度0 600CTCK型热电偶H: 90%; L:10 %：1低精度报警和记录3.TI 107原料油加热炉辐射段温度0 1000

3、CTCK型热电偶H: 90%;L : 10%：1低精度报警和记录4.TI-108原料油加热炉烟囱温度0 300CTCE型热电偶H: 90% ;L : 10% 11低精度报警和记录5.TI 111加热炉热风道温度0-200CTCE型热电偶H: 90%; L:10 %1低精度报警和记录6.TI-102反应物加热炉炉膛温度0-600CTCK型热电偶H:90%; L:10%1低精度报警和记录7.TI 103反应物加热炉入口温度0 400CTCK型热电偶H:90% ; L:10% 1低精度报警和记录8.TI-104反应物加热炉出口温度0-600CTCK型热电偶H: 90%;L : 10%1低精度报警和记

4、录9.PI 102原料油加热炉烟气压力-100-0PaAI不配电4 20mAH: 90%; L:10 %1低精度报警和记录10.LI-101原料油储罐液位0-100%AI不配电4 20mAH: 90%;L : 10%1低精度报警和记录11.FI-101加热炉原料油流量0-500M3/hAI要求配电4 20mAH:90%; L:10%1低精度报警和记录12.FI-104加热炉燃料气流量0-500M3/hAI要求配电4-20mAH:90%;L : 10%1低精度报警和记录13.PV 102加热炉烟气压力调节阀AO输出4 20mA14.FV 104加热炉燃料气流量调节阀AO输出4-20mA15.LV

5、-1011液位调节阀1AO输出4 20mA16.LV 1012液位调节阀2AO输出4-20mA17.KI 301泵开关指示DI开关量输入（干触点）18.KO 302泵开关操作DO开关量输出（干触点）7 /20加热炉装置DCS系统组态与运行三、工艺控制方案要求1、控制要求原料油加热炉烟气压力PI102需要进行控制，需要保持烟气压力为负压，通过调节 烟气输送泵来控制加热炉烟气压力，压力测量信号为PI-102 ,控制输出到调节阀信号是PV-102,回路号为PIC-102,控制回路原理方框图如12所示。原料油储罐液位（LI-101 ）调节采用分程控制，回路自动时 A阀（LV 1011）、B阀 （LV-

6、1012）采用B=1.0-A的方式调节，在手动时，A阀、B阀都可以分别手动调 节。控 制回路原理方框图如1-3所示。原料加热炉出口温度（TI-101）需要进行控制，由于加热炉具有较大的时间常数和纯滞后时间，简单的单回路控制效果不理想.在操作过程中，燃料气流量的波动是温度的主要 干扰因素。因此，采用加热炉出口温度对燃料气流量 FI104的审级控制。这样 的控制可 以在燃料气流量发生的变化尚未影响到加热炉出口温度之前，通过内环的控制作用先行调 节，快速减少甚至消除燃料气流量的干扰，从而改善控制质量.其中副回路（内环）是流量控制，流量测量信号为FI-104/制输出到调节阀信号是FV-104,回路号为

7、FIC-104。主回路（外环）是温度控制，温度测量位号为TI-101,回路号为TRC101。控制回路原理方框图如1-4所示.2、累积要求对进入原料油加热炉的原料油流量FR-101进行累积,一定权限的操作者可以手动将累积值清零。表1-1控制回路统计表序号控制方案注释、回路注释回路位号控制方某PVMV01加热炉烟气压力控制PIC-102单回路PI 102PV 10202原料油储罐液位用分程控制LIC 1011分程控制LI101LV 1011：LV-101203原料加热炉出口 温度与燃料气流 量串级控制原料加热炉出口 温度控制FIC104串级内环FI-104FV104燃料气流量控制TIC 101串级

8、外环TI-101LI101（1）单容水箱液位控制系统结构方框图LIC-101LV101LI-101图1-2（2）复杂控制系统结构图13 /20加热炉装置DCS系统组态与运行图1 31。2 DCS系统设计要求 一、DCS系统规模配置表1-2 DCS系统规模配置表数量IP地址备注控制站102主控卡和数据转爰卡均冗余配置工程师站1130注释：工程师站130操作站A5操作站A 131、操作站B 132、注释：操作员站131、操作员站132、图14 DCS系统规模配置示意图14 /20加热炉装置DCS系统组态与运行、用户授权设置表1 3用户授权管理要求表权限用户名用户密码相应权限特权+系统维护SUPER

9、_PASS WORD_001全部特权系统维护SUPCONDCSPID参数设置、报表打印、报表在线修改、报警查 询、报警声音修改、报警使能、查看操作记录、查 看故障诊断信息、查找位号、调节器正反作用设置、 屏幕拷贝打印、手工置值、退出系统、系统热键屏 蔽设置、修改趋势画面、重裁组态、主操作站设置工程师+工程师1111PID参数设置、报表打印、报表在线修改、报警查 询、报警声音修改、报警使能、查看操作记录、查 看故障诊断信息、查找位号、调节器正反作用设置、 屏幕拷贝打印、手工置值、退出系统、系统热键屏 蔽设置、修改趋势画面、重裁组态、主操作站设置操作员操作员甲1111重载组态、报表打印、查看故障诊

10、断信息、屏幕拷 贝打印、查看操作记录、修改趋势回囿、报警查询操作员操作员乙1111重载组态、报表打印、查看故障诊断信息、屏幕拷 贝打印、查看操作记录、修改趋势回囿、报警查询15 /20加热炉装置DCS系统组态与运行三、监控操作要求1.操作小组配置操作小组3个，配置如图:操作小组名称切换等级加热炉工程师原料加热炉操作员反应物加热炉操作员数据分组分区:数据分组数据分区位号工程师原料油加 热炉参数LI-101 , PI 102, FI 101, FI-104 , TI1-06TI-107, TI 108,TI-111 , TI-101反应物加热 炉参数TI-102, TI 103, TI-104开关

11、量KI-301 , KO 302原料油加热炉LI 101,PI-102,FI-101 ,FI-104 , TI1 06 TI-107,TI 108, TI 111, TI-101反应物加热炉TI-102 ,TI-103, TI-104 , KI-301,KO3022、监控操作要求根据工艺要求，绘制工艺流程图，并合理设计操作画面，方便操作使用。当工程师进行监控时：可浏览总貌画面：虫他页标题内容1索引回向（待画面完成后添加）索引：工程师小组所有流程图、所有分组画 面、所有趋势回向、所有一览回向2温度参数所有温度I/O数据实时状态3压力#数所有液位I/O数据实时状态4液位参数所有液位I/O数据实时状

12、态可浏览分组画面:虫他页标题内容1常规回路LIC-101 ,PIC-102 ,TIC 101,FIC-101原料油加热炉参数LI 101,PI102, FI 101, FI-104, TI1-06TI-107, TI-108 , TI-111, TI-1012反应物加热炉参数TI-102 , TI-103 , TI-1043开关量KI-301 , KO-302可浏览一览画面:虫他页标题内容1加热炉装置数据一览表LI-101,PI-102 , FI-101, FI-104, TI 101 TI102, TI-103, TI 104TI1 06 TI 107, TI-108 , TI111,16

13、/20加热炉装置DCS系统组态与运行可浏览趋势画面:虫他页标题内容1液位一压力一流里LI-101,PI 102, FI-101 , FI 104,2温度TI-101 TI-102 , TI103, TI 104TI1-06 TI 107, TI-108 , TI 111,串级控制回路参数TI 101 ,FI-104,可浏览流程图画面:虫他页标题及文件名称内容1加热炉装置工艺流程绘制如图1 1所示的流程回向报表制作:制作班报表，记录PI-102, TI-101, TI-102, TI-106四组数据：要求每一小时记录一次数据,每天8:00,16: 00,0:00打印。样表如下表 13所示：表1

14、- 3加热炉报表（班报表）加热炉报表（班相表）_期_蛆姐直氾菜 年_月_目/间9：0010:00H：0012:001400ISC016:00内容描述裁据P1-1G2加瓢加烟1压力-751S-75.93-74.39-772S-7525-75.84-7M6-73TI-101加炮炉出口肩段430.65431 684%尽430.9S4302543076438 31432.兄TI-102反应物加共炉炉651 63650.35650.96651 -98回.35651 2164S.32TI-106加热炉炉增添属400.31485654676248S24481 69480.3547565480.12围绕着所提

15、的项目要求，用户需按照下述作业流程进行项目的实施加热炉装置报表（班报表）班_组组长记录员 年月日时间9:0010: 0011: 0012:0013:0014: 0015: 0016: 00内容描述数据PI-102加热炉烟气压TI-101加热炉出口温TI 102脍应物加热炉 炉膛温度TI 106加热炉炉膛温度17 /20加热炉装置DCS系统组态与运行第二章DCS系统硬件设计组态设计1.4设备安装1。5调试序号位号描述址桂单位I/O类型19.TI 101原料油加热炉出口温度0-600CRTD20.TI 106原料油加热炉炉膛温度0-600CTC21.TI-107原料油加热炉辐射段温度0 1000C

16、TC22.TI 108原料油加热炉烟囱温度0 300CTC23.TI 111加热炉热风道温度0-200CTC24.TI 102反应物加热炉炉膛温度0 600CTC25.TI 103反应物加热炉入口温度0-400CTC26.TI 104反应物加热炉出口温度0-600CTC27.PI 102原料油加热炉烟气压力100-0PaAI28.LI 101原料油储罐液位0 100%AI29.FI 101加热炉原料油流量0 500M3/hAI30.FI 104加热炉燃料气流量0-500M3/hAI31.PV-102加热炉烟气压力调节阀AO32.FV 104加热炉燃料气流量调节阀AO33.LV-1011液位调节

17、阀1AO34.LV-1012液位调节阀2AO35.KI-301泵开关指示DI36.KO-302泵开关操作DO18 /20加热炉装置DCS系统组态与运行、DCS系统控制站卡件的数目的配置1、信号卡件端子板统计表卡件型号卡件类型点数卡件数目配套端子 板型号端子板数 目模电流信号XP313AI102XP5202拟电压信号XP314TC72XP5202量电阻信号XP316RTD1pXP5201信模拟量输出XP322AO31XP52011号开关开关触点输入XP363DI1：1量信 号开关触点输出XP362DO114统计2、系统规模配置表主控卡数据转发卡型号XP243XP233数量22配置冗余冗余3、DC

18、S系统I/O卡件布置图 1#卡笼箱布置图4、I/O卡件测点分配表1 # 卡 笼 箱12340001020304050607冗余冗余XP 243XP 243XP233XP233XP313XP314XP314XP316XP322XP363XP362空卡主控卡数据转为二AITCTCRTDAODIDO1 #卡 笼 箱卡件插槽位置卡 件 通 道 位 置12340001020304050607141500LI101TI104TI107FV10101LI102TI105FV10202LI103FI101FV1030304TI101FI10205TI10206TI103070819 /20加热炉装置DCS系统组态与运行第三章DCS系统组态设计、用户授权设置1悟jM修加)11 4FT； Bgt-1*|枷 l J1而“fry ”。:一二、硬件组态1、新建组态文件2、主机设置(1)主控卡设置JkJ_l_J2JJJ口J I *! 了. jlYMg.lH |urA I- /醇m-X