甲醇装置集散控制系统设计

AdvanTrol-Pro软件，掌握软件的使用方法以及控制系统据分组、系统控制方案的选择、画面、报表内容等；；对设计好的系统进行工艺现场本次甲醇装置设计的主要流程是原料甲醇由槽进入蒸发器加热，水洗后经过加热到蒸MethanolprojectcollectinganddistributingcontrolsystemdesignMethanolisanimportantchemicalproductsandrawmaterialsproduction,andlocatedinoneofcleanenergyinthefuture,astheworldpetroleumresources,reduceandmethanolproductioncostisreduced,thedevelopmentusemethanolnewalternativerawmaterials,has eatrend.Asproductionprocessautomationinthefieldofcollectinganddistributingcontrolsystemistousethecomputertorealizetheindustrialprocessautomaticcontrolsystem,industrialcontrolmachineistheinputandoutputofdigitalsignal,thecollectedsignalsorsenttotheactuatorismostlyogsignal,intheadvancedDCScontrolsystem,includeproductionofcommand,schedulingandmanagementThemethanolprojectdesignisthemainprocessoftherawmaterialofmethanolbyintotheevaporatorheat,afterwashaftermethanollayerheatedtoevaporator,saturatedbymethanolandmixwithwatervapor;Thenthroughtheheatertoheat,theflamearresterandheaterintooxidationreactor;Undertheactionofcatalyst,themajorityofmethanolisconvertedtoformaldehyde.Intothegascoolsintotheabsorptiontower,withacertainconcentrationofformaldehydeaqueoussolutionabsorption,reoccupydiluteformaldehydeorwaterabsorptiongasisremovedfromthetopofthetower,whicharenotabsorbedtotheexhaustgasboilercombustion,provideheatenergy.Accordingtoitstechnologicalsystemcharacteristic,theobjectiveofthecontrolsystemisdesignedbyzhejiangcentralDCScontrolsystem,throughthedifferentlevelsofuserdefinedintheconfigurationsoftwaretoensurethattheauthorityoperation,thenthedataforwardingcardconfiguration,I/Ocardconfiguration,I/Opointconfiguration,theconventionalcontrolschemeconfiguration,configurationgeneralappearance,configuration,groutrendpictureconfiguration,suchasconfiguration,flowchart,reportformstakepictureonebyonetocarryonthedesign,tomeettherequirementsofcontrol,toachieveautomatic:methanol;Collectinganddistributingcontrol;Theflowchart;Theautomatic目 绪 甲醇的发展现 DCS控制系统的发展现 甲醇装置方案设计论 DCS控制系统优 与和利时控制系统的比 方案总 硬件设 JX-300XP系统主要的卡件型号及性 现场控制站的设 工程师站的设 操作员站的设 过程控制网络的设 现场仪表的选 温度变送器的选 压力变送器的选 流量变送器的选 液位变送器的选 执行器的选 调节阀型号的选 气开气关阀的选 系统的软件设 系统软件的结 系统组态的设 用户管理的设 系统组态主机的设 系统组态数据转发卡的设 I/O卡件组态的设 I/O点组态的设 常规控制方案组态的设 系统组态操作小组的设 总貌画面组态的设 趋势画面组态的设 分组画面组态的设 一览画面组态的设 流程图的设 报表画面的设 系统的运 参考文 谢 附录 附录

1，甲醇是一种透明、无色、易燃、的液体，略带味，－97.8度，沸点64.8度，闪点12.22度，自燃点47度，相对密度0.7915(20度/4度)极限下，148480280田甲醇厂、陕西长庆油田、江油甲醇厂等，生产规模多在10万公吨/年左右，610吨/年以上，最大的为60万公吨/年。拟建装置总产能为213万公吨/年。国内每年进口大量甲醇来满足市场需求，市场价格趋向国际市场化。近年来，国内、醋酸 DCS自其诞生开始，便展示了强大的功能以及高可靠性，它对工业自动化控制不同厂家的产品不能互相兼容；不具备人工智能，不能进行事故分析；不能通过检修及价格较高等问题当前影响DCS发展的几种主要技术有现场总线控OPCCOM引入工业过程的一种工业标准。它的原理是旨在DCSFCS技术，明显，如节省，省时省力，这无疑将会是DCS发展的重要方向。集散控制系统又名分布式计算机控制系统,国外最早称为分散控制系统,即DCS(DistributedCon-trolSystem)。后来叫集中(总体)分散控制系统(TotalDistributedControlSystem),DCS,图像显示技术(即4C技术)的应用成果,集中了连续控制、批量控制、顺序逻辑控制和功能的计算机综合控制系统其主要特征是:集中管理,分散控制自19751TDC-200020多年中,各类集散控制系统广泛应在化工、、冶金及电力行业中,应用效益最直接、最明显的系统应当是工业过程控制系统,DCS(DistributedControlSys-tem)。目前在化DCS信号,数据传输精度较高。目前现场仪表与控制器之间的信号大都沿用DDZIII型仪表的模拟信号规格,4～20mADC1～5VDC,属于单方向的模拟信号通信,具有现场仪表能上传或接受信号的通信瓶颈现象,而且系统检测精度高,和纠错能力好；操作人员在控制室对现场仪表进行诊断和组态。由于DCS采用传统的模拟信号作为I/O信号,所以可以在工程师站上对现场仪表进行诊断和I/O卡件和电缆,种类多,传输方式,大量的电缆要进DCS,电缆和I/O卡件的采购、安装和成本很低；PID闭环控制功能没有限制；由于DCS的控制功能由控制器实现,而且每个控制器要完成多路闭环控制,因此控制周期短。目前DCS的闭环控制频率在2～5次/sDCS实现分散控制、集中管理,DCS的管理功能主要是和协调开放性和通用性好不同品牌的DCS系统的软硬件均不通用,DCS扩充成本低、升级容易。这些问题在DCS大量投入运行后逐渐出来,企业在DCS的运行、和扩建成本及时降下来,影响了化工企业信息化程度的提高,促进DCS集散控制系统的问世标志着仪表计算机控制系统进入一个新的历史时期，20多年中,3代更新,技术已相当成熟，形成的标准和系列也得到了世界的,它是自动化过程控制的一个里程碑。尽管传统DCS最终自身开放发展等,目前DCS仍是我国主要的自动化过程控制系统。HOLLiASMACS系列分布式控制，它是和利时公司在的新一代DCS和利时始创于1993年，是一家从事自主设计、制造与应用（DCS、工厂自动化（PLC及驱动)、核电站数字化仪控系统、高速铁路、城市轨为企业，经营各有特色，产品定位准确，现已形成强大的市场合力与品牌影响HOLLiASMACS-F分布式控制系统适合于中大规模高密度安装的项目，采用FMI/O空间较小的场合，并且I/O能够分布安装，大幅度节省I/O电缆。HOLLiASMACS-F1万点；单机柜含端子最1056I/OI/O模块异地安装；I/O模块可以随用户现场需要本地安装、分散安装或安装；采用机架式集中电I/O供电，具有高性价比的特点。JX-300XP型DCS控制系统进行甲醇项目的设计。的内容，从在EPROM(ErasableProgrbleReadOnlyMemory)中的功能模块目的。操作员站根据组态提供的内容，实现对系统生产状况的。在被控制的设备或过程中,控制系统设计时选取的被控参数和控制参数不同，1图3- 系统结构采用了多层次分级的结构形式，以适应现产控制与管理的需要。它从问世至今只有十多年的历史，但却经历了一系列。它继承和发展了常规仪表控制系统和集散控制系统的出现是工业过程控制发展史上的一个里程碑。从世界范围看，WebFieldJX-300XP是浙江中控推出的基于Web技术的网络化集散控制系统。其主要优势是与简单等许多优点该DCS系统能够对汽油调和过程提供高效优质的画面提过程控制的稳定性和协调性，同时DCS系统提供了实现优化计算与浙江中控JX-300XP系统内部硬件结构主要包括控制站(ControlStation，简称CS)，工程师站(EngineerStationES)，操作员站(OperatorStationOS)，的信号点，并下达操作员令到控制站，同时对一些实时或历史数据进行操作处理。工程师站是对工艺过程进行组态、生成工程文件。浙大中控JX-300XP整体采用的通信网络结构包括三层，第一层为信息管理网，采用以太网络(TCP/IP)，制站、工程师站等的连接和双重化通信。第三层为控制内部网络(SBUS)，用于J-300X系统硬件系统的模拟量输（I卡件采用了智能调理和先进的信号前端处理技术，由卡件上的微处理器控制，将信号调理和D转换合二为一，使每块模拟量输入卡具有信号智能调理和处理的能力提高了I/卡件的可靠性独性同时也有助于功能扩展机笼内部采用板级热冗余技术卡件可根据需要实现1∶1热备份当任一设置为冗余方式的工作卡件发生故障时备用卡件即迅速自动切换整个系统仍按原进程工作不影响整个系统的工作状态用户可以根据需要对I/O卡选择全冗余部分冗余或不冗余系统通过软硬件措施确保冗余I/卡之间满足输入/输出相容性原则。一般的控制站的卡件型号、卡件名称和性能要求如下：243----控卡（tII----责，控制和通信，10Mbps；233 据转发卡----SBUS总线标准，用于扩展IO单元；XP244----通口卡（ScnetII）---- 6输入，可配电，点点，可冗余；XP314----电压信号输入 热电阻信号输卡----4点输入，点点，可冗余；XP335----脉冲量信号输入 4路输入，分 XP322-XP361----电平型开关量输入卡----8路输入，统一 晶体管触点开关量输出----XP363----触点型开关量输入卡----8路输入，统一 理单元，完成整个工业过程的现场及控制,是DCS的，DCS由它实现对现场过程信号进行输入/输出、、反馈控制、顺序控制等。图3- 机柜0.5）机柜底部安装有两根接地铜条，机柜正面的接地铜条接系统保E（PE5V,24V给系统卡件供电。I/O端子板组件提供电源；控制器组件：控制器机柜正面的上部，是完成现场控制站实时现场数据和转换的智能单元。加灵活的控制方案，并为维修带来极大的方便。I/O3-3所示，I/O20条导轨，用于固定卡件；每个槽位有具体的分工：2块主控卡，216I/O卡件。I/ODB94个针式插SBUS22个；下22个。图3- I/O机笼工程师站是为专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和工具，用于工程设计、系统扩展或修改。基本组成包括显示器、主机、键盘、鼠标、工程师站狗、Windows2000/XP操作系统和组态软件包。、、、主机操作员键盘鼠标操作员狗ScentⅡ网卡操作台Windows2000/XP操作系统等以及实时软件。、配备的操作员键盘，其操作功能由实时软件支持，操作员通过键盘并配以鼠标就可实现所有的实时操作任务，操作员键盘共有96个按键，大致分在本文甲醇项目中，JX-300XPDCS的通信网络分三层，第一层网络是信息管Ethernet。信息管理网采用以太网络，用于工厂级的信息传送和管理，是实现第二层网络是过程控制网，称为SCnetⅡ。JX-300XP系统采用了双冗余工业以太网ScentⅡ作为其过程控制网络。它直接连接了系统的控制站、操作站、工程师性，通过接挂网桥，ScentⅡ可以与上层的信息管理网或其他厂家设备连接。第三层网络是控制站内部I/OSBUSSBUSI/O控制总线，主控制卡、数据转发卡、I/O卡通过SBUS进行信息交换。如下图3-图3- JX-300XPDCS系统网络结在甲醇项目中，集线器起着很大作用，它是ScentⅡ网络中连接操作站计算机的传输距离。HUB配置基本原则：JX-300XP系统中，主控制站上必须采用架装的

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,3-543070K因此利用热电偶作为温度传感器的热电偶温度计在工业生产及科学研究中得到了K-WB变送器作为系统的温度变送器。4-11000MHAKK-WB系列温度变送器的技术参数为：热电阻测量范围PT100为-0.2%～0.3%。（0～1.5kPa压或真空，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧膜片上，通过片和元件内的4-2图4- 流量变送EJA10A0.075%-10～10kPa40～40inH2O)、-100～100kPa400～400inH2O)、-500～500kPa2000～2000inH2O)-0.5～14MPa70～2000psi)0.5～10kPa2～40inH2O)EJA110A差压流量变送器的方案可行。4～20mADC5～500kPa(20～2000inH2O)。液位变送器的优点：安装简单、使用方便，互换能力强；适合容器内液体介质的液位、界面的测量。除现场指示，还可配远传变送器、开关、检测功能齐全；指示新颖、读数直观、醒目、观察指示器的方向可根据用户需要选JYDBS500系列投入式静压液位变送器。JYDBS500系列投入式静压液位变送器是基于所测液体静压与该液体高度成正4～20mADC标准电流信号输出。图4- 液位变送JYDBS5004～20mA直流信号。ZJHP型气动单座调节阀是自动化控制系统中仪表的执行单元，采用电-气阀门，以电信号和压缩空气为动力，接受控制系统输入的0～10mADC或4～20mADC4-5所示，图4- 气动调节（1）药等工业生产过程的自动化调节和控制产品压力等级有PN1.6MPa4.0MPa、6.4MPaDN15～300mmZJHP型气动单座调节阀。的关闭

（SCReg（SCKeyl（SCLang（SCDrawEx（SCFormExk（Advanrol、（AdvTDCvr（AdvHisrdSvr、（AdvOPCLink（AdvOPCServer（AdvOPNet5-1所示。5-1身所具有的操作简便、可视性好、可性强、高性能、高可靠性等突出优点，可控制系统中的故障进行，分析判断故障原因,并可通过计算机直接控制甲醇装置的运行充分提高控制系统的工作效率和力度保障甲醇装置运行的可靠性用户管理软件的用户操作界面如下图5-2所示用户等级“工程师，用户名称为“池祥然后设置，点击“设置再点击“全增加最后点击“确定。在甲醇项目中，设置1个、1个工程师+、2个操作员作为项目的授图5-2用户操作界能，在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第编写HMI应用，5-31控制站、125-3S25-45-4I/O在甲醇项目中，I/O卡组态界面中选择I/O卡件页，如下图5-5所示 I/O卡件组态界I/O在甲醇项目中，IO卡组态界面中选择I/O点页，如下图5-6所示 I/O点组态界5-7所示。5-75-8在甲醇项目中，点击“总貌画面，弹出总貌画面设置框,点击“增加”按5-9所示为总貌画面。5-9在甲醇项目中，趋势画面组态用于完成实时趋势画面的设置,趋势画面设5-10所示。 的位5-11在甲醇项目中，一览画面在实时状态下可以同时显示多个位号的实时值及描述，弹