连续生产化学反应器控制系统设计.doc

摘要:工业过程控制，温度是最常见参数的一部分，如果控制方案选择正确，将不会损坏过程控制设备，也不会对人身安全构成威胁。 因此，反应器温度和液位控制是重要的。 选择控制策略时，反应器设计是一个重要的问题，必须根据实际情况作出选择。本次毕业设计针对温度具有滞后性，液位波动较大等因素，专门设计了流量串级与双闭环比值的控制方案以达到较好的控制效果，并在调试设置PID参数时采用了小比值大积分的方法进一步使控制效果趋于完美。

化学反应连续生产是一个关键的化工生产设备，具有非线性、时变特性、复杂的被控对象大幅度变化、大时滞。结合控制要求，通过分析工艺流程，本论文设计了串级与比例PID分程控制方案。方案选定后，进行了硬件和软件的选择。硬件上选用西门子公司的S7-400 PLC，并用相应的STEP7软件编程。本次毕设连续化学反应生产器使用STMP-1000模拟。

关键词：温度；液位；串级PID；西门子S7-400PLC

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1课题的背景-1

1.2 化学反应器控制发展趋势-1

1.3本课题总体设计-2

2 系统控制方案设-3

2.1 工艺流程简介-3

2.2 控制需求分析-5

2.2.1反应物料的控制需求-5

2.2.2反应物料的控制需求-5

2.2.3反应器的温度控制需求-5

2.2.4反应器的压力控制需求-5

2.3对象特性分析-5

2.3.1反应器温度对象的特性分析-5

2.3.2反应器液位对象的特性分析-6

2.3.3闪蒸罐压力对象的特性分析-6

2.4控制系统设计-6

2.4.1 V101液位串级—比值控制系统-6

2.4.2 R101液位串级—比值控制系统-8

2.4.3 V102液位-流量串级控制系统-9

2.4.4 R101温度串级控制控制系统-10

2.4.5 R101温度串级控制系统-11

3 硬件设计-12

3.1 总体设计-12

3.2 系统接线-13

3.2.1电气原理图-13

3.2.2模拟量输入接线图-14

3.2.3模拟量输出接线图-15

3.2 硬件组态-16

4 软件设计-17

4.1软件总体设计-17

4.2 上位机（OS站）-17

4.3 下位机（AS站）-18

5 系统投运-19

5.1 系统开车顺序-19

5.2安全系统的设计-20

5.3趋势曲线-21

参 考 文 献-24

致    谢-25