石化廠加熱爐的溫度控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計第七組目錄工藝說明控制任務(wù)分析方案的確定各儀表的選取硬件的配置軟件組態(tài)系統(tǒng)調(diào)試、投運與維護總結(jié)工藝說明

加熱爐是將物料或工件加熱的設(shè)備。按熱源劃分有燃料加熱爐、電阻加熱爐、感應(yīng)加熱爐、微波加熱爐等。應(yīng)用遍及石油、化工、冶金、機械、熱處理、表面處理、建材、電子、材料、輕工、日化、制藥等諸多行業(yè)領(lǐng)域。方案的確定一、采用單回路方案控制出口溫度TTTC特點：對于爐出口溫度要求不高。單回路控制方案的方塊圖此方案的缺點加熱爐出口溫度是保證原油蒸餾分離的重要依據(jù)，一般要求恒值，并具備較高的控制質(zhì)量，采用上面的簡單控制方案很難滿足生產(chǎn)工藝的要求，這會帶來控制的滯后現(xiàn)象，故采用串級控制。此串級控制方案由物料出口溫度和燃料壓力組成。二、串級控制（改進）加熱爐的溫度-壓力串級控制系統(tǒng)控制規(guī)律的選擇在加熱爐溫度串級控制系統(tǒng)中，我們選擇原料油出口溫度為主要被控參數(shù)，原料油溫度影響產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，工藝要求嚴格，又因為加熱爐串級控制系統(tǒng)有較大容量滯后，所以，選擇PID調(diào)節(jié)作為主調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律?？刂聘眳?shù)是為了保證和提高主參數(shù)的控制質(zhì)量，對副參數(shù)的要求一般不嚴格，可以在一定范圍內(nèi)變化，允許有余差，所以我們的副調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律選擇P控制。各儀表的選取

1、溫度檢測元件

熱電偶作為溫度傳感元件，能將溫度信號轉(zhuǎn)換成電動勢（mV）信號，配以測量毫伏的指示儀表或變送器可以實現(xiàn)溫度的測量指示或溫度信號的轉(zhuǎn)換。具有穩(wěn)定、復(fù)現(xiàn)性好、體積小、響應(yīng)時間較小等優(yōu)點、熱電偶一般用于500°以上的高溫，可以在1600°C高溫下長期使用。（符合加熱爐高溫的條件）工作原理3、變送器DDZ—III型壓力變送器主要用于測量液體、氣體、蒸汽的壓力、負壓及絕壓，防腐壓力變送器用于測量各種腐蝕性酸、堿、氯化物等介質(zhì)，并將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成為4～20mA的直流信號輸出，并傳給二次儀表或調(diào)節(jié)單元作檢測或控制用。DDZ—III型系列壓力變送器廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金等行業(yè)。技術(shù)指標輸出信號：4～20mADC負載電阻：0～350Ω電源電壓：24V.DC環(huán)境溫度：-20℃～+60℃安裝方式：現(xiàn)場安裝于￠50管子上相對濕度：≤95%防爆儀表環(huán)境氣壓為80～110KPa4、執(zhí)行器從生產(chǎn)工藝安全出發(fā)，燃料油調(diào)節(jié)閥選用氣開式，即一旦出現(xiàn)故障或氣源斷氣，調(diào)節(jié)閥應(yīng)完全關(guān)閉，切斷燃料油進入加熱爐，確保設(shè)備安全為了保證。調(diào)節(jié)閥按其工作能源形式可分為氣動、電動和液動三類。氣動調(diào)節(jié)閥用壓縮空氣作為工作能源，主要特點是能在易燃易爆環(huán)境中工作，廣泛地應(yīng)用于化工、煉油等生產(chǎn)過程中；電動調(diào)節(jié)閥用電源工作，其特點是能源取用方便，信號傳遞迅速，但難以在易燃易爆環(huán)境中工作；液動調(diào)節(jié)閥用液壓推動，推力很大，一般生產(chǎn)過程中很少使用。故本設(shè)計采用了氣動調(diào)節(jié)閥，且為氣開式。還與電/氣閥門定位器配合使用薄膜氣動調(diào)節(jié)閥ZMBS-16K硬件配置1、I/O清單序號位號描述類型說明量程單位報警1PI-102燃料油壓力AI不配電4~20MA-100-0kpa90%報警2LI-101原料油儲罐液位AI不配電4~20MA0-100%3FI-101加熱爐原料油流量AI不配電4~20MA0-500M3/h4FI-104加熱爐燃氣流量AI不配電4~20MA0-500M3/h5TI-107原料加熱爐輻射段溫度AIK0-1000℃10%低報6TI-102反應(yīng)物加熱爐爐膛溫度AIK0-600℃7TI-103反應(yīng)物加熱爐入口溫度AIK0-400℃8TI-104反應(yīng)物加熱爐出口溫度AIK0-600℃90%高報9TI-108原料加熱爐煙段溫度AIE0-300℃10TI-111原料加熱爐煙風(fēng)道AIE0-200℃名稱型號單位數(shù)量備注操作站硬件DELLPC機SP001/SP002臺31個操作員站1個工程師站操作臺FW071/FW072臺2操作員鍵盤SP032個2打印機臺EPSON寬行針式臺2SCnetII網(wǎng)卡（雙絞線）RJ-45連接器（10Mps）個2冗余控制站硬件機柜SP202個1機籠（含母板端子）SP211個1電源箱SP251-1個2冗余電源機籠SP251個12、硬件選擇3、信號卡件端子統(tǒng)計表信號類型點數(shù)卡件型號卡件數(shù)量配置端子板端子板數(shù)量模擬量信號

電流信號4SP3131

熱電偶信號6sp3142熱電阻信號1SP3161模擬量輸出信號4SP3221開關(guān)量信號開關(guān)量輸入信號1sp3631開關(guān)量輸出信號1sp3621總計

177序號卡件型號卡件通道0001020300SP313PI-102LI-101FI-101FI-10401SP314TI-107TI-102TI-103TI-10402SP314TI-108TI-111備用備用03SP316TI-101備用LV-1011LV-1012

04SP322PV-102PV-10205SP363KI-30106SP362KO-30207SP00006SP00012SP00013SP00014SP00015SP0005、測點分配表

6、I/O卡件布置圖123400010203040506070809101112131415冗余冗余Sp243xSp243xSp233Sp233Sp313Sp314Sp314Sp316Sp322Sp363Sp262Sp000Sp000Sp000Sp000Sp000Sp000Sp000Sp000Sp000軟件組態(tài)1、總體信息組態(tài)主機設(shè)置2、控制站組態(tài)I/O組態(tài)常規(guī)控制方案組態(tài)3、操作站組態(tài)操作小組設(shè)置四個畫面總貌分組一覽趨勢流程圖報表自定義鍵語音報警4、編譯、下載、傳送②操作站組態(tài)。選中“操作站”選項卡，進入操作主機的組態(tài)狀態(tài)窗口操作站類型分為工程師站、數(shù)據(jù)站和操作站三種，可在下拉組合框中選擇。a．工程師站：用于系統(tǒng)維護、系統(tǒng)設(shè)置及擴展。工程師站硬件也可由操作站硬件代替。b．操作站：是操作人員完成過程監(jiān)控任務(wù)的操作界面。c．?dāng)?shù)據(jù)站：用于數(shù)據(jù)處理。2、控制站組態(tài)控制站由主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、I/O卡件、供電單元等構(gòu)成?？刂普窘M態(tài)是指對系統(tǒng)硬件和控制方案的組態(tài)，主要包括I/O組態(tài)、自定義變量、常規(guī)控制方案、自定義控制方案和折線表定義等五個部分一、I/O組態(tài)

系統(tǒng)I/O組態(tài)是分層進行的，首先從掛接在主控制卡上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡組態(tài)開始，然后I/O卡件組態(tài)、信號點組態(tài)，最后為信號點設(shè)置組態(tài)（包括模入AI、模出AO、開入DI、開出DO、脈沖量輸入PI、位置信號輸入PAT、SOE輸入組態(tài)）。

①數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡組態(tài)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡組態(tài)是對某一控制站內(nèi)部的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡的冗余情況、卡件在SBUS-S2網(wǎng)絡(luò)上的地址進行組態(tài)。單擊“控制站”菜單“I/O組態(tài)”項后，“I/O輸入”窗口被打開，在其中選擇“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡”選項卡后將看到如圖所示的組態(tài)窗口。②I/O卡件登錄。I/O卡件組態(tài)是對SBUS-S1網(wǎng)絡(luò)上的I/O卡件型號及地址進行組態(tài)。③信號點組態(tài)④信號點參數(shù)設(shè)置組態(tài)二、常規(guī)控制方案組態(tài)

控制方案組態(tài)分為常規(guī)控制方案組態(tài)和自定義控制方案組態(tài)。所謂常規(guī)控制方案是指過程控制中常用的調(diào)節(jié)控制方法。對一般要求的常規(guī)調(diào)節(jié)控制，系統(tǒng)提供的控制方案基本都能滿足要求，且控制方案易于組態(tài)，操作方便，實際運用中控制運行可靠、穩(wěn)定。完成系統(tǒng)I/O組態(tài)后，就可以進行系統(tǒng)的控制方案組態(tài)了。在組態(tài)軟件的主菜單中，單擊“控制站”的“常規(guī)控制方案”菜單項，即啟動系統(tǒng)常規(guī)控制方案組態(tài)窗口，如圖所示。每個控制站支持64個常規(guī)回路。點“設(shè)置”進行參數(shù)設(shè)置3、操作站組態(tài)

操作站組態(tài)是對系統(tǒng)操作站操作畫面的組態(tài)，是面向操作人員的PC操作平臺的定義。它主要包括操作小組設(shè)置、標準畫面（總貌畫面、趨勢畫面、控制分組畫面、數(shù)據(jù)一覽畫面）組態(tài)、流程圖登錄、報表制作、自定義鍵和語音報警組態(tài)等六部分。操作小組設(shè)置流程圖組態(tài)畫面

組態(tài)的設(shè)置工作結(jié)束，當(dāng)我們完成了所有的工程設(shè)計工作后，還要回到組態(tài)中進行編譯、下載、傳送等工作。只有編譯成功才能進行數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)下載。系統(tǒng)調(diào)試主要分系統(tǒng)調(diào)試和聯(lián)調(diào)兩部分工作。系統(tǒng)調(diào)試是系統(tǒng)到現(xiàn)場后，對系統(tǒng)硬件、組態(tài)軟件進行現(xiàn)場檢驗的過程，以確保供應(yīng)的硬件、軟件滿足用戶的要求。聯(lián)調(diào)工作是系統(tǒng)同現(xiàn)場的一次測量元件聯(lián)動調(diào)試的過程，確保能夠正常反映現(xiàn)場實際的工藝狀況，驅(qū)動現(xiàn)場的執(zhí)行機構(gòu)。

一般先做調(diào)試，后做聯(lián)調(diào)。調(diào)試的主要工作硬件開箱、安裝通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、連接、標號系統(tǒng)上電

確定計算機啟動時能夠自動進入NT畫面確定系統(tǒng)重新啟動時沒有系統(tǒng)設(shè)備出錯的提示；

調(diào)試系統(tǒng)聯(lián)調(diào)控制方案成型

系統(tǒng)上電步驟系統(tǒng)上電前必須確認供電、接地良好，包括接地端子接觸、接地端對地電阻。首先合上配電箱的總斷路器，檢查輸出電壓是否符合220V±10%；合上配電箱內(nèi)的各支路斷路器，分別檢查輸出電壓；若配有UPS或穩(wěn)壓電源，檢查UPS或穩(wěn)壓電源輸出電壓是否正常，不正常則查找原因，恢復(fù)后才能繼續(xù)以下上電步驟；控制站上電（

電源箱依次上電檢查；機籠配電檢查；卡件自檢；卡件冗余測試等）

操作站上電（操作站的顯示器、工控機等設(shè)備上電；計算機自檢通過，檢查確認Windows系統(tǒng)軟件、JX-300X系統(tǒng)軟件及應(yīng)用軟件的文件夾和文件是否正確；硬盤剩余空間測試）

系統(tǒng)停電步驟每個操作站依次退出實時監(jiān)控及操作系統(tǒng)后，關(guān)操作站工控機及顯示器電源；逐個關(guān)控制站電源箱電源；關(guān)閉各個支路電源開關(guān)；關(guān)閉不間斷電源（UPS）電源開關(guān)；關(guān)閉總電源開關(guān)。聯(lián)調(diào)（內(nèi)容）對各模擬信號進行聯(lián)動調(diào)試，確認聯(lián)線正確，顯示正常。對各調(diào)節(jié)信號進行聯(lián)動調(diào)試，確認閥門動作正常、氣開氣關(guān)正確、根據(jù)工藝確定正反作用。聯(lián)系現(xiàn)場設(shè)備，確定DO信號控制現(xiàn)場設(shè)備動作正常，DI信號顯示正常。聯(lián)系現(xiàn)場設(shè)備，確定控制方案動作正常，聯(lián)鎖輸出正常，能滿足工藝開車的需要。系統(tǒng)投運

在系統(tǒng)投運前，應(yīng)具備以下條件：（1）系統(tǒng)聯(lián)調(diào)完成，各測點顯示正常，各閥門、電機等動作正常。（2）最終控制方案經(jīng)過模擬運行，確保正常進行。（3）廠方確認工藝條件成熟，可以進行投運。（4）工程人員確認系統(tǒng)正常，可以進行投運。（5）操作人員、維護人員經(jīng)過現(xiàn)場操作、維護培訓(xùn)。控制回路的投運控制回路的投運應(yīng)遵循“先手動，后自動”的原則，在手動調(diào)節(jié)穩(wěn)定的前提下，進行自動運行。串級回路“先投內(nèi)環(huán)，后外環(huán)”。系統(tǒng)維護1、日常維護中央控制室管理操作站硬、軟件管理避免溫度、濕度對系統(tǒng)的影響監(jiān)控工作是否正常，嚴禁改裝、拆裝機器等2、預(yù)防維護操作站、控制站停電維