專業(yè)綜合設(shè)計new

1、吉林化工學院信息與控制工程學院專業(yè)綜合設(shè)計說明書信控學院專業(yè)綜合設(shè)計說明書間歇式反應(yīng)器自控設(shè)計 學生學號： 學生姓名： 專業(yè)班級： 指導教師： 職 稱： 起止日期： III信息與控制工程學院專業(yè)綜合設(shè)計說明書專業(yè)綜合設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：間歇式反應(yīng)器自控設(shè)計二、設(shè)計目的1、進一步鞏固和加深所學的自動化專業(yè)的理論知識，培養(yǎng)學生設(shè)計、計算、繪圖、計算機應(yīng)用、文獻查閱和報告撰寫等基本技能；2、熟練掌握工業(yè)過程控制系統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計過程，培養(yǎng)學生實踐動手能力及獨立分析和解決工程實際問題的能力；3、熟練運用AutoCAD等繪圖工具制圖；4、培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和嚴肅認真的治學態(tài)度和嚴謹務(wù)實的工作作風。三

2、、設(shè)計任務(wù)及要求 1、熟悉工藝流程，掌握CAD制圖以及相關(guān)管道的畫法，確定控制方案。2、畫出帶控制點的工藝流程圖，繪制出IO點表圖。3、儀表的選型（溫度表 壓力表 流量表 液位表）。4、PLC選型（cpu 電源 卡 安全柵），PLC硬件組態(tài) 繪制接線圖。四、設(shè)計時間及進度安排設(shè)計時間共三周（2013.8.262013.9.13）,具體安排如下表：周安排設(shè) 計 內(nèi) 容設(shè)計時間第一周熟悉工藝流程，查找相關(guān)資料，根據(jù)工藝要求確定自控方案；繪制工藝控制流程圖。第二周進行儀表選型及調(diào)節(jié)閥計算；繪制單回路圖。繪制儀表接線端子圖；供電系統(tǒng)圖，填寫自控設(shè)備相應(yīng)表格。第三周完成并提交課程設(shè)計說明書及相關(guān)電子文檔

3、。課程設(shè)計答辯。五、指導教師評語及學生成績指導教師評語: 年 月 日 成績指導教師(簽字):- I -目 錄專業(yè)綜合設(shè)計任務(wù)書I第1章 工藝流程11.1工藝流程簡要說明11.2工藝控制要求11.3 控制方案的確立21.4 帶控制點的工藝流程6第2章 控制點與儀表選擇72.1 I/O點表確立72.2 儀表選型82.3 安全柵型號選擇與安裝方式92.4調(diào)節(jié)閥選型10第3章 硬件的配置11第4章 PLC接線圖13收獲和體會19附錄A 溫度儀表選型20附錄B 壓力儀表選型22附錄C 流量儀表選型24附錄D 液位儀表選型25參考文獻26- 25 -第1章 工藝流程1.1工藝流程簡要說明圖1-1 間歇式化

4、學反應(yīng)器工藝流程圖間歇式化學反應(yīng)器是生產(chǎn)苯酚過程中不可缺少的磺化工段的主要設(shè)備。其工藝流程如圖1-1所示。首先把硫酸罐（高位槽）中的濃硫酸定量放進反應(yīng)釜里，然后連續(xù)注入苯汽，其最大流量可達2500立升/小時，用加熱油（變壓器油）連續(xù)加熱4小時左右，其反應(yīng)溫度為120，進行化學反應(yīng)方程式如下：C6H6 + H2SO4 = C6H5SO3H + H2O (吸熱反應(yīng))最后產(chǎn)品C6H5SO3H(苯磺酸)由反應(yīng)器底部放料，未反應(yīng)完的苯汽，通過分層分離器以后回收再使用。主要控制指標是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，但是現(xiàn)在無法直接測量。1.2工藝控制要求 反應(yīng)器動態(tài)特性可以近似的看成一階慣性環(huán)節(jié)，其放大倍數(shù)Kp= 0.8

5、，時間常數(shù)Tp=1.5分。 硫酸加入量2噸。 苯最大流量2500立升/小時。 變壓器油溫度200，最大流量5噸/小時。 反應(yīng)器規(guī)定值為120。 反應(yīng)所需時間約4小時。 加熱油管內(nèi)徑25。 苯流量（回流管）管內(nèi)徑20。 加熱蒸汽管內(nèi)徑50。 加熱蒸汽最大流量500m3 /h，壓力6/ m3。1.3 控制方案的確立根據(jù)工藝過程的簡述，以及性能指標的要求，確定使用的控制方案是一個串級控制和一些簡單回路控制。采用串級控制系統(tǒng)的部分是對反應(yīng)釜內(nèi)溫度和加熱油流量的控制。因為采用單回路的控制系統(tǒng)雖然簡單但對于加熱油所受的外部擾動作用小，如加熱油控制閥閥前溫度的變化，系統(tǒng)的抗擾動能力弱，都可能影響控制系統(tǒng)的品

6、質(zhì)。為此我們采用串級控制系統(tǒng)，在串級回路中，主控對象是反應(yīng)釜內(nèi)的溫度，其輸出作為加熱油流量控制的給定值，所以加熱油的流量是被調(diào)參數(shù)，反應(yīng)釜內(nèi)的溫度是調(diào)節(jié)參數(shù)。這樣可以大大提供控制品質(zhì)。串級控制系統(tǒng)采用兩套檢測變送器和兩個調(diào)節(jié)器，前一個調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個調(diào)節(jié)器的設(shè)定，后一個調(diào)節(jié)器的輸出送往調(diào)節(jié)閥。 前一個調(diào)節(jié)器稱為主調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱主變量（主被控參數(shù)），即工藝控制指標；后一個調(diào)節(jié)器稱為副調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱副變量（副被控參數(shù)），是為了穩(wěn)定主變量而引入的輔助變量。 整個系統(tǒng)包括兩個控制回路，主回路和副回路。副回路由副變量檢測變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過程構(gòu)成；主回路由主

7、變量檢測變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副過程和主過程構(gòu)成。 一次擾動：作用在主被控過程上的，而不包括在副回路范圍內(nèi)的擾動。二次擾動：作用在副被控過程上的，即包括在副回路范圍內(nèi)的擾動。 串級控制系統(tǒng)的設(shè)計1. 主回路的設(shè)計 串級控制系統(tǒng)的主回路是定值控制，其設(shè)計單回路控制系統(tǒng)的設(shè)計類似，設(shè)計過程可以按照簡單控制系統(tǒng)設(shè)計原則進行。這里主要解決串級控制系統(tǒng)中兩個回路的協(xié)調(diào)工作問題。主要包括如何選取被控參數(shù)、確定主、副回路的原則等問題。 2. 副回路的設(shè)計 由于副回路是隨動系統(tǒng)， 對包含在其中的二次擾動具有很強的抑制能力和自適應(yīng)能力，二次擾動通過主、副回路的調(diào)節(jié)對主被控量的影響很小，因此在選擇副回

8、路時應(yīng)盡可能把被控過程中變化劇烈、頻繁、幅度大的主要擾動包括在副回路中，此外要盡可能包含較多的擾動。 歸納如下1） 在設(shè)計中要將主要擾動包括在副回路中。 2） 將更多的擾動包括在副回路中。 3） 副被控過程的滯后不能太大，以保持副回路的快速相應(yīng)特性。 4） 要將被控對象具有明顯非線性或時變特性的一部分歸于副對象中。 5） 在需要以流量實現(xiàn)精確跟蹤時，可選流量為副被控量。 在這里要注意2)和3)存在明顯的矛盾，將更多的擾動包括在副回路中有可能導致副回路的滯后過大，這就會影響到副回路的快速控制作用的發(fā)揮，因此，在實際系統(tǒng)的設(shè)計中要兼顧2)和3)的綜合。 串級控制系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用1.用于克服被控過程較

9、大的容量滯后 在過程控制系統(tǒng)中，被控過程的容量滯后較大，特別是一些被控量是溫度等參數(shù)時，控制要求較高，如果采用單回路控制系統(tǒng)往往不能滿足生產(chǎn)工藝的要求。利用串級控制系統(tǒng)存在二次回路而改善過程動態(tài)特性，提高系統(tǒng)工作頻率，合理構(gòu)造二次回路，減小容量滯后對過程的影響，加快響應(yīng)速度。在構(gòu)造二次回路時，應(yīng)該選擇一個滯后較小的副回路，保證快速動作的副回路。 2.用于克服被控過程的純滯后 被控過程中存在純滯后會嚴重影響控制系統(tǒng)的動態(tài)特性，使控制系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)工藝的要求。使用串級控制系統(tǒng)，在距離調(diào)節(jié)閥較近、純滯后較小的位置構(gòu)成副回路，把主要擾動包含在副回路中，提高副回路對系統(tǒng)的控制能力，可以減小純滯后對主被

10、控量的影響。改善控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。 3.用于抑制變化劇烈幅度較大的擾動 串級控制系統(tǒng)的副回路對于回路內(nèi)的擾動具有很強的抑制能力。只要在設(shè)計時把變化劇烈幅度大的擾動包含在副回路中，即可以大大削弱其對主被控量的影響。 4.用于克服被控過程的非線性 在過程控制中，一般的被控過程都存在著一定的非線性。這會導致當負載變化時整個系統(tǒng)的特性發(fā)生變化，影響控制系統(tǒng)的動態(tài)特性。單回路系統(tǒng)往往不能滿足生產(chǎn)工藝的要求，由于串級控制系統(tǒng)的副回路是隨動控制系統(tǒng)，具有一定的自適應(yīng)性，在一定程度上可以補償非線性對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。單回路控制回路又稱單回路反饋控制。由于在所有反饋控制中，單回路反饋控制是最基本、結(jié)構(gòu)做簡單

11、的一種，因此，它又被稱之為簡單控制。 單回路反饋控制由四個基本環(huán)節(jié)組成，即被控對象（簡稱對象）或被控過程（簡稱過程）、測量變送裝置、控制器和控制閥。 所謂控制系統(tǒng)的整定，就是對于一個已經(jīng)設(shè)計并安裝就緒的控制系統(tǒng)，通過控制器參數(shù)的調(diào)整，使得系統(tǒng)的過渡過程達到最為滿意的質(zhì)量指標要求。 在設(shè)計工藝過程要求保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，所以需要檢測生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量，若直接檢測生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量所需要設(shè)備十分昂貴，因此采用間接地方式去檢測產(chǎn)品質(zhì)量，再次選擇了與產(chǎn)品有直接關(guān)系的溫度控制檢測來代替直接檢測產(chǎn)品質(zhì)量。在控制過程中由于加熱油的流量有浮動，所以對加熱的溫度產(chǎn)生了一定的擾動，所以為了提高對加熱溫度的更精確地檢測與控制所

12、以引入了串級控制方案與分層控制方案。 串級控制的基本概念與結(jié)構(gòu)：串級控制系統(tǒng)采用兩套檢測變送器和兩個調(diào)節(jié)器，前一個調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個調(diào)節(jié)器的設(shè)定，后一個調(diào)節(jié)器的輸出送往調(diào)節(jié)閥。前一個調(diào)節(jié)器稱為主調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱主變量（主被控參數(shù)），即工藝控制指標；后一個調(diào)節(jié)器稱為副調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱副變量（副被控參數(shù)），是為了穩(wěn)定主變量而引入的輔助變量。整個系統(tǒng)包括兩個控制回路，主回路和副回路。副回路由副變量檢測變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過程構(gòu)成；主回路由主變量檢測變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副過程和主過程構(gòu)成。一次擾動：作用在主被控過程上的，而不包括在副回路范圍內(nèi)的擾動。

13、二次擾動：作用在副被控過程上的，即包括在副回路范圍內(nèi)的擾動。 分層控制的基本概念與結(jié)構(gòu)：在反饋控制系統(tǒng)中，通常是1臺調(diào)節(jié)器的輸出控制1臺調(diào)節(jié)閥，然而在分程控制系統(tǒng)中1臺調(diào)節(jié)器的輸出可以同時控制兩臺甚至兩臺以上的調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)器的輸出信號被分割成若干段，每一段信號去控制1臺調(diào)節(jié)閥。分程控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器的輸出信號的分段，一般是由附設(shè)在調(diào)節(jié)閥上的閥門定位器來實現(xiàn)的，閥門定位器相當于一個可改變放大倍數(shù)且零點可調(diào)整的放大器。采用分程控制系統(tǒng)的主要目的有兩個，其一是擴大調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍，以便改變控制系統(tǒng)品質(zhì)，使系統(tǒng)更為合理可靠；其二是為了滿足某些工藝操作的特殊要求。在本體法聚丙烯裝置中，聚合反應(yīng)的全過程可大

14、致分為加熱升溫階段、恒溫控制階段、回收控制階段等幾個控制階段。串級控制與分層控制進行對比，串級控制適用于容量滯后較大、擾動變化激烈而且幅度大、參數(shù)互相關(guān)聯(lián)、非線性過程中。而分層控制對調(diào)節(jié)閥有很高要求，對系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)有直接的影響，要選用泄漏量小、流通特性為等百分比特性的調(diào)節(jié)閥。在本次設(shè)計中關(guān)系到產(chǎn)品品質(zhì)的直接因素為溫度，而溫度被控過程的容量滯后較大，所以利用串級控制系統(tǒng)存在二次回路而改善過程動態(tài)特性，提高系統(tǒng)工作頻率，合理構(gòu)造二次回路，減小容量滯后對過程的影響，加快響應(yīng)速度。所以經(jīng)過上述分析可以看到：在串級控制系統(tǒng)中，由于引入了一個副回路，不僅能及早克服進入副回路的擾動，而且又能改善過程特性。

15、副調(diào)節(jié)器具有“粗調(diào)”的作用，主調(diào)節(jié)器具有“細調(diào)”的作用，從而使其控制品質(zhì)得到進一步提高。最終確定了選定以反應(yīng)釜中部溫度為一次干擾的主回路，加熱油流量為二次干擾副回路的串級控制。溫度調(diào)節(jié)器流量調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥加熱油反應(yīng)溫度流量檢測裝置溫度檢測裝置二次干擾一次干擾TspT(s)-圖1-2 加熱裝置串級控制回路方框圖 硫酸在本生產(chǎn)過程中作為原料輸送到反應(yīng)釜內(nèi)部，為了生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，在輸入硫酸過程中需要控制硫酸的進料量，要保持硫酸罐內(nèi)硫酸在生產(chǎn)過程中處于充足狀態(tài)。所以在硫酸罐的設(shè)計中加入了液位檢測裝置并利用硫酸罐內(nèi)的液位來控制硫酸罐進料閥門的開度來保證硫酸罐內(nèi)液位的穩(wěn)定。初步選定為硫酸罐內(nèi)液位檢測單回路控

16、制。 在此引入單回路控制定義：單回路控制又稱單回路反饋控制。由于在所有反饋控制中，單回路反饋控制是最基本、結(jié)構(gòu)做簡單的一種，因此，它又被稱之為簡單控制。 單回路反饋控制由四個基本環(huán)節(jié)組成，即被控對象（簡稱對象）或被控過程（簡稱過程）、測量變送裝置、控制器和控制閥。 所以經(jīng)過框圖與控制要求，最終選定為以硫酸罐內(nèi)液位為控制回路的單回路控制方案。液位調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥硫酸罐液位液位檢測裝置hsph(t)-圖1-3 硫酸罐液位單回路控制方框圖分層器作為原料苯氣的一個回收裝置同樣需要保證分層器液位的穩(wěn)定，所以同硫酸罐內(nèi)液位控制采用同一控制方案，以分層器內(nèi)液位為控制要求的單回路控制方案。液位調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥分層器液

17、位液位檢測裝置h(t)hsp-圖1-4 分層器液位單回路控制方框圖 苯氣作為生產(chǎn)工藝中另一種生產(chǎn)原料，經(jīng)過管道輸送到反應(yīng)釜中，考慮到生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量因素所以苯氣的進料量也需要嚴格限定。在本次設(shè)計中采用了控制流量來達到控制進料量的方式，在考慮到控制環(huán)節(jié)后最終采用了以流量為控制目的的單回路控制方案。流量調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥苯汽流量檢測裝置FspF(t)-圖1-5 苯氣流量單回路控制方框圖1.4 帶控制點的工藝流程圖1-6 間歇式化學反應(yīng)器帶控制方案工藝流程第2章 控制點與儀表選擇2.1 I/O點表確立根據(jù)工藝流程圖，總共包含數(shù)字量輸入控制點2個，數(shù)字量輸出控制點8個模擬量輸入控制點11個，模擬量輸出控制點4個

18、。結(jié)合實際，I/O點表如表3-1所示：表2-1 I/O點表序號位號描述類型點類型信號類型量程卡件1P101START泵101啟動按鈕DO2P101STOP泵101停止按鈕DO3P101RUN泵101運行狀態(tài)DI4P101ERR泵101運行故障DI5Sv102-Open硫酸罐出料電動控制閥DO4-20MA0-100%6Sv101-Open苯汽進料電動控制閥DO4-20MA0-100%7Sv103-Open出料口電動控制閥DO4-20MA0-100%8Sv102-Close硫酸罐出料電動控制閥關(guān)DO4-20MA0-100%9Sv101-Close苯汽進料電動控制閥關(guān)DO4-20MA0-100%10

19、Sv103-Close出料口電動控制閥關(guān)DO4-20MA0-100%11TE101反應(yīng)釜上層溫度顯示AIPt1000-20012TE102反應(yīng)釜下層溫度顯示AIPt1000-20013TE103回油管中溫度顯示AIPt1000-20014TE104加熱油進料溫度顯示AIPt1000-35015FT101苯汽進料流量累積顯示AI4-20MA0-2500L/h16FT102硫酸進料流量累積顯示AI4-20MA0-2t17LT102分層器中液位顯示控制AI4-20MA0-2t18LT101硫酸罐中液位顯示控制AI4-20MA0-2t19TE105反應(yīng)釜中溫度顯示控制AI4-20MA0-20020FE

20、101加熱油進料流量顯示控制AI4-20MA0-8t/h21PE101反應(yīng)釜中壓力顯示控制AI4-20MA0-10022PV101反應(yīng)釜回收料控制閥AO4-20MA0-100%23LV101分層器分液控制閥AO4-20MA0-100%24LV102硫酸罐進料控制閥AO4-20MA0-100%25FV101加熱油流量控制閥AO4-20MA0-100%2.2 儀表選型基于以上I/O點表，根據(jù)各點類型、量程及安裝方式，對溫度，流量，液位，壓力，等儀表進行選型。鎧裝熱電阻.1.鎧裝熱電阻的應(yīng)用1）通常和顯示儀表，記錄儀儀表等配套使用。2）直接精確測量各種生產(chǎn)過程中的-200+500范圍的液體，蒸汽和氣

21、體介質(zhì)及固體表面溫度。2.鎧裝熱電阻特點 1） 熱響應(yīng)時間少，減少動態(tài)誤差。 2） 直徑小，長度不受限制。 3） 測量精度高 4）進口薄膜電阻元件，性能可靠穩(wěn)定。3.鎧裝熱電阻工作原理 鎧裝熱電阻是利用物質(zhì)在溫度的變化時，其電阻也隨著發(fā)生變化的特征來測量溫度的。當阻值變化時，工作儀表便顯示出阻值所對應(yīng)的溫度值。4.主要技術(shù)參數(shù)：IEC751 IEC1515 JB/T8623-1997 JB/T8622-1997HR-YTP系列隔膜壓力表1.結(jié)構(gòu)原理隔膜壓力表由各種通用型壓力儀表和不同結(jié)構(gòu)的隔膜隔離器組成一個密封系統(tǒng)，內(nèi)充密封液。當被介質(zhì)的壓力作用于隔膜時，則隔膜產(chǎn)生形變，壓縮密封系統(tǒng)的密封液，

22、由于密封液的固有性質(zhì)，使壓力儀表中的彈性元件產(chǎn)生相應(yīng)的彈性形變-位移，經(jīng)指示裝置顯示壓力值。當隔膜的剛度足夠小時，則壓力儀表指示的壓力就近于被測介質(zhì)的壓力值。2.參數(shù) 1）精確度：±1.6% ±2.5% 2）隔膜材料：OCr18Ni12MO2(316),哈氏合金C(H275C) 蒙乃爾合金（CU30Ni70），鉭合金（Ta），氟塑料（F4）。 3）隔離材料：耐酸不銹鋼，含鉬不銹鋼，氟塑料。 4）密封液：硅油 植物油 5）執(zhí)行標準：JB/T8624-97HR-3051GP遠程壓力變送器 1HR-3051GP遠程壓力變送器是一種通過安裝在管道或容器上的遠傳裝置來感受被測壓力，該

23、壓力經(jīng)細管內(nèi)的罐充硅油傳遞至變送器的主體，然后由變送器內(nèi)的室和放大線路板，將壓力或差壓轉(zhuǎn)換4-20mA的信號輸出。 2HR-3051GP遠傳壓力變送器與智能放大版組合，可構(gòu)成智能遠傳壓力變送器，與符合HART協(xié)議的手操作配合，可以互相通訊，經(jīng)行設(shè)定和監(jiān)控。 3為了適應(yīng)不同的安裝需求，本系列變送器具有多種形式的遠傳裝置供用戶的選擇，變送器的主體結(jié)構(gòu)與壓力變送器相同。渦街流量變送器/傳感器1用途：測量DN25300MM內(nèi)徑工業(yè)管道的液體，氣體或蒸汽的流量。在危險場所使用時，應(yīng)選擇本質(zhì)安全防爆結(jié)構(gòu)（在型號加D或I表示）的傳感器。2原理：壓電晶體將卡門渦旋頻率轉(zhuǎn)換為與流量成正比的電流或電壓脈沖信號，或

24、經(jīng)F/I轉(zhuǎn)換成4-20ma標準信號。 3.精度等級 I級。 4.流量溫度 -40-300或350（高溫型）。 5.公稱壓力 2.5MPa或4.0MPa（特殊為6.9MPa） 6.工作電源 24VDC 7.本體材質(zhì) 1Gr18Ni9Ti 8.防爆規(guī)格 防爆標志號：iaTTCT1-6;關(guān)聯(lián)設(shè)備為LJ9200系列型齊納安全柵。HR-3051LT液位變送器用途：HR3051LT液位變送器是一種直接安裝在管道或容器上的現(xiàn)場變送器。由于隔離膜片直接與液體介質(zhì)相接觸。無須將正壓側(cè)用導壓管引出，因此可以測量高溫。高粘度，易結(jié)晶，易沉淀和強腐蝕等介質(zhì)的液位，壓力和密度，然后將其轉(zhuǎn)換成4-20mA。DC信號輸出。

25、Lt型液位變送器采用標準的法蘭經(jīng)行安裝聯(lián)接。具體見附錄。2.3 安全柵型號選擇與安裝方式我們采用的產(chǎn)品是HR-WP6047/6035-DL-EXA系列變送器檢測端隔離式安全柵，不僅完全實現(xiàn)了輸入、輸出、電源的三端隔離，而且具備配電輸出功能，可直接與二、三線制變送器連接。該系列產(chǎn)品不僅能與各種4-20mA標準信號的壓力、流量、液位等變送器，電氣轉(zhuǎn)換器、電氣閥門定位器等儀表配套構(gòu)成本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)，還能與熱電阻、熱電偶、開關(guān)及脈沖量儀表配套構(gòu)成本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)。本產(chǎn)品無需齊納式安全柵那樣復雜嚴格的接地。 主要技術(shù)性能:1.防爆標志：Ex（ia）C2.傳輸精度：±0.2%×F.S

26、3.危險區(qū)允許輸入信號：4.直流電流：0-10mA、4-20mA5.輸入阻抗：100歐姆6.供電電壓：空載不高于28V，滿載不低于22V。7.向安全區(qū)輸出信號：直流電流：0-10mA、4-20mA、0-20mA。直流電壓：0-5V、1-5V、0-10V8.電源：24V.DC±10%9.功耗：約 1.3w（單路20mA輸出，24VDC供電）；2.4W（雙路20mA輸出，24VDC供電）10.外形尺寸：寬×高×深（22.5×100×115）mm11.國家電儀器儀表防爆安全監(jiān)督檢驗站（NEPSI）認證參數(shù)：(9、11端子)Uo=28.4V，Isc=8

27、8mA， Co0.055F，La32mH，Um250V,PO=0.624W(10、11端子間)：Uo=10.5V，Co1.7F安裝方式：35mm導軌式安裝，安裝時請注意卡位穩(wěn)定、牢固。2.4調(diào)節(jié)閥選型調(diào)節(jié)閥接受控制器來的信號，通過改變閥的開度來達到控制的目的。因為它處于最終執(zhí)行控制任務(wù)的地位，所以又稱末級控制元件。調(diào)節(jié)閥直接與介質(zhì)接觸，當使用在高壓、高溫、深冷、強腐蝕、高粘度、易結(jié)晶、閃蒸、氣蝕等各種惡劣條件下工作時，調(diào)解閥選擇的重要性就顯得更為突出。不論是簡單控制系統(tǒng)，還是復雜控制系統(tǒng)，調(diào)解閥都是系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。經(jīng)驗表明，控制系統(tǒng)中，每個環(huán)節(jié)的好壞，都對系統(tǒng)質(zhì)量有直接影響，但使控制

28、系統(tǒng)不能正常運行的原因，多數(shù)發(fā)生在控制閥上。所以對控制閥這個環(huán)節(jié)必須高度重視。在設(shè)計時，必須根據(jù)應(yīng)用場合的實際情況，選擇好閥的類型包括執(zhí)行機構(gòu)和閥體結(jié)構(gòu)類型。從保證控制質(zhì)量的角度，除了選擇閥的類型外，在設(shè)計中還包括以下兩個內(nèi)容。閥口徑選擇：調(diào)解閥的口徑必須很好選擇，在正常工況下，閥門開度處于%之間?？趶竭x擇過小，當經(jīng)受較大擾動時，閥門很可能運行到全開時的飽和非線性工作狀態(tài)，使系統(tǒng)處于暫時失控情況?？趶竭^大，閥門經(jīng)常處于小開度。這時，流體對閥芯、閥座的沖蝕嚴重。而且在小開度時，閥芯由于受不平衡力的作用，容易產(chǎn)生震蕩現(xiàn)象，這就更加重了閥芯和閥座的損壞，甚至造成控制失靈。確定氣開與氣關(guān)。當選用氣動閥

29、時，須確定閥的氣開與氣關(guān)。在本次設(shè)計要求中沒有提及到水及其他化學藥劑在穩(wěn)定后需要達到什么流量，需要在仿真模擬調(diào)節(jié)過程中，得出達到穩(wěn)定時候的各個化學藥劑及水的流量。 第3章 硬件的配置間歇式化學反應(yīng)器是以模擬量控制為主，帶有部分數(shù)字量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，包括工業(yè)生產(chǎn)中的溫度、壓力、流量、液位等連續(xù)量的控制，選用帶有A/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和帶有D/A轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊，配接相應(yīng)的傳感器、變送器和驅(qū)動裝置。選擇運算功能較強的中小型PLC（如西門子公司的S7-300系列PLC）。具體配置如表3-1所示：表3-1 PLC模塊選取序號型號及規(guī)格注釋數(shù)量16ES7 307-1BA00-0AA0電源模塊(2

30、A)126ES7 314-1AG14-0AB0CPU314 128K內(nèi)存136ES7 323-1BH01-0AA0數(shù)字量8點輸入/8點輸出模塊（24VDC）146ES7 321-1FF01-0AB0模擬量輸入模塊(8路 13Bit)256ES7 332-5HF00-0AB0模擬量輸出模塊(8路 13Bit)166ES7 390-1AF30-0AA0導軌(530mm)17HR-WP6047/6035-DL-EXA安全柵168MY-2NJ中間繼電器8板卡的計算：根據(jù)I/O點表所示，AI為11個點，AO為4個點，DI為2個點，DO為8個點。因為要有20%的余量的設(shè)計，所以根據(jù)計算AI為13.2個點，

31、取整為14個點。AO為4.8個點取整為5個點，DI為2.4個點，取整為3個點。DO為9.6個點取整為10個點； 有2/4/8點輸入三種AI模塊，AO 有 4點輸出和8點輸出兩種模塊，選用8點輸入和輸出模塊； 計算AI模塊數(shù)量:模塊數(shù)量=14/ 8 = 1.7 2個模塊,實配點數(shù)為2 * 8 =16 點； 計算AO模塊數(shù)量: 4/ 8 = 0.5正好合適,即實配點數(shù)為8點； 有 8/16/32點DI輸入模塊，選 8點輸入模塊 1塊較為合理，實配點數(shù)為 4 點； 有 8/16/32點DO輸出模塊，選 8點輸入模塊 1塊 較為合理，實配點數(shù)為8 點；最終實配點數(shù)為：1.AI 16點、AO 8點，模擬

32、量合計 24 點；2.DI 8點、DO 8點，開關(guān)量合計16 點；表3-2 I/O點取點表I/O點實際取點計算取點模塊數(shù)量最終取點AI點11148點*2塊16AO點458點*1塊8DI點238點*1塊8DO點8108點*1塊8根據(jù)經(jīng)驗一般模擬量顯示按每點0.1k，調(diào)節(jié)回路每點1k，開關(guān)量每點0.1k計算可滿足大多數(shù)復雜應(yīng)用要求。根據(jù)計算所得： 1.模擬量總數(shù)即為顯示點數(shù)=15點×0.1k=1.5k； 2.最大控制點數(shù)為5點×1k=5k； 3.開關(guān)量總點數(shù)為10點×0.1k=1k； 4.存儲器使用總量=1.5+5+1=7.5k；第4章 PLC接線圖 圖3-1PLC系

33、統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖圖3-2模塊布置圖圖3-3PLC電源接線圖圖3-4PLC電源接線圖續(xù)圖3-5 模擬量輸入接線圖圖3-6模擬量輸入接線圖續(xù)圖3-7模擬量輸出接線圖圖3-8數(shù)字量輸入接線圖圖3-9數(shù)字量輸出接線圖收獲和體會首先要感謝高興泉老師和金紅嬌老師。在兩位老師精心指導下，經(jīng)過三個星期的實習，完成了間歇式反應(yīng)器自控設(shè)計的任務(wù)，并按照自控設(shè)計的工程規(guī)范作出了設(shè)計說明書。這種工業(yè)過程控制設(shè)計是我第一次比較完整、綜合、系統(tǒng)性的演練，過程曲折可謂一語難盡。但是這一切都是值得的！在確定控制方案期間，進一步了解了串級回路的特點和缺陷，對教材上的理論加深了印象，對于書本上理論應(yīng)用于實踐有了一定的經(jīng)驗?？刂品桨复_定后

34、，嚴格遵循工業(yè)過程控制設(shè)計工程要求，按照設(shè)計工程的規(guī)定完成工藝控制流程圖繪制，自控設(shè)備表繪制，儀表回路接線圖繪制，儀表端子接線圖繪制，儀表供電系統(tǒng)繪制和儀表選型等。在利用CAD繪制工程圖的時候，對工程制圖的要求和規(guī)范有了進一步的了解。儀表選型中，高老師對儀表進行了很深的講解，使我對儀表加深了印象。在整個設(shè)計階段我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。某個人的離群都可能導致導致整項工作的失敗。實習中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。團結(jié)協(xié)作是我們實習成功的一項非常重要的保證。而這次實習

35、也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。 我在最后還要感謝高興泉老師，在我面臨設(shè)計困難時，是他給了我耐心指導，幫助我解決問題，使設(shè)計能夠繼續(xù)下去。在高老師的協(xié)助下，使我的設(shè)計任務(wù)更加完善。附錄A 溫度儀表選型表附錄A-1溫度儀表就地指示表選型表工程名稱間歇式反應(yīng)器自控工程設(shè)計設(shè)計項目自控設(shè)計編程儀表數(shù)據(jù)表指示就地式溫度計圖號ANSI-K21-02校核第1頁共1頁審核序號位號用途型號工藝設(shè)計刻度范圍/插入深度/mm保護管材料精度連接尺寸介質(zhì)壓力/MPA溫度/1TI105反應(yīng)釜上層溫度顯示HR-WZPK2-434苯 硫酸0.4Mpa200-200-+500300mm不銹鋼A級M16*1.52TI1

36、06反應(yīng)釜下層溫度顯示HR-WZPK2-434苯 硫酸0.4Mpa200-200-+500300mm不銹鋼A級M16*1.5 表附錄A-2溫度儀表選型表工程名稱間歇式反應(yīng)器自控工程設(shè)計設(shè)計項目自控設(shè)計編制儀表數(shù)據(jù)表熱電阻圖號ANSI-K21-0校核審核儀表名稱序號位號用途型號工藝數(shù)據(jù)長度（L/l）/mm保護管材料保護管直徑/mm固定裝置型式數(shù)量連接尺寸介質(zhì)壓力/MPa溫度/1TE101反應(yīng)釜上層溫度顯示HR-WZPK2-434苯 硫酸0.4Mpa200450/300不銹鋼¢4固定法蘭1M16 * 1.52TE102反應(yīng)釜下層溫度顯示HR-WZPK2-434苯 硫酸0.4Mpa2004

37、50/300不銹鋼¢4固定法蘭1M16 *1.53TE103回油管中溫度顯示HR-WZPK2-434加熱油0.4Mpa200 50/20不銹鋼¢4固定法蘭1M16 *1.54TE104加熱油中溫度顯示HR-WZPK2-434加熱油0.4Mpa35050/20不銹鋼¢4固定法蘭1M16 *1.55TE105反應(yīng)釜中溫度顯示控制HR-WZPK2-434苯 硫酸0.4Mpa年200450/300不銹鋼¢4固定法蘭1M16 *1.5附錄B 壓力儀表選型工程名稱工程名稱間歇式反應(yīng)控制器自控工程設(shè)計設(shè)計項目自控設(shè)計編制儀表數(shù)據(jù)就地指示壓力表圖號校核第1頁共1頁審核儀表名稱 Y:普通壓力表 YE：膜盒壓力表 YP：膜片壓力表 YZ：真空壓力表序號位號用途型號工藝數(shù)據(jù)刻度范圍隔膜材料精度備注介質(zhì)壓力/MPa溫度/1PI-101反應(yīng)釜中壓力檢測HR-YTP-100H2SO40.050-1500-8弗塑料2.51 表附錄B-1壓力儀表就地指示選型表表附錄B-2壓力儀表選型表工程名稱間歇式反應(yīng)釜設(shè)計項目自控設(shè)計編制儀表數(shù)據(jù)表壓力變送器圖號校核第2頁第2頁審核序號1儀表位號PE101儀表名稱遠程壓