常減壓-催化裂化綜合生產(chǎn)實訓(xùn)裝置投標資料

1、.：.； 58/58常減壓-催化裂化綜合消費實訓(xùn)安裝設(shè)計原理石油的流向改動著世界政治經(jīng)濟的格局，假設(shè)沒有一種新的燃料能取代石油，國際間石油的爭奪就不會停頓。不可否認，上個世紀海灣地域迸發(fā)的幾次戰(zhàn)爭，石油是其背后的重要動因。隨著我國經(jīng)濟與世界市場聯(lián)絡(luò)的日益嚴密，我國對石油的敏感度越來越高。石油是最重要的經(jīng)濟資源，經(jīng)過對石油的煉制可得到汽油、煤油、柴油等燃料以及各種機器的光滑劑、氣態(tài)烴等。經(jīng)過化工過程，可制得合成纖維、合成橡膠、塑料、農(nóng)藥、化肥、醫(yī)藥、油漆、合成洗滌劑等。因此，石油被廣泛運用于交通運輸、石化等各行各業(yè)，被稱為經(jīng)濟乃至整個社會的“黑色黃金、“經(jīng)濟血液。煉油廠經(jīng)過復(fù)雜的物理和化學(xué)變化過

2、程將石油轉(zhuǎn)換為可利用的產(chǎn)品，絕大部分煉廠都將消費燃料和消費化工產(chǎn)品結(jié)合起來，依托化工產(chǎn)品添加企業(yè)的經(jīng)濟效益，因此，綜合型的煉油廠普通都具有以下安裝：常減壓蒸餾、催化裂化、加氫裂化、催化重整、烷基化、延遲焦化、尿素脫蠟等。隨著經(jīng)濟的開展，社會對輕質(zhì)燃料油的需求量越來越大，僅僅依托常減壓蒸餾安裝從原油中分別出來的輕組分遠遠不能滿足需求，而催化裂化安裝是把原油中重組分裂解成輕質(zhì)化的反響，因此，普通常減壓蒸餾安裝及催化裂化安裝是煉廠中必不可少的安裝。本安裝有以下幾個部分：原油電脫鹽預(yù)處置、常減壓蒸餾、催化裂化、裂化產(chǎn)品分別、裂化產(chǎn)品穩(wěn)定。下面引見下各部分的根本原理：1.1電脫鹽原理原油中的環(huán)烷酸、膠質(zhì)

3、、瀝青質(zhì)是天然的乳化劑，隨著原油的過度開采及采油技術(shù)越來越多的依托油層注水和運用驅(qū)油劑一種乳化劑，此外，原油從油田經(jīng)過長途運輸和多次泵的加壓傳送最后送到常減壓安裝，其中的水被均勻的分散到油中，水和油滴過度混合構(gòu)成結(jié)實的乳化液。乳化液的形狀分為油包水型和水包油型兩種。其中，95%原油屬于穩(wěn)定的油包水型。簡單地說，原油電脫鹽就是在電場、破乳劑、溫度、注水、混合強度等要素綜協(xié)作用下，破壞原油乳化形狀、實現(xiàn)油水分別的過程。由于原油中大多數(shù)鹽溶于水，這樣的鹽類就會隨水一同脫掉。1.2常減壓蒸餾原理1.2.1常壓蒸餾原理原油之所以可以利用分餾的方法進展分別，其根本緣由在于原油內(nèi)部的各組分的沸點不同。同時，

4、分餾需求經(jīng)過汽化和冷凝過程。1、平衡汽化過程：平衡汽化過程其特點是加熱后所生成的汽相和液相一直堅持嚴密的接觸，直至最后才分別。假設(shè)接觸足夠充分的話，兩相分別時即到達相平衡形狀，那么這種汽化過程稱為平衡汽化過程。2、平衡冷凝過程：平衡冷凝過程是平衡汽化的相反過程。假設(shè)將過熱的氣體進展分別那么需采用冷凝的方法。冷凝過程中所生成的凝液假設(shè)與蒸汽堅持嚴密的接觸，分別時到達相平衡，那么這種冷凝稱為平衡冷凝過程。3、常壓分餾工藝原理：原油加工過程中，把原油加熱到360370左右進入常壓分餾塔，在汽化段進展部分汽化，其中汽油、煤油、輕柴油、重柴油這些較低沸點的餾分優(yōu)先汽化成為氣體，而蠟油、渣油仍為液體。含有

5、汽油、煤油、輕柴油、重柴油的氣體混合物分開汽化段進入塔的上部稱為分餾段，在塔盤上與液體回流相接觸，被冷卻而部分冷凝，那么沸點較高的重柴油首先冷凝，而沸點較低的汽油、煤油、輕柴油仍為氣體，該氣體再繼續(xù)上升而部分冷凝，那么又有沸點較高的輕柴油冷凝為液體。如此進展汽液相的多次部分汽化、冷凝，煤油、輕柴油、重柴油在其各自蒸汽分壓下的泡點溫度從塔側(cè)抽出。最后剩余的氣體即沸點最低的汽油在其蒸汽分壓下的露點溫度從塔頂餾出。常壓分餾準確度不高，從塔側(cè)抽出的產(chǎn)品，必然含有低沸點產(chǎn)品，這些低沸點產(chǎn)品，那么需從輔助汽提塔用水蒸汽汽提前往常壓分餾塔，從而得到合格的側(cè)線產(chǎn)品。汽化的常壓重油，也就是蠟油和渣油，從汽化段下

6、流至塔的下部分，稱為提餾段，經(jīng)水蒸汽汽提后從塔底抽出。1.2.2減壓蒸餾原理在汽液平衡形狀下，物質(zhì)的蒸汽壓隨溫度而變化，溫度愈高，蒸汽壓就愈大，溫度愈低蒸汽壓愈小。液體沸騰的必要條件是蒸汽壓必需等于外界壓力，因此，降低外界壓力就相當(dāng)于降低液體沸騰時所需求的蒸汽壓，也就是降低了液體的沸點，壓力愈小，沸點降的愈低。假設(shè)使蒸餾過程在壓力低于大氣壓以下進展，就可以使操作溫度降低，這種過程稱為減壓蒸餾。要從常壓重油中分割出沸點高達510甚至550的餾分來作為二次加工原料，假設(shè)加熱到這樣的溫度，油品早已發(fā)生裂解，使餾分質(zhì)量變壞，為了防止餾分的分解，重油蒸餾普通都在低于410以下進展，為此采用在塔頂抽真空的

7、減壓蒸餾方法。減壓程度的大小用真空度來衡量，所謂真空度是指設(shè)備內(nèi)的殘壓與大氣壓的差值，真空度越高，殘壓越低，減壓塔的抽真空系統(tǒng)由冷凝器和蒸汽放射抽空器所組成。1.3催化裂化反響原理R，R:C+ R*HR:C+ H催化裂化反響可以用正碳離子反響機了解釋，所謂正碳離子，是指外表短少一對價電子的碳原子構(gòu)成的烴離子，其方式如這些正碳離子不能自在存在，它只能吸附在催化外表進展反響。正碳離子是催化劑與烯烴分子作用構(gòu)成的，在酸性催化劑存在的情況下，生成正碳離子所需的能量比熱裂解生成自在基要小得多而在無催化劑條件，熱裂解過程是氣相熱反響，此時生成正碳離子所需能量比裂解成自在基又大得多，其結(jié)果是烴分子均勻斷裂成

8、自在基，遵照自在基反響機理，此時催化劑活性中心給出質(zhì)子，使烯烴質(zhì)子化生成正碳離子，正碳離子開場構(gòu)成必需具備兩個條件，一、要有烯烴來源于原料或熱裂解產(chǎn)物，二、要有給出質(zhì)子的酸性催化劑。正碳離子構(gòu)成后，其發(fā)生一連串平行-順序反響，反響過程復(fù)雜，反響類型多樣。1.催化裂化的化學(xué)反響種類催化裂化過程中的化學(xué)反響并不是單一烴類裂化反響，而是多種化學(xué)反響同時進展。在催化裂化條件下，各種化學(xué)反響的快慢、多少和難易程度都不同。主要化學(xué)反響如下：裂化反響裂化反響是催化裂化主要反響，它的反響速度比較快，同類烴分子量越大，反響速度越快；烯烴比烷烴更易裂化；環(huán)烷烴裂化時，既能脫掉側(cè)鏈，也能開環(huán)生成烯烴；芳烴環(huán)很穩(wěn)定，

9、單環(huán)芳烴不能脫甲基，只需三個碳以上側(cè)鏈才容易脫掉。異構(gòu)化反響異構(gòu)化反響是催化裂化的重要反響，它是在分子量大小不變的情況下，烴類分子發(fā)生構(gòu)造和空間位置的變化。異構(gòu)化反響可使催化裂化產(chǎn)品含有較多的異構(gòu)烴，汽油異構(gòu)烴含量高，辛烷值高。氫轉(zhuǎn)移反響氫轉(zhuǎn)移反響即某一烴分子上的氫脫下來，加到另一個烯烴分子上，使這一烯烴分子得到飽和的反響。氫轉(zhuǎn)移是催化裂化獨有的反響，反響速度比較快，帶側(cè)鏈的環(huán)烷烴是氫的主要來源。氫轉(zhuǎn)移不同于普通的氫分子參與的脫氫和加氫反響，它是活潑的氫原子從一個烴分子轉(zhuǎn)移到另一個烴分子上去，使烯烴飽和，二烯烴變成單烯烴或飽和烴，環(huán)烷烴變成環(huán)烯烴進而變成芳烴，使產(chǎn)品安定性變好。氫轉(zhuǎn)移的反響結(jié)果

10、是一方面某些烯烴轉(zhuǎn)換成烷烴，另一方面給出氫的化合物轉(zhuǎn)化為芳烴和縮合成更大的分子甚至結(jié)焦，使生焦率提高。氫轉(zhuǎn)移反響是放熱反響，需求高活性催化劑和低反響溫度來獲得較高反響速度。芳構(gòu)化反響芳構(gòu)化反響是烷烴、烯烴環(huán)化生成環(huán)烷烴及環(huán)烯烴，然后進一步進展氫轉(zhuǎn)移反響，放出氫原子，最后生成芳烴的反響過程。芳構(gòu)化是催化裂化的重要反響之一，由于芳構(gòu)化反響，催化汽油、柴油含芳烴量較多，也是催化汽油辛烷值較熱裂解汽油辛烷值高的一個重要緣由。疊合反響疊合反響是在烯烴與烯烴之間進展的，其反響結(jié)果是生成大分子烯烴。烷基化反響烯烴與芳烴的加合反響叫烷基化反響。疊合反響和烷基化反響，在正常催化裂化操作條件下500，常壓，這兩個

11、反響所占總反響的比例不大。2.各類單體烴的催化裂化反響規(guī)律烷烴主要是發(fā)生裂化反響，分解成較小分子的烷烴和烯烴，生成的烷烴可以繼續(xù)分解成更小的分子。烷烴裂化時多從中間的C-C鍵處斷裂，而且分子越大越易斷裂、異構(gòu)烷烴的反響速度又比正構(gòu)烷烴快。烯烴分解反響裂化反響分解為兩個較小分子的烯烴，烯烴的裂化反響速度比烷烴的大的多，大分子烯烴的裂化反響速度比小分子快，異構(gòu)烯烴的裂化速度比正常烯烴快；異構(gòu)化反響烯烴的異構(gòu)化反響有兩種：一種是分子骨架構(gòu)造的改動，正構(gòu)烯烴變成異構(gòu)烯烴；另一種是分子的雙鍵向中間位置轉(zhuǎn)移。氫轉(zhuǎn)移反響環(huán)烷烴或環(huán)烷-芳香烴放出氫，使烯烴飽和而本身逐漸變成稠環(huán)芳烴，或烯烴之間發(fā)生氫轉(zhuǎn)移，這類

12、反響的結(jié)果是：一方面某些烯烴轉(zhuǎn)化為烷烴，另一方面給出氫的化合物轉(zhuǎn)化為芳烴或綜合成更大的分子。氫轉(zhuǎn)移反響速度較低，需求活性較高的催化亮晶晶上，反響溫度高對氫轉(zhuǎn)移不利。芳構(gòu)化反響烯烴環(huán)化并進一步脫氫成為芳香烴。3環(huán)烷烴環(huán)烷烴的環(huán)可斷裂生成烯烴，烯烴再繼續(xù)進展上述各項反響。4芳烴多環(huán)芳烴的裂化反響速度很低，他們的主要反響是縮合稠環(huán)芳烴，甚至生成焦炭，同時放出氫使烯烴飽和。1.4裂化產(chǎn)品分餾原理催化裂化反響油氣的分別是在分餾塔內(nèi)完成的，反響油氣進入分餾塔的脫過熱段，與人字擋板上向下流動循環(huán)油漿逆流接觸，脫除洗滌油氣中夾帶的催化劑粉塵，并使反響油氣進展部分冷凝。先被冷凝的是沸點較高的油漿，上升的油氣混合

13、物在塔內(nèi)上升過程中溫度逐漸降低，又出現(xiàn)部分冷凝，冷凝液為回?zé)捰?。再降低溫度使其逐漸部分冷凝為柴油，最后不能冷凝的是汽油、蒸氣及富氣。此時，在分餾塔底得到的是最高沸點餾分油漿，塔側(cè)自下而上可獲得回?zé)捰?、柴油餾分，自塔頂在油氣分別罐底可獲得汽油餾分，在分別罐頂?shù)玫礁粴饨M分。氣相混合物在精餾段逐漸降溫冷凝，氣體降溫冷凝為液體要放出冷凝潛熱，這部分熱量要經(jīng)過塔頂和中段回流取走，并使回流中所含的輕組分加熱汽化為氣相，同時，中段回流還提供了分別過程所需求的內(nèi)回流。1.5裂化產(chǎn)品穩(wěn)定原理催化裂化緊縮富氣吸收過程是在填料塔內(nèi)進展，解吸分別是在板式塔內(nèi)進展。其目的是把干氣和液化氣分開，分別的關(guān)鍵組分是C2和C3

14、。要求吸收后的干氣中盡量少含C3，解吸后的脫乙烷汽油中盡能夠不含C2，從而使其按C2和C3這兩種關(guān)鍵組分分開。在吸收塔內(nèi)，貧吸收油自塔頂入進入，與由塔下部進塔的烴類混合氣體在塔板上進展多次氣、液逆向接觸，完成吸收過程。關(guān)鍵組分C3在隨氣體上升過程中，也逐漸被吸收油溶解而由氣相轉(zhuǎn)入液相之中。它們在塔板上到達平衡時，C3在氣液兩相中的濃度是按C3平衡常數(shù)K值分配的。就其操作條件來說，整個吸收過程根本處于一樣的操作壓力和操作溫度下，可看作是等溫吸收過程。因此在平衡時，C3的平衡常數(shù)K值根本不變，只是C3組分在塔的各層塔板上氣、液兩相中的濃度有所不同。吸收塔頂部蒸汽還有少量的C3及更重組分，為此，吸收

15、塔頂部貧氣需求進入再吸收塔下部與新穎貧吸收油逆向接觸，在到達平衡時，C3平衡常數(shù)K值依然不變，因此溶解于吸收油中的C3組分濃度很低，再吸收塔頂部貧氣中剩余的C3組分含量進一步較少，從而使C3吸收率到達其分別要求。在充分地吸收C3及更重的C4、C5等組分的同時，由于相平衡關(guān)系，富吸收油中勢必也吸收了相當(dāng)數(shù)量的C2組分。在解吸塔內(nèi)，要將富吸收油中C2組分解脫出來，再回到吸收貧氣中去。在解吸時，為了把C2組分脫凈，由于相平衡關(guān)系，其中一部分C3、C4組分也必然要隨之被解吸出來，所以解吸氣要送回吸收塔再進展吸收。這樣，經(jīng)過吸收、再吸收與解吸操作，使吸收塔頂?shù)玫礁静缓珻3組分的氣體再吸收塔頂為干氣；在

16、解吸塔底得到根本不含C2的脫乙烷汽油。從而按C2、C3這兩種關(guān)鍵組分將其別分開來。將液化氣C3、C4從脫乙烷汽油中分別出來的操作過程是在穩(wěn)定塔中進展的。穩(wěn)定塔操作是在壓力下精餾分別液態(tài)烴和汽油的過程。2、常減壓-催化裂化實訓(xùn)安裝設(shè)計方案與特點2.1設(shè)計方案安裝設(shè)計是以工業(yè)上消費才干為350萬噸/年的現(xiàn)代化石油催化裂化消費安裝為原型，按10:1左右比例減少而制成。在設(shè)計時應(yīng)充分思索了安裝的平安性、適用性、經(jīng)濟性。詳細設(shè)計方案為：2.1.1數(shù)字高真仿真：系統(tǒng)以工廠真實安裝為背景，采用開放性的工藝參數(shù)設(shè)計和先進的軟件平臺。要求工藝參數(shù)高真仿真，實現(xiàn)工廠運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的真實再現(xiàn)，表達工廠現(xiàn)場的真實形狀。2.

17、1.2工廠化對象背景：以常減壓蒸餾、催化裂化、產(chǎn)品分餾、產(chǎn)品穩(wěn)定成四個車間作為對象背景，以主物料工藝流程為根底，可整體或單元運轉(zhuǎn)。并結(jié)合職業(yè)教育的教學(xué)大綱要求，設(shè)計一定量的可解剖設(shè)備，以便設(shè)備解剖、認識掌握設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造，部分替代物料，加強現(xiàn)場實物感，防止一線消費過程中存在的平安隱患。同時，設(shè)備、儀表等選用要求多元化方式。安裝中適量的采用工廠中真實運用儀表、閥門，使學(xué)生認識各種顯示儀表，學(xué)會運用調(diào)理器并感知其重要性，可允許學(xué)生對儀表、閥門等進展仿真隨意性調(diào)理。2.1.3情景化真實操作：設(shè)計要求按中控SUPCONDCS系統(tǒng)控制和現(xiàn)場操作相結(jié)合，使得操作控制實現(xiàn)工廠情景，并能滿足進展正常運轉(zhuǎn)操作、開

18、停車、斷電事故處置等工廠中的全部操作，學(xué)生們還能自行設(shè)計，實驗不同的開、停車方案，極限運轉(zhuǎn)形狀等。2.1.4開放性缺點點設(shè)置：全部參數(shù)均可作為缺點點，模擬工廠實踐消費中出現(xiàn)的各種缺點。經(jīng)過教師站對學(xué)員站的操作設(shè)置事故，學(xué)生根據(jù)已有知識進展利判別，采用必要措施進展處理，以培育學(xué)生認識缺點景象，分析缺點緣由，完成缺點處置，提高學(xué)生判別認識、鍛煉和提高學(xué)生排除缺點的才干。2.1.5廣泛性教學(xué)目的：設(shè)計時應(yīng)充分思索化工類專業(yè)、機械類專業(yè)、儀表及自動化專業(yè)的特點，選型時要求同類設(shè)備多樣化，并兼顧設(shè)備的經(jīng)典性和先進性。2.2安裝特點2.2.1該安裝由常減壓蒸餾、催化裂化、產(chǎn)品分別和產(chǎn)品穩(wěn)定四部分組成石油化

19、工實體仿真實訓(xùn)消費過程系統(tǒng)(設(shè)備系統(tǒng)工廠化真真實線，平安物料替代真實物料，控制操作系統(tǒng)全程實現(xiàn)工廠實景。2.2.2由常減壓、催化裂化、產(chǎn)品分別及穩(wěn)定四個車間組成，整套安裝由14臺化工塔、31臺機泵、29臺容器、3臺工業(yè)爐、34臺換熱器等組成，并結(jié)合職業(yè)教育的教學(xué)大綱，設(shè)計了一定量的可解剖設(shè)備，以便設(shè)備解剖、認識掌握設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造。2.2.3過程控制系統(tǒng)，完全是一個真實的工業(yè)控制系統(tǒng)，具有真實的工廠化情景，系統(tǒng)由知名品牌中控SUPCONDCS進展控制，能進展正常運轉(zhuǎn)操作、開停車、斷電事故處置。可對消費系統(tǒng)溫度、壓力、流量、液位進展檢測、顯示、控制，根據(jù)各個丈量點的變化，協(xié)助 學(xué)生思索，開展分析綜合

20、才干，更好地透過景象看本質(zhì)。本安裝還可實現(xiàn)自控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、趨勢圖、帶控制點的工藝流程圖、儀表界面等操作。2.2.4缺點點設(shè)置：可模擬實踐消費中出現(xiàn)的缺點景象，經(jīng)過計算機發(fā)出缺點信號設(shè)置缺點，培育學(xué)生缺點判別認識、鍛煉和提高學(xué)生排除缺點才干。2.2.5本安裝涵蓋了石油化工經(jīng)典的消費過程及多種化工單元操作，主要用于化工專業(yè)進展化工消費過程操作實訓(xùn)、考核、消費事故研討等等；本安裝也適用于儀表、自動化控制等專業(yè)進展消費過程控制、DCS系統(tǒng)的實訓(xùn)、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)EPA現(xiàn)場總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)過程控制方案研討等等。3、安裝功能3.1主要用途3.1.1使學(xué)生掌握常減壓蒸餾、催化裂化等經(jīng)典煉油工程的

21、工藝流程，對各個工段的主要設(shè)備的構(gòu)造及性能、消費原理深化了解。 3.1.2使學(xué)生了解、掌握化工過程的根本操作技藝，提高了學(xué)生對典型化工過程的開車、停車、事故處置的才干，加深了學(xué)生對化工過程根本原理的了解；3.1.3使學(xué)生掌握調(diào)理的根本操作技藝，尤其是自動調(diào)理、手動調(diào)理、串級調(diào)理的運用，為以后掌握P、I、D參數(shù)的在線整定及復(fù)雜控制系統(tǒng)的投運和調(diào)整才干打下良好根底。3.1.4使學(xué)生掌握最優(yōu)的開車方案，對消費操作進展優(yōu)化研討。3.2實現(xiàn)多種技藝的培訓(xùn)3.2.1化工工藝技藝培訓(xùn)：a電脫鹽部分；b常減壓蒸餾部分；c催化裂化部分；d緊縮機運轉(zhuǎn)部分；e催化裂化產(chǎn)品分餾部分；f催化裂化產(chǎn)品穩(wěn)定部分。3.2.2

22、化工操作(系統(tǒng)操作員技藝培訓(xùn)：a安裝的開停車操作；b單元安裝的正常操作及異常景象的分析；c系統(tǒng)安裝的正常操作及異常景象的分析；d典型事故的案例分析；e.消費控制的優(yōu)化管理。3.2.3化工機械技藝培訓(xùn)：a傳質(zhì)設(shè)備的作用與主要構(gòu)造方式；b傳熱設(shè)備的作用與主要構(gòu)造方式；c化工塔的任務(wù)原理與主要構(gòu)造方式；d化工泵的任務(wù)原理與主要構(gòu)造方式。3.2.4化工儀表及自動化技藝培訓(xùn)：1自動控制根本概念方面：a.掌握自動控制系統(tǒng)的組成，了解各種組成部分的作用及相互影響和關(guān)系；b.了解自動控制系統(tǒng)中常用的各種術(shù)語，掌握方塊圖的意義及畫法；c.熟習(xí)管路及控制系統(tǒng)上常用的符號和意義；d.了解控制系統(tǒng)的幾種方式，掌握系統(tǒng)

23、的動態(tài)與靜態(tài)；e.掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)在階躍干擾作用下，過渡過程中的幾種根本方式及過渡過程的質(zhì)量目的的含義。1檢測儀表與傳感器方面：a.掌握儀表精度的意義及丈量誤差的關(guān)系；b.了解儀表的性能目的；c.掌握各種壓力丈量儀表的根本原理及根本選用方式；d.了解各種流量計的丈量原理；e.了解各種液位計的丈量方法，掌握液位丈量中零點遷移的意義及方法；f.掌握溫度檢測元件；g.自動檢測儀表選型、安裝；h.惡劣環(huán)境下儀表的安裝維護；3自動控制顯示儀表方面：a.掌握PLC可編程控制器的功能和特點；b.掌握DCS現(xiàn)場控制站及操作站的軟件及硬件組成；c.掌握現(xiàn)場總線的特點及根本設(shè)備；d. HYPERLINK l _T

24、oc15602 單回路溫度、壓力、液位、流量控制方案制定、投運、PID參數(shù)整定；f.復(fù)雜控制系統(tǒng) HYPERLINK l _Toc19701 串級、比值等 HYPERLINK l _Toc15602 控制方案制定、投運、PID參數(shù)整定；g. HYPERLINK l _Toc18424 綜合控制方案制定；h. HYPERLINK l _Toc28078 高級控制方案與算法的實現(xiàn)；i. HYPERLINK l _Toc5695 聯(lián)鎖控制、報警功能的控制方案的實現(xiàn)。4執(zhí)行機構(gòu)方面：a.掌握控制閥的流量特性意義，了解串級管道中阻力比s和并聯(lián)中管道中分流比x對流量特性的影響；b.掌握氣動薄膜控制閥的根本

25、構(gòu)造、主要類型及運用場所；c.掌握氣動執(zhí)行機構(gòu)的氣開、氣關(guān)方式及選擇原那么；d.掌握電氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器的用途及任務(wù)原理；e.掌握電動執(zhí)行器的本原理及構(gòu)造；f.各類調(diào)理閥的安裝、調(diào)校、投運。5儀表系統(tǒng)缺點處置方面:a.鍛煉儀表檢修人員處置事故過程中的協(xié)調(diào)才干；b.系統(tǒng)設(shè)置缺點點,鍛煉儀表檢修人員判別處置缺點才干；3.3滿足技術(shù)要求及主要參數(shù)3.3.1總體動態(tài)運轉(zhuǎn)控制功能：現(xiàn)場控制臺儀表控制同時與微機通訊，基于MCGS工控軟件平臺的實時數(shù)據(jù)采集及過程監(jiān)控；DCS工程師站與現(xiàn)場控制臺銜接，實現(xiàn)單回路、串級控制、比值控制和PID控制等方式，可實現(xiàn)手動控制和自動控制方式的切換、遠程監(jiān)控、流程組

26、態(tài)的上傳下載實時報警記錄。3.3.2智能儀表顯示功能：多通道輸入輸出可完成組態(tài)、控制、通訊和實時數(shù)據(jù)及趨勢顯示和控制等功能。3.3.3執(zhí)行機構(gòu)及管路閥門：各種工業(yè)級別管道閥門，經(jīng)過溫度傳感器、壓力變送器、遠傳液位計、可控硅調(diào)壓模塊等智能傳感器完成壓力和電加熱管等執(zhí)行器及電控單元的反響控制。3.3.4缺點設(shè)置功能：用軟件和硬件相結(jié)合的方式實現(xiàn)缺點設(shè)置，可輕松實現(xiàn)化工操作的缺點模擬。3.3.5智能計量檢測：包含微調(diào)轉(zhuǎn)子流量計、遠傳液位計、聲光報警器及各類就地彈簧指針表等儀表；3.3.6設(shè)備主體構(gòu)造恢弘大氣：規(guī)格：長寬高：30000170009000mm。材質(zhì)：設(shè)備、管道為不銹鋼，配套：現(xiàn)場控制臺含

27、嵌入式微機位、報警器及開關(guān)位、二次儀表并內(nèi) 含DCS和儀表控制轉(zhuǎn)換接入口。3.4常減壓-催化裂化安裝的仿真系統(tǒng)3.4.1常減壓-催化裂化仿真系統(tǒng)的特點：常減壓-催化裂化仿真系統(tǒng)軟件由兩部分內(nèi)容構(gòu)成：仿真系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；系統(tǒng)組態(tài)和組態(tài)運轉(zhuǎn)平臺。仿真系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型：1、工藝流程涵蓋了當(dāng)前最為普遍常減壓蒸餾及催化裂化系統(tǒng)實踐工藝過程，是真實的、當(dāng)前國內(nèi)主流的消費工藝流程。2、物料平衡和能量平衡針對工藝流程，從流態(tài)平衡的過程，對每一設(shè)備進出的物料，對每一個采樣周期目前暫定為500mS，嚴厲按照物料平衡和能量平衡的原那么進展仿真計算，并輸出瞬時結(jié)果。系統(tǒng)由現(xiàn)場技術(shù)管理的資深工程技術(shù)人員進展與實踐過程的擬合，

28、到達既符合實際計算的結(jié)果，又符合實踐過程運轉(zhuǎn)的特征過程技術(shù)參數(shù)的定性、定量變化。有超越4000個常微分方程幾個常微分方程構(gòu)造一個多變量變系數(shù)微分方程。開停車方案與實踐過程吻合數(shù)學(xué)模型能呼應(yīng)原始的開停車過程，并且真實反映了瞬時過程?？梢蕴峁┎糠謱崟r變化過程。創(chuàng)新的要點和對實踐過程的指點意義 1普通實踐的消費安裝設(shè)計過程中，先確定原料，安裝設(shè)計針對某一詳細物進展設(shè)計，當(dāng)物料性質(zhì)有較大的改動后設(shè)備必需進展整改，因此，工業(yè)消費中的設(shè)備和原料間有專屬性的局限性！而本套實景仿真安裝采用仿真模擬物料，可以較靈敏改動原料的性質(zhì)，突破了工業(yè)消費中安裝煉制原料固定性的限制。 2實踐消費安裝的設(shè)計是以實踐物料的實驗

29、測定為根底數(shù)據(jù)，并且忽略了中間變化過程，本套實景仿真安裝運用仿真系統(tǒng)進展實踐物料平衡和能量平衡計算，具有根底數(shù)據(jù)來源簡便、廣泛等特點，同時還能表達物系中部分中間變化過程等優(yōu)點。 3本套實景仿真安裝運用仿真系統(tǒng)可以進展比較不同物料的產(chǎn)品收率及轉(zhuǎn)化率的分析，同時，還能對同一物料加工方案進展最優(yōu)操作條件的比較測定，因此，對實踐工業(yè)安裝的優(yōu)化消費消費具有一定的指點意義。培訓(xùn)操作人員的內(nèi)涵仿真系統(tǒng)用于操作工人的培訓(xùn)，可以到達：熟練掌握消費過程的工藝原理。明晰消費過程的的控制操作原理和技巧。熟練掌握真實系統(tǒng)發(fā)生異常的處置方法和措施。熟練的掌握實踐系統(tǒng)的原始開停車過程和技術(shù)。由于仿真系統(tǒng)是個按物料平衡和能量

30、平衡進展全過程的系統(tǒng)仿真，并且在控制參數(shù)操作目的上與實踐過程擬合?？梢允共僮髡邚臅旧蠈W(xué)得的實際與實踐進展有效的擬合。3.4.2系統(tǒng)組態(tài)和組態(tài)運轉(zhuǎn)平臺：系統(tǒng)的主要技術(shù)目的及特點仿真軟件系統(tǒng)開發(fā)平臺采用差分的方法，實現(xiàn)對數(shù)學(xué)模型的計算，差分采樣周期為500mS,實時度高。為到達高的實時度，需求采用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的設(shè)計技術(shù)。有50多種功能模塊供數(shù)學(xué)模型求解組態(tài)者運用，經(jīng)過組態(tài)可實現(xiàn)對復(fù)雜的微分方程的實時求解。用戶可在運轉(zhuǎn)形狀下，在線添加、刪除和修正組態(tài)的構(gòu)稽關(guān)系，無須編譯、裝載組態(tài)文件等常規(guī)操作?？稍谝粋€采樣周期內(nèi)，完成4000個以上的功能模塊運算高階微分方程可分解成多個低階微分方程，經(jīng)過組態(tài)實現(xiàn)高階

31、微分方程、變系數(shù)微分方程和偏微分方程的計算。開發(fā)平臺可數(shù)倍實踐時間運轉(zhuǎn)，以縮短數(shù)學(xué)模型的設(shè)計者調(diào)試模型的時間。擁有曲線、數(shù)據(jù)顯示等調(diào)試畫面。原始數(shù)據(jù)可直接I/O硬件輸入，也可計算機的鍵盤、鼠標輸入。每個點的數(shù)據(jù)來源可由組態(tài)設(shè)定?？啥嗯_機器的經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)銜接，直接構(gòu)成軟件操作界面，可供多人同時運用。運轉(zhuǎn)的效率和效果真實的實時度取決于仿真系統(tǒng)的I/O硬件的采樣周期，即選用的硬件越好，采樣周期就越小，系統(tǒng)那么更逼真。無須I/O硬件的軟件系統(tǒng),采樣周期與運用的功能模塊數(shù)量呈比例。有超越4000個功能塊可做到500mS的采樣周期。3.4.3系統(tǒng)的拓展和展望：多系統(tǒng)平行運轉(zhuǎn)該組態(tài)平臺運轉(zhuǎn)效率高，功能強大，組態(tài)

32、靈敏，數(shù)學(xué)方程多、是個復(fù)雜的仿真系統(tǒng)?？梢园鸭僭O(shè)干個不同的消費崗位集中到一臺任務(wù)站上一樣。純軟件的仿真系統(tǒng)用戶可以把一個消費過程，用一組數(shù)學(xué)模型進展描畫，經(jīng)過組態(tài)，構(gòu)成一個可以在計算機上運轉(zhuǎn)的程序，這個程序就相當(dāng)于一個關(guān)于該消費過程的電子游戲?？山?jīng)過該電子游戲使得操作者深化了解該消費過程的機理和操作要素。經(jīng)過局域網(wǎng)，可以是多臺任務(wù)站同時在支配消費過程，到達訓(xùn)練人員的目的。3.4.4仿真系統(tǒng)的構(gòu)成：系統(tǒng)大致構(gòu)成如下：消費設(shè)備布置區(qū)過程仿真系統(tǒng)過程監(jiān)控操作室消費設(shè)備布置區(qū)目前擬按350wt/a常減壓蒸餾及結(jié)合催化裂化的消費規(guī)模，制定整個工藝過程的物料平衡和能量平衡衡算根底，以10：1的比例規(guī)劃，主

33、體由14臺化工塔、31臺機泵、29臺容器、3臺工業(yè)爐、34臺換熱器等組組成，全部分布在消費設(shè)備布置區(qū)，經(jīng)過管線，閥門構(gòu)成常減壓蒸餾催化裂化結(jié)合安裝主流程。由于是個教學(xué)模型或稱仿真系統(tǒng)，不能夠用實踐的物料進入過程。因此，對于特定的教學(xué)點，除用實踐的空氣或水進展模擬過程物料運動之外，根本上是模型設(shè)備外型酷似。為了到達一定的仿真度，在消費設(shè)備和工藝流程研制方面強調(diào)了：外形與實踐的消費過程外型僅只需尺寸和材質(zhì)的差別。外形極其類似。過程控制或操作的執(zhí)行系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用真實的調(diào)理閥、截止閥等，其中自動調(diào)理閥受控制儀表制約，手動閥由人工控制，但閥位的信號作為控制過程的動力源，直接進入仿真系統(tǒng)。機、泵類設(shè)備那

34、么直接經(jīng)過啟動、停頓按鈕或其他控制設(shè)備進展操作。流體在過程中的噪音，就地顯示儀表上采用數(shù)顯表，其丈量值的顯示來源是仿真系統(tǒng)的計算值。遠程丈量儀表，如變送器采用其外殼及內(nèi)部接線端子仿真儀表。過程監(jiān)控操作室是一個真實的安裝中央控制室，可以由中控的DCS系統(tǒng)進展操作組織。控制系統(tǒng)輸入信號，現(xiàn)場的設(shè)備布置區(qū)的丈量儀表仿真數(shù)據(jù)經(jīng)過儀表轉(zhuǎn)接?？刂葡到y(tǒng)的輸出信號，直接送到現(xiàn)場的執(zhí)行器上，仿真系統(tǒng)經(jīng)過執(zhí)行器轉(zhuǎn)接控制系統(tǒng)給執(zhí)行器的操作信號。這樣的設(shè)計有助于安裝的真實性。便于開展除化工操作以外的實訓(xùn)。比如，DCS系統(tǒng)的培訓(xùn)，過程控制的培訓(xùn)、過程控制的方案研討等等。中央操作室的控制設(shè)備完全按一個真實系統(tǒng)設(shè)計。和真實

35、系統(tǒng)的最大差別，主要是其信號源的來源有所不同，雖然物理上還是從丈量儀表送來，但真正的數(shù)據(jù)是由仿真系統(tǒng)計算出來的，并非是測出來的。常減壓蒸餾的過程控制系統(tǒng)，完全是一個真實的控制系統(tǒng)。相關(guān)的自控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、趨勢圖、帶控制點的工藝流程圖、儀表操作界面等，全部在控制機上完成。 仿真系統(tǒng)構(gòu)成如下：這是一個由計算機系統(tǒng)構(gòu)成化工過程設(shè)備性能、過程反響工程特性的仿真系統(tǒng)。它將一個系統(tǒng)的特征值或者講控制形狀值經(jīng)過其反響機理、設(shè)備的物理尺寸等要素，利用數(shù)學(xué)的方法，將引起該特征值變化的眾多要素組合成一個算式，構(gòu)成數(shù)學(xué)模型。經(jīng)過檢測這些叢多要素的形狀值，計算出當(dāng)前特征值的數(shù)值和形狀。對于石油化工的消費過程來說，每

36、一個設(shè)備至少有一關(guān)于設(shè)備物理特性的一個數(shù)學(xué)方程。每一個化學(xué)反響，至少都有一個關(guān)于反響工程的動力學(xué)方程。通常的仿真機，應(yīng)該是有一組數(shù)學(xué)方程和實時的求解這些方程的程序結(jié)合在一同。經(jīng)過I/O通道，讀進引起特征參數(shù)變化的調(diào)理參數(shù)或形狀參數(shù)，計算當(dāng)前的特征參數(shù)的變化，經(jīng)過輸出到擔(dān)任操作界面的系統(tǒng)中去，顯示其當(dāng)前系統(tǒng)的形狀。對于擔(dān)任操作的系統(tǒng)中央控制室而言，仿真系統(tǒng)僅僅是一個控制的對象。仿真系統(tǒng)根據(jù)化工過程的內(nèi)在規(guī)律，籠統(tǒng)的反映了真實系統(tǒng)的操作變化。仿真系統(tǒng)有本人的輸入信號，這些信號通常是代表進入某個設(shè)備的物料量，如蒸汽量、緊縮空氣量等。這些量進入仿真系統(tǒng)后，系統(tǒng)那么根據(jù)設(shè)備的物理條件和化學(xué)反響的動力學(xué)方

37、程，計算得出該設(shè)備形狀變化、化學(xué)反響形狀變化的形狀特征量化工過程參數(shù)，如溫度、壓力成分等等。由于輸入的量是個隨時間變化的物理量，因此，仿真系統(tǒng)的輸出量也是一個動態(tài)的變化量。仿真系統(tǒng)所做的計算通常是一個關(guān)于輸入和輸出的之間的計算，計算任務(wù)量大，必需借助于計算機系統(tǒng)。普通的方式用以下矩陣表示：Y0 D00 D01 D01 D0n X0Y1 = D10 D11 D11. D1n X1 Ym Dm0 Dm1 Dm1 Dmn Xm式中：X 表示進入仿真系統(tǒng)的輸入量 Y 表示進過計算后的形狀量 Dmn 是各形狀量對于各輸入量的傳送函數(shù)。本仿真系統(tǒng)的輸入量，主要是進入系統(tǒng)物料、中間體物料的閥門開度。由于，閥

38、門的開度與流過閥門的物料流量有一定的對應(yīng)關(guān)系。在任務(wù)點附近，與實踐的情況有較好的吻合度。仿真系統(tǒng)經(jīng)過計算后的輸出量，應(yīng)該是化工系統(tǒng)運轉(zhuǎn)形狀的特征量，相當(dāng)于儀表對實踐系統(tǒng)的丈量值?？山?jīng)過仿真計算機的I/O端口直接送到就地顯示儀表進展就地現(xiàn)實或送到中央控制室集控顯示記錄。3.4.5仿真系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備的關(guān)系：每一個設(shè)備、每一化學(xué)反響該至少有一個數(shù)學(xué)物理方程?，F(xiàn)場的設(shè)備僅僅是一個外形，內(nèi)在的規(guī)律，那么用方程式來進展模擬。引起仿真系統(tǒng)輸出的變化動因，除控制物料流量的閥門變化和機泵的開停外，還有物料在設(shè)備內(nèi)部的隨時間變化規(guī)律。因此，仿真系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備的關(guān)系是，閥門的開度變化和機泵的開停按鈕是仿真系統(tǒng)系統(tǒng)輸

39、出變化的動因，設(shè)備的物理尺寸、化學(xué)反響的動力學(xué)規(guī)律數(shù)學(xué)模型是輸出變化的根底。仿真系統(tǒng)的輸入信號可直接丈量閥門開度的傳感器和反映機泵開停的按鈕。輸出信號可直接送到現(xiàn)場指示儀表進展就地顯示也可直接送到中央控制室的顯示設(shè)備上。3.4.6仿真系統(tǒng)與中央控制室的關(guān)系：中央控制室是以儀表盤為界面的控制系統(tǒng)，也可以是以DCS系統(tǒng)為操作界面的系統(tǒng)。中央控制室送出關(guān)于閥門開關(guān)的控制信號到現(xiàn)場閥門同時也可送到仿真系統(tǒng)對應(yīng)的輸入端，現(xiàn)場閥門真實的產(chǎn)生一定的開度。或送出機泵開停的信號到現(xiàn)場設(shè)備，現(xiàn)場機泵能否要求真實的運轉(zhuǎn)，可根據(jù)制造本錢或教學(xué)要求確定。但仿真系統(tǒng)必需有接受該類信號的輸入端口包括在現(xiàn)場啟動設(shè)備信號。也即

40、仿真系統(tǒng)接受中央控制室對于閥門的操作的信號可以丈量閥門開度的傳感器和對于機泵的操作信號。仿真系統(tǒng)經(jīng)過對系統(tǒng)的實是模擬產(chǎn)生的輸出信號經(jīng)就地顯示儀表或變送器可以是空殼的接線端子送到中央控制室。3.4.7仿真系統(tǒng)的設(shè)計原理：常減壓-催化裂化安裝的仿真系統(tǒng)，由兩個部分。一部分主要是設(shè)備的仿真，相應(yīng)的設(shè)備，完好的物理系統(tǒng)，完好的一個工藝流程，中心的問題是如何將一個實踐的過程、所要控制的過程形狀，利用計算機系統(tǒng)進展數(shù)字仿真。計算機系統(tǒng)的數(shù)字仿真實踐上是個軟件研發(fā)問題，有四部分主要內(nèi)容：根據(jù)實踐過程的設(shè)備才干尺寸和機械原理，寫出關(guān)于工藝形狀量和進入系統(tǒng)的物料流量之間的數(shù)理方程。根據(jù)該設(shè)備內(nèi)部的化學(xué)反響過程機

41、理，寫出其關(guān)于工藝形狀量的反響動力學(xué)的數(shù)理方程。將上述數(shù)理方程經(jīng)過一定的算法，編寫成計算機可執(zhí)行的程序。測試和修正仿真系統(tǒng)，一個測試平臺。3.4.8軟件仿真系統(tǒng)功能及組成部分：功能建立一個原油預(yù)處置、常減壓蒸餾、催化裂化、催化裂化產(chǎn)品分別、催化裂化產(chǎn)品穩(wěn)定為工藝線路的石油加工數(shù)字仿真消費過程系統(tǒng)。能進展正常運轉(zhuǎn)操作、開停車、斷電事故處置。系統(tǒng)組成：、數(shù)字仿真系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境。一個先進的開發(fā)平臺。可以在線進展軟件組態(tài)。 、數(shù)學(xué)模型本系統(tǒng)有電脫鹽、常減壓蒸餾、催化裂化、催化裂化產(chǎn)品分別、催化裂化產(chǎn)品穩(wěn)定五個主要過程。主要設(shè)備的物理過程運動方程式數(shù)學(xué)模型、主要化學(xué)反響過程、系統(tǒng)組態(tài)編程、算法調(diào)試、與實

42、踐系統(tǒng)的過程擬合。系統(tǒng)的開發(fā)平臺完善和仿真系統(tǒng)的開發(fā)，整合了有三個方面的專家：過程控制專家，石油化工有親身的任務(wù)閱歷和實際素養(yǎng)的工藝專家，算法和編程的專家，本系統(tǒng)是一個專家系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)與中央控制室、現(xiàn)場儀表和閥門、機泵控制連通。各類丈量儀表的仿真丈量信號數(shù)字仿真系統(tǒng)，控制信號真實儀表。閥門和機泵的機械特性仿真用數(shù)學(xué)的方法，描寫閥門和機泵的機械特性和遠動規(guī)律。仿真過程設(shè)計 、實現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的設(shè)計和組態(tài)設(shè)計。、實現(xiàn)與實踐系統(tǒng)的過程擬合。、實現(xiàn)硬件系統(tǒng)的界限設(shè)計和現(xiàn)場調(diào)試。 、實現(xiàn)中央控制室的控制儀表設(shè)計。 整個仿真顯示、操作、控制的人機界面分三級界面： 、一、二級界面構(gòu)成系統(tǒng)：采用國內(nèi)知名的品牌一

43、流的工業(yè)自動控制安裝中控DCSWebField JX-300XP作為顯示操作界面。、常規(guī)操作在DCS系統(tǒng)中實現(xiàn)，教師操作界面可在數(shù)字模型計算機操作界面上進展，方便教師人為制造缺點，培訓(xùn)學(xué)員。DCS中控室系統(tǒng)的組成滿足以下要求3.4.9 DCS控制機柜：規(guī)范工業(yè)柜，長寬高：8006001100mm，內(nèi)安裝漏電維護空氣開關(guān)、電流型漏電維護器充分思索人身平安維護；配置帶鑰匙的電源啟動控制回路和多組保險絲，同時每一組強電輸出都有旋鈕開，關(guān)控制，保證設(shè)備平安，操作控制便利；裝有分相電壓表、指示燈，開關(guān)電源等?，F(xiàn)場控制站：包括主控單元、集線器/光端機、I/O模塊、電源模塊等四個部分。I/O組件安裝：在機柜

44、的正面，它是以插件箱、總線底板為固定構(gòu)造，在底板上插入系統(tǒng)電源模塊和各種I/O功能模塊組成。系統(tǒng)電源模塊為各個I/O模塊數(shù)字部分提供DC+5V電源。系統(tǒng)電源模塊為冗余配置。I/O模塊完成實時數(shù)據(jù)的物理I/O功能，它由I/O功能板、I/O調(diào)理板和安裝在機柜反面的I/O端子板組成。I/O端子板那么是現(xiàn)場信號的銜接板，它與I/O調(diào)理板之間用扁平電纜實現(xiàn)互聯(lián)。3.4.10 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能目的明晰的三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，涵蓋管理層的以太網(wǎng)總線、控制層工業(yè)以太網(wǎng)總線、現(xiàn)場層PROFIBUS-DP總線。中控室可控制恣意一臺設(shè)備。管理網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)操作層速率為100Mbps，控制層網(wǎng)絡(luò)速率為100Mbps或 10Mbps，

45、現(xiàn)場信號處置PROFIBUS-DP，網(wǎng)絡(luò)速率為1.5-11Mbps或1 Mbps硬件處置才干：控制站主控單元CPU Pentium II以上，帶34M內(nèi)存，其中有1M為SRAM； I/O信號處置單元全部為智能構(gòu)造。系統(tǒng)處置才干：一套系統(tǒng)可支持8個域，每個域的處置才干物理I/O點達10000點，控制回路數(shù)量達1000個。普通模擬回路控制周期為115ms，采用回路控制模塊可達10ms，邏輯回路控制周期為50ms 。系統(tǒng)圖形畫面分辨率為16001180，呼應(yīng)時間1s，數(shù)據(jù)刷新時間1s 。3.4.11 DCS工控平臺系統(tǒng)軟件及DCS控制實訓(xùn)軟件系統(tǒng)配置軟件：工程師站軟件/控制器運轉(zhuǎn)軟件CONMAKER

46、及操作員站監(jiān)控組態(tài)軟件FACEVIEW：硬件設(shè)備組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件、控制組態(tài)軟件、圖形組態(tài)軟件、算法組態(tài)軟件。根據(jù)用戶要求：完成設(shè)計、現(xiàn)場安裝，完成系統(tǒng)與用戶已有的控制對象的銜接、調(diào)試，在DCS工控平臺系統(tǒng)軟件根底上，根據(jù)學(xué)校的要求開發(fā)相應(yīng)的實驗控制軟件，組成一個完好的DCS過程控制系統(tǒng)，中控室對設(shè)備可以進展控制，做到交鑰匙工程。3.4.12 中控WebField JX-300XP系統(tǒng)簡介WebField JX-300XP系統(tǒng)是目前國內(nèi)運用最廣泛的單一型號控制系統(tǒng)產(chǎn)品，在化工、石化、電力、冶金、建材等多個流程工業(yè)行業(yè)有著1000多套勝利運用案例。 WebField JX-300XP是浙大

47、中控在基于JX-300X成熟的技術(shù)與性能的根底上，推出的基于web技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。在承繼JX-300X系統(tǒng)選集成與靈敏配置特點的同時，JX-300XP系統(tǒng)吸收了最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)成果，充分運用了最新信號處置技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、可靠的軟件平臺和軟件設(shè)計技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)，采用了高性能的微處置器和成熟的先進控制算法，全面提高了系統(tǒng)性能，能順應(yīng)更廣泛更復(fù)雜的運用要求。同時，作為一套全數(shù)字化、構(gòu)造靈敏、功能完善的開放式集散控制系統(tǒng)，JX-300XP具備杰出的開放型，能輕松實現(xiàn)與多種現(xiàn)場總線規(guī)范和各種異構(gòu)系統(tǒng)的綜合集成。 DCS控制系統(tǒng)中控室表示圖整個網(wǎng)絡(luò)拓撲圖分為中控室與實訓(xùn)基地兩

48、大部分，中控室功能參考中控室系統(tǒng)構(gòu)造圖；實訓(xùn)基地參考，在中控室里主要具有以下功能：1信息管理：作為教師一致管理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的平臺，并可以合理調(diào)度學(xué)生的實訓(xùn)課程等。2 OPC效力器：為教學(xué)研討提供實訓(xùn)的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。并且可與其他控制系統(tǒng)相銜接的數(shù)據(jù)效力器。3 WEB遠程效力：可以擴展為以后的遠程控制系統(tǒng)，甚至經(jīng)過遠程控制來指點學(xué)生的操作和處置缺點分析。4 工程師站：為專業(yè)工程師設(shè)計的，內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺和維護平臺。根據(jù)實訓(xùn)安裝的工藝要求組態(tài)出相應(yīng)的運用平臺和操作平臺，并且可相應(yīng)組態(tài)查以下功能：系統(tǒng)生成、數(shù)據(jù)庫構(gòu)造定義、操作組態(tài)、流程圖畫面組態(tài)、報表組態(tài)等。5 操作站：操作站是由PC機、

49、CRT、鍵盤、鼠標、打印機等人機界面組成。是學(xué)生操作人員完成對實訓(xùn)安裝操作和監(jiān)控管理義務(wù)的環(huán)境。是根據(jù)工程師站分配或者是組態(tài)好的義務(wù)下實現(xiàn)對底層實訓(xùn)安裝的操作過程。6 現(xiàn)場控制站：它是作為直接與實訓(xùn)安裝的模擬量打交道的處置單元，完成整個實訓(xùn)基地的監(jiān)控功能。里面可以配以相應(yīng)的控制系統(tǒng)，比如常規(guī)控制站，現(xiàn)場總線控制站，配以各種規(guī)范信號的I/O卡件；可以根據(jù)相應(yīng)的要求配成冗余卡件、主從控制站等等。系統(tǒng)特點JX-300XP覆蓋了大型集散系統(tǒng)的平安性、冗余功能、網(wǎng)絡(luò)擴展功能、集成的用戶界面及信息存取功能，除了具有模擬量信號輸入輸出、數(shù)字量信號輸入輸出、回路控制等常規(guī)DCS的功能，還具有高速數(shù)字量處置、高

50、速順序事件記錄SOE、可編程邏輯控制等特殊功能；它不僅提供了功能塊圖SCFBD、梯形圖SCLD等直觀的圖形組態(tài)工具，又為用戶提供開發(fā)復(fù)雜高級控制算法如模糊控制的類C言語編程環(huán)境SCX。系統(tǒng)規(guī)模變換靈敏，可以實現(xiàn)從一個單元的過程控制，到全廠范圍的自動化集成。系統(tǒng)的主要特點如下。1開放性 交融各種規(guī)范化的軟、硬件接口，方便地接入最先進的現(xiàn)場總線設(shè)備和第三方集散控制系統(tǒng)、邏輯控制器等，經(jīng)過各種遠程介質(zhì)或Internet實現(xiàn)遠程操作。2兼容性 符合現(xiàn)場總線規(guī)范的數(shù)字信號和傳統(tǒng)的模擬信號在系統(tǒng)中并存。使企業(yè)現(xiàn)行的工業(yè)自動化方案和現(xiàn)場總線技術(shù)的實施變得簡單易行。3設(shè)備管理 添加先進的設(shè)備管理功能AMS，能

51、對現(xiàn)場總線的智能變送器進展參數(shù)設(shè)置等工程實現(xiàn)自動管理，到達了設(shè)備管理和過程控制的完美結(jié)合。4平安性 系統(tǒng)平安性和抗干擾性符合工業(yè)運用環(huán)境下的國際規(guī)范。5缺點診斷 具有卡件、通道以及變送器或傳感器缺點診斷功能，智能化程度高，輕松排除熱電偶斷線等缺點。6機械構(gòu)造 采用19吋國際規(guī)范的機械構(gòu)造，部件采用規(guī)范化的組合方式，方便各種運用環(huán)境。7供電電源 本系統(tǒng)采用集中供電方式。交直流電源都采用雙重化熱冗余供電方式，部件能進展熱插拔，方便安裝和維護。8遠程效力 可以經(jīng)過遠程通訊媒體實現(xiàn)遠程監(jiān)控、缺點診斷、系統(tǒng)維護、操作指點、系統(tǒng)晉級等。9實時仿真 系統(tǒng)具有離線的實時調(diào)試和仿真功能，縮短系統(tǒng)在現(xiàn)場的調(diào)試周期

52、并降低了方案實施的風(fēng)險。10系統(tǒng)容量 系統(tǒng)規(guī)模靈敏可變，可滿足從幾個回路、幾十個I/O信息量到上千個控制回路、10000個I/O信息量的用戶運用要求。11運轉(zhuǎn)環(huán)境 控制機柜內(nèi)合理的冷卻風(fēng)路設(shè)計、防塵設(shè)計。12信號配置 提供1點、4點、6點、8點系列I/O卡件，為用戶提供了多種選擇，優(yōu)化了系統(tǒng)的配置。13信號精度 I/O卡件采用國際上最新推出的高精度A/D采樣技術(shù)-A/D、先進的信號隔離技術(shù)、嚴厲測試下的帶電插拔技術(shù)、以及多層板和貼片技術(shù)，使信號的采集精度更高、卡件的穩(wěn)定性更好。14控制 系統(tǒng)控制組態(tài)具有符合IEC61131-3規(guī)范的組態(tài)工具FBD、LD、SFC、ST等，使DCS與PLC的控制功

53、能得到一致，實現(xiàn)了部分控制區(qū)域內(nèi)的實時過程信息的共享。15集成性 WebField是一個開放的可擴展系統(tǒng)，它可以方便地進展擴展和集成，利用數(shù)據(jù)站、OPCServer或網(wǎng)關(guān)卡，可實現(xiàn)與異構(gòu)系統(tǒng)的互聯(lián)。16圖形界面 提供集成化圖形界面組態(tài)工具，可以方便、快捷地生成圖形畫面，提供多種預(yù)定義圖庫對象。17數(shù)據(jù)管理 搜集并管理數(shù)據(jù)、儲存歷史數(shù)據(jù)并將之傳到公共數(shù)據(jù)庫，也可以將數(shù)據(jù)分散到不同的報表中，從而保證過程在一個最正確的形狀運轉(zhuǎn)?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)造JX-300XP控制系統(tǒng)由控制站、操作站節(jié)點操作站節(jié)點是工程師站、操作員站、效力器站、數(shù)據(jù)管理站、時間同步效力器等的統(tǒng)稱及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)過程控制網(wǎng)、操作網(wǎng)等到構(gòu)成。系統(tǒng)

54、整體構(gòu)造如以下圖所示。 中控室系統(tǒng)構(gòu)造圖，整體分為三層，最上層為信息管理層，采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，銜接了各個控制實驗安裝網(wǎng)橋以及整個系統(tǒng)的信息管理，并且把實驗安裝的數(shù)據(jù)一致采集到某一效力機上，經(jīng)過OPC協(xié)議作為可為外部軟件運用的OPC效力器。中間層為過程控制網(wǎng)，采用了雙高速冗余ScnetII作為其過程控制網(wǎng)絡(luò)，銜接操作員站，工程師站、控制站與數(shù)據(jù)采集站等。在這一層里，我們可以實時操控實訓(xùn)安裝，并可以及時參看設(shè)備實時的運轉(zhuǎn)情況與處置缺點和分析數(shù)據(jù)；同時配以相應(yīng)的打印機設(shè)備設(shè)備，及時素取相應(yīng)的曲線、數(shù)據(jù)和流程概要。底層網(wǎng)絡(luò)為內(nèi)部控制網(wǎng)絡(luò)，采用主控制卡指揮式令牌網(wǎng)，存儲轉(zhuǎn)發(fā)通訊協(xié)議，是控制站各卡件之間

55、進展信息交換的通道。它主要包括主控制卡，各種規(guī)范信號I/O卡件，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡等。實現(xiàn)實訓(xùn)安裝上模擬量和開關(guān)量的采集和控制。工程師站是為專業(yè)工程技術(shù)人員設(shè)計的，內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺和系統(tǒng)維護工具。經(jīng)過系統(tǒng)組態(tài)平臺生成適宜于消費工藝要求的運用系統(tǒng)，詳細功能包括：系統(tǒng)生成、數(shù)據(jù)庫構(gòu)造定義、操作組態(tài)、流程圖畫面組態(tài)、報表程序編制等。而運用系統(tǒng)的維護工具軟件可實現(xiàn)過程控制網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、缺點診斷、信號調(diào)校等。操作員站是由工業(yè)PC機、顯示器、鍵盤、鼠標、打印機等組成的人機系統(tǒng)，是操作人員完成過程監(jiān)控管理義務(wù)的人機界面。高性能工控機、杰出的流程圖機能、多窗口畫面顯示功能可以方便地實現(xiàn)消費過程信息的集中顯示、集中操作

56、和集中管理。效力器站可與企業(yè)管理計算機網(wǎng)ERP或MIS交換信息，實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)采集，從而實現(xiàn)整個企業(yè)消費過程的管理、控制選集成綜合自動化。經(jīng)過具有對等C/S特征的操作網(wǎng)可實現(xiàn)操作站節(jié)點之間的實時數(shù)據(jù)通訊和歷史數(shù)據(jù)查詢。數(shù)據(jù)管理站用于實現(xiàn)系統(tǒng)與外部數(shù)據(jù)源的通訊，從而實現(xiàn)過程控制數(shù)據(jù)的一致管理。時間同步效力器用于實現(xiàn)系統(tǒng)的時間同步?？刂普臼窍到y(tǒng)中直接與工業(yè)現(xiàn)場進展信息交互的I/O處置單元，由主控卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、I/O卡、接線端子板及內(nèi)部I/O總線網(wǎng)絡(luò)組成，完成整個工業(yè)過程的實時監(jiān)控功能。控制站內(nèi)部各部件可按用戶要求冗余配置，確保系統(tǒng)可靠運轉(zhuǎn)。過程控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)操作站節(jié)點及控制

57、站的銜接，完成信息、控制命令的傳輸與發(fā)送，過程控制網(wǎng)采用雙重化冗余設(shè)計，使得信息傳輸可靠、高速。操作網(wǎng)采用快速以太網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)C/S方式下效力器與客戶端的數(shù)據(jù)通訊及操作網(wǎng)節(jié)點的時間同步。系統(tǒng)規(guī)模JX-300XP系統(tǒng)站點容量最高可達31個冗余的控制站和31個操作站節(jié)點，可根據(jù)I/O規(guī)模大小決議控制站數(shù)量，操作站節(jié)點可根據(jù)用戶操作的不同決議配置的數(shù)量與規(guī)格。每個控制站最多可帶8個I/O機籠，每個機籠最多可配置10塊卡件，即除了最多配置一對互為冗余的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡及兩塊電源指示卡之外，最多可配置16塊各類I/O卡件。系統(tǒng)容量到達10000點。管理信息網(wǎng)信息管理網(wǎng)采用通用的以太網(wǎng)技術(shù)，用于工廠級的信息傳送

58、和管理，是實現(xiàn)全廠綜合管理的信息通道。該網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過效力器站實現(xiàn)企業(yè)信息管理網(wǎng)與SCnet 過程控制網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)間橋接，以獲取系統(tǒng)運轉(zhuǎn)中的過程參數(shù)和運轉(zhuǎn)信息，同時也向下傳送上層管理計算機的調(diào)度指令和消費指點信息。管理網(wǎng)采用大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)信息共享，并可將各個安裝的控制系統(tǒng)連入企業(yè)信息管理網(wǎng)，實現(xiàn)工廠級的綜合管理、調(diào)度、統(tǒng)計、決策等。操作網(wǎng)AdvanTrol-Pro在網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略和數(shù)據(jù)分組的根底上實現(xiàn)了具有對等C/S特征的操作網(wǎng)，在該操作網(wǎng)上實現(xiàn)操作站節(jié)點之間包括實時數(shù)據(jù)，實時報警，歷史趨勢，歷史報警，操作日志等的實時數(shù)據(jù)通訊和歷史數(shù)據(jù)查詢。操作站節(jié)點之間的時間同步也是經(jīng)過操作網(wǎng)實現(xiàn)。過程控制網(wǎng)SC

59、netII網(wǎng)系統(tǒng)采用了高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)SCnet 作為其過程控制網(wǎng)絡(luò)。它直接銜接了系統(tǒng)的控制站和操作站節(jié)點，是傳送過程控制實時信息的通道，具有很高的實時性和可靠性，經(jīng)過掛接效力器站，SCnet 可以與上層的信息管理網(wǎng)或其它廠家設(shè)備銜接。過程控制網(wǎng)絡(luò)SCnet 各節(jié)點的通訊接口均采用了公用的以太網(wǎng)控制器，數(shù)據(jù)傳輸遵照TCP/IP和UDP/IP協(xié)議。系統(tǒng)軟件JX-300XP系統(tǒng)采用浙大中控自主開發(fā)的AdvanTrol-Pro軟件包。AdvanTrol-Pro軟件包是基于Windows1000操作系統(tǒng)的自動控制運用軟件平臺，在浙大中控WebField系列集散控制系統(tǒng)Distributed Cont

60、rol SystemDCS中完成系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)效力和實時監(jiān)控功能。系統(tǒng)軟件功能特點及性能目的采用多義務(wù)、多線程，31位代良好的開放性能系統(tǒng)組態(tài)構(gòu)造明晰，界面操作方便控制算法組態(tài)采用國際規(guī)范，實現(xiàn)圖形組態(tài)與言語組態(tài)結(jié)合，功能強大流程圖功能強大，運用方便報表功能靈敏，運用簡捷，并具有二次計算才干采用大容量、高吞吐量的實時數(shù)據(jù)庫和兩級分層分組分區(qū)的數(shù)據(jù)構(gòu)造操作站節(jié)點數(shù)據(jù)更新周期1秒，動態(tài)參數(shù)刷新周期1秒按鍵呼應(yīng)時間0.1秒流程圖完好顯示時間1秒，其他畫面1秒命令呼應(yīng)時間0.5秒實時和歷史趨勢操作靈敏，支持歷史數(shù)據(jù)離線閱讀強大的報警管理功能，可以分區(qū)分級設(shè)置報警，支持語音報警提供基于API接口的多種數(shù)