2015毕业论文精馏塔自控系统应用设计(7)

2019-04-13 22:01

于精馏塔本身的寿命,在这里取精馏塔的平均极限寿命为T,则检测周期Tc=T/nd,其中nd为离散度系数。nd的确定取决于设备运行的环境状况。精馏塔的维修时间要视检测后的精馏塔状况来确定,在这里规定精馏塔的最大运行状态为精馏塔在发生故障前各参数能够达到的最大值,当其中的一个或几个参数超过该值时,即认为精馏塔已经达到极限寿命,需要修理。

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第四章 基于JX-300X的自控系统设计与选型

4.1 JX-300X系统介绍

70年代,大规模集成电路问世,微处理器(MICROPROCESSOR-u P)的诞生,控制技术,显示技术,计算机技术,通信技术(即所谓的4C技术)等的进一步发展,人们为继承常规模拟仪表和计算机控制系统的优点,进一步提高控制系统安全性和可靠性,降低成本,开发研制以微处理器为基础的新型控制系统-分散控制系统

分散型综合控制系统(Distributed Control System,简称DCS)又称为集散控制系统,它综合了计算机技术,控制技术,通信技术和显示技术,使控制系统结构进入了一个新阶段。DCS系统以其灵活,模块化结构,安全,可靠,危险分散,功能齐全以及对大规模系统经济性好等特点成为当代自动化控制的主流系统。

4.2 JX-300X系统方案设计

4.2.1 DCS系统的基本组成

集散控制系统的产品众多,但从系统的结构分析,都是由三部分组成,即分散过程控制装置部分,操作管理装置部分以及通信系统部分组成。

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(1) 分散过程控制装置部分

它的主要功能是分散的过程控制,是系统与过程的接口。其结构特征: ① 需适应恶劣的工业生产过程环境

分散过程控制装置的一部分设备需安装在现场所处的环境差,因此,要求分散过程控制装置能适应环境的温度,湿度变化;适应电网电压波动的变化;适应工业环境中兽王电磁干扰的影响;适应环境介质的影响。 ②分散控制

分散过程控制装置体现了控制分散的系统构成。它把区域分散的过程控制装置用分散的控制实现。它把监视和控制分离,把危险分散,使得系统的可靠性提高。 ③实时性

分散过程控制装置直接与过程进行联系,为能准确反映过程参数的变化,它应具有实时性强的特点。从装置来看,它要有快的时钟频率,足够的字长。从软件来看,运算的程序应精炼,实时和多任务作业。 ④独立性

相对于集散控制系统,分散过程装置具有较强的独立性。在上一级设备出现故障或与上一级的通信失败的情况下,它还能正常运行,从而也使过程控制和操作得以进行。因此,对它的可靠性要求也相对更高。

目前的分散过程控制装置部分由回路控制器、多功能控制器、可编程序逻辑控制器及数据采集装置等组成。它相当于现场控制级和过程控制装置级,实现与过程的连接。

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4.2.2 DCS系统的特点

常规模拟仪表组成的过程控制系统与集中式计算机过程控制系统都有其固有的局限性。而DCS系统在工业控制上具有上述两种系统所无法比拟的优越性。 (1)控制功能完善。集散控制系统的控制单元具有连续、离散、批量控制等高级功能,可以完成从简单的单回路控制到复杂的多变量模型优化控制及逻辑控制;可以实现监控、显示、打印、报警、历史数据存储等日常全部操作。

(2)系统扩展灵活。集散系统多采用模块式结构,可以灵活地组建单回路、多回路、大、中、小等各类系统。由于系统采用局域网络,系统的扩展变得异常方便,局域网节点可以灵活地接入各种单元或其他网络。

(3)完善的人-机联系和集中监控功能。CRT屏幕可将整个工厂的生产状况,单元的数据及时、准确的展现在操作者面前;同时,CRT操作站还能够适应现代管理中对画面和报表的各种要求,从而实现真正的集中操作和管理。

(4)安全可靠性高。由于采用了多微机分散控制结构,危险分散,系统中关键设备采用双重或多重冗余设有自动备用系统和完善的自诊断功能;现场信号的采集采用分布式,采集的信号经智能前端处理成数据信号,抗干扰的能力增强。 (5)安装调试简单。集散系统各单元安装在标准机框内,模件之间采用多芯电缆,标准化接插件相连;现场与控制室之间只需1-2根屏蔽电缆进行数据通讯,布线量大大减少。系统采用专业软件调试,安装调试时间仅为常规仪表的一半。 (6)具有良好的性能价格比。鉴于上述优良的性能及布线、安装、调试费用等的大幅度下降,DCS系统规模越大,平均每个回路的投资越省。

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4.2.3 DCS系统的传输媒介

网络传输介质主要有轴电缆、双纹线、光纤以及射频等。同轴电缆带宽较高,传输距离可达几公里。同轴电缆目前主要应用在环形和总线型网络中,其成本中等。双纹线近年来在桌面接入系统中得到了广泛的应用,尤其是在星型网络中。光纤损耗低,传输距离远,通信容量大,而且光纤抗电磁干扰能力强。应该说,光纤是工业控制通信网络的一个重要的发展趋势。选择什么样的传输介质往往跟网络的拓扑关系有关,例如星型结构通常选用双绞线,这取决于节点的能力、节点之间的距离及环境因素等。环形拓扑结构可以采用任何传输介质,取决于网络技术要求。对于总线型拓扑结构,一般采用双纹线和同轴电缆,而不选用光纤。 有线方式在应用范围、组网灵活性等方面都存在着一定的不足。相反,采用无线射频的方式则可以超越地域上的限制,大大提高系统实现上的灵活性。因此,近年来,无线DCS越来越受到人们的重视。

4.2.4 DCS通讯网络

1.实时性要求

与普通局域网不同,工业LAN对实时性要求比较高。一般是通过牺牲信道利用率来保证通信的实时性。为了保证DCS通信网络的实时性,一般采取以下几种措施。

(1)限定通信网络上每一个取得通信权的时间上限值,从而避免某些站长时间的

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