压力-温度课件

石化厂加热炉的温度控制系统总体方案设计第七组目录工艺说明控制任务分析方案的确定各仪表的选取硬件的配置软件组态系统调试、投运与维护总结工艺说明

加热炉是将物料或工件加热的设备。按热源划分有燃料加热炉、电阻加热炉、感应加热炉、微波加热炉等。应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。方案的确定一、采用单回路方案控制出口温度TTTC特点：对于炉出口温度要求不高。单回路控制方案的方块图此方案的缺点加热炉出口温度是保证原油蒸馏分离的重要依据，一般要求恒值，并具备较高的控制质量，采用上面的简单控制方案很难满足生产工艺的要求，这会带来控制的滞后现象，故采用串级控制。此串级控制方案由物料出口温度和燃料压力组成。二、串级控制（改进）加热炉的温度-压力串级控制系统控制规律的选择在加热炉温度串级控制系统中，我们选择原料油出口温度为主要被控参数，原料油温度影响产品生产质量，工艺要求严格，又因为加热炉串级控制系统有较大容量滞后，所以，选择PID调节作为主调节器的调节规律。控制副参数是为了保证和提高主参数的控制质量，对副参数的要求一般不严格，可以在一定范围内变化，允许有余差，所以我们的副调节器调节规律选择P控制。各仪表的选取

1、温度检测元件

热电偶作为温度传感元件，能将温度信号转换成电动势（mV）信号，配以测量毫伏的指示仪表或变送器可以实现温度的测量指示或温度信号的转换。具有稳定、复现性好、体积小、响应时间较小等优点、热电偶一般用于500°以上的高温，可以在1600°C高温下长期使用。（符合加热炉高温的条件）工作原理3、变送器DDZ—III型压力变送器主要用于测量液体、气体、蒸汽的压力、负压及绝压，防腐压力变送器用于测量各种腐蚀性酸、碱、氯化物等介质，并将被测参数转换成为4～20mA的直流信号输出，并传给二次仪表或调节单元作检测或控制用。DDZ—III型系列压力变送器广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业。技术指标输出信号：4～20mADC负载电阻：0～350Ω电源电压：24V.DC环境温度：-20℃～+60℃安装方式：现场安装于￠50管子上相对湿度：≤95%防爆仪表环境气压为80～110KPa4、执行器从生产工艺安全出发，燃料油调节阀选用气开式，即一旦出现故障或气源断气，调节阀应完全关闭，切断燃料油进入加热炉，确保设备安全为了保证。调节阀按其工作能源形式可分为气动、电动和液动三类。气动调节阀用压缩空气作为工作能源，主要特点是能在易燃易爆环境中工作，广泛地应用于化工、炼油等生产过程中；电动调节阀用电源工作，其特点是能源取用方便，信号传递迅速，但难以在易燃易爆环境中工作；液动调节阀用液压推动，推力很大，一般生产过程中很少使用。故本设计采用了气动调节阀，且为气开式。还与电/气阀门定位器配合使用薄膜气动调节阀ZMBS-16K硬件配置1、I/O清单序号位号描述类型说明量程单位报警1PI-102燃料油压力AI不配电4~20MA-100-0kpa90%报警2LI-101原料油储罐液位AI不配电4~20MA0-100%3FI-101加热炉原料油流量AI不配电4~20MA0-500M3/h4FI-104加热炉燃气流量AI不配电4~20MA0-500M3/h5TI-107原料加热炉辐射段温度AIK0-1000℃10%低报6TI-102反应物加热炉炉膛温度AIK0-600℃7TI-103反应物加热炉入口温度AIK0-400℃8TI-104反应物加热炉出口温度AIK0-600℃90%高报9TI-108原料加热炉烟段温度AIE0-300℃10TI-111原料加热炉烟风道AIE0-200℃名称型号单位数量备注操作站硬件DELLPC机SP001/SP002台31个操作员站1个工程师站操作台FW071/FW072台2操作员键盘SP032个2打印机台EPSON宽行针式台2SCnetII网卡（双绞线）RJ-45连接器（10Mps）个2冗余控制站硬件机柜SP202个1机笼（含母板端子）SP211个1电源箱SP251-1个2冗余电源机笼SP251个12、硬件选择3、信号卡件端子统计表信号类型点数卡件型号卡件数量配置端子板端子板数量模拟量信号

电流信号4SP3131

热电偶信号6sp3142热电阻信号1SP3161模拟量输出信号4SP3221开关量信号开关量输入信号1sp3631开关量输出信号1sp3621总计

177序号卡件型号卡件通道0001020300SP313PI-102LI-101FI-101FI-10401SP314TI-107TI-102TI-103TI-10402SP314TI-108TI-111备用备用03SP316TI-101备用LV-1011LV-1012

04SP322PV-102PV-10205SP363KI-30106SP362KO-30207SP00006SP00012SP00013SP00014SP00015SP0005、测点分配表

6、I/O卡件布置图123400010203040506070809101112131415冗余冗余Sp243xSp243xSp233Sp233Sp313Sp314Sp314Sp316Sp322Sp363Sp262Sp000Sp000Sp000Sp000Sp000Sp000Sp000Sp000Sp000软件组态1、总体信息组态主机设置2、控制站组态I/O组态常规控制方案组态3、操作站组态操作小组设置四个画面总貌分组一览趋势流程图报表自定义键语音报警4、编译、下载、传送②操作站组态。选中“操作站”选项卡，进入操作主机的组态状态窗口操作站类型分为工程师站、数据站和操作站三种，可在下拉组合框中选择。a．工程师站：用于系统维护、系统设置及扩展。工程师站硬件也可由操作站硬件代替。b．操作站：是操作人员完成过程监控任务的操作界面。c．数据站：用于数据处理。2、控制站组态控制站由主控制卡、数据转发卡、I/O卡件、供电单元等构成。控制站组态是指对系统硬件和控制方案的组态，主要包括I/O组态、自定义变量、常规控制方案、自定义控制方案和折线表定义等五个部分一、I/O组态

系统I/O组态是分层进行的，首先从挂接在主控制卡上的数据转发卡组态开始，然后I/O卡件组态、信号点组态，最后为信号点设置组态（包括模入AI、模出AO、开入DI、开出DO、脉冲量输入PI、位置信号输入PAT、SOE输入组态）。

①数据转发卡组态。数据转发卡组态是对某一控制站内部的数据转发卡的冗余情况、卡件在SBUS-S2网络上的地址进行组态。单击“控制站”菜单“I/O组态”项后，“I/O输入”窗口被打开，在其中选择“数据转发卡”选项卡后将看到如图所示的组态窗口。②I/O卡件登录。I/O卡件组态是对SBUS-S1网络上的I/O卡件型号及地址进行组态。③信号点组态④信号点参数设置组态二、常规控制方案组态

控制方案组态分为常规控制方案组态和自定义控制方案组态。所谓常规控制方案是指过程控制中常用的调节控制方法。对一般要求的常规调节控制，系统提供的控制方案基本都能满足要求，且控制方案易于组态，操作方便，实际运用中控制运行可靠、稳定。完成系统I/O组态后，就可以进行系统的控制方案组态了。在组态软件的主菜单中，单击“控制站”的“常规控制方案”菜单项，即启动系统常规控制方案组态窗口，如图所示。每个控制站支持64个常规回路。点“设置”进行参数设置3、操作站组态

操作站组态是对系统操作站操作画面的组态，是面向操作人员的PC操作平台的定义。它主要包括操作小组设置、标准画面（总貌画面、趋势画面、控制分组画面、数据一览画面）组态、流程图登录、报表制作、自定义键和语音报警组态等六部分。操作小组设置流程图组态画面

组态的设置工作结束，当我们完成了所有的工程设计工作后，还要回到组态中进行编译、下载、传送等工作。只有编译成功才能进行数据备份、数据传送和数据下载。系统调试主要分系统调试和联调两部分工作。系统调试是系统到现场后，对系统硬件、组态软件进行现场检验的过程，以确保供应的硬件、软件满足用户的要求。联调工作是系统同现场的一次测量元件联动调试的过程，确保能够正常反映现场实际的工艺状况，驱动现场的执行机构。

一般先做调试，后做联调。调试的主要工作硬件开箱、安装通讯网络设置、连接、标号系统上电

确定计算机启动时能够自动进入NT画面确定系统重新启动时没有系统设备出错的提示；

调试系统联调控制方案成型

系统上电步骤系统上电前必须确认供电、接地良好，包括接地端子接触、接地端对地电阻。首先合上配电箱的总断路器，检查输出电压是否符合220V±10%；合上配电箱内的各支路断路器，分别检查输出电压；若配有UPS或稳压电源，检查UPS或稳压电源输出电压是否正常，不正常则查找原因，恢复后才能继续以下上电步骤；控制站上电（

电源箱依次上电检查；机笼配电检查；卡件自检；卡件冗余测试等）

操作站上电（操作站的显示器、工控机等设备上电；计算机自检通过，检查确认Windows系统软件、JX-300X系统软件及应用软件的文件夹和文件是否正确；硬盘剩余空间测试）

系统停电步骤每个操作站依次退出实时监控及操作系统后，关操作站工控机及显示器电源；逐个关控制站电源箱电源；关闭各个支路电源开关；关闭不间断电源（UPS）电源开关；关闭总电源开关。联调（内容）对各模拟信号进行联动调试，确认联线正确，显示正常。对各调节信号进行联动调试，确认阀门动作正常、气开气关正确、根据工艺确定正反作用。联系现场设备，确定DO信号控制现场设备动作正常，DI信号显示正常。联系现场设备，确定控制方案动作正常，联锁输出正常，能满足工艺开车的需要。系统投运

在系统投运前，应具备以下条件：（1）系统联调完成，各测点显示正常，各阀门、电机等动作正常。（2）最终控制方案经过模拟运行，确保正常进行。（3）厂方确认工艺条件成熟，可以进行投运。（4）工程人员确认系统正常，可以进行投运。（5）操作人员、维护人员经过现场操作、维护培训。控制回路的投运控制回路的投运应遵循“先手动，后自动”的原则，在手动调节稳定的前提下，进行自动运行。串级回路“先投内环，后外环”。系统维护1、日常维护中央控制室管理操作站硬、软件管理避免温度、湿度对系统的影响监控工作是否正常，严禁改装、拆装机器等2、预防维护操作站、控制站停电维