《基于PLC氨合成塔设计》.docVIP

太原科技大学 毕 业 设 计（论 文） 设计(论文)题目：基于PLC和OPC在氨合成塔温度控制系统设计 姓 名： 张磊 学院（系）：机电工程系 专 业： 过程装备与控制工程 年 级： 2008级 指导教师： 卫明社 副教授 2012年 6月 1日 太原科技大学毕业设计（论文）任务书 学院（直属系）：化学与生物工程学院时间： 2012 年 3月 1日 学 生 姓 名 张磊 指 导 教 师 卫明社 设计（论文）题目 基于PLC和OPC在氨合成塔温度控制系统设计 主要研 究内容 1.合成氨合成工段的生产工艺及流程； 2.各种控制策略； 3.提出氨合成塔温度的控制方案； 4.应用Step7和WinCC仿真。 研究 方法 调查法、观察法、文献研究法、用Step7和WinCC软件等。 主要技术指标(或研究目标) 通过这次毕业论文的设计，进一步加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握；培养设计计算、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、外文应用等基本工作实践能力。 主要参考文献 [1] 合成氨工学. [2] 孙洪程，李大字.过程控制工程设计（第二版）[M].北京：化学工业出版社. [3] 李国勇，谢克明，杨丽娟.计算机仿真技术与CAD：基于MATLAB的控制系统（第2版）[]. 北京：电子工业出版社，2008. [4] 孙洪程，李大字.过程控制工程设计（第二版）[M].北京：化学工业出版社.目录 摘要 3 第1章 引言 5 1.1 工业过程控制概述 5 1.2 氨合成塔温度控制概述 6 1.3 课题来源及主要任务 8 第2章 各种控制策略的介绍 9 2.1 反馈控制 9 2.2 前馈控制 14 2.3 串级控制系统 18 第3章 合成氨工艺的介绍 20 3.1 氨合成生产的流程 20 3.2 氨合成塔 22 3.3 氨合成工艺条件选择 26 3.4 催化剂的还原、钝化和再升温 30 3.5 催化剂的卸出 32 3.6 系统概述 33 第4章 控制策略的选择 35 4.1 氨合成塔控制系统分析 35 4.1.1 控制方案的选取 35 4.1.2 被控对象的数学模型 36 第5章 PLC的设计和仿真 38 5.1 控制系统 38 5.2 设计PLC程序 38 5.2.1 简要介绍运行程序 38 5.2.2 程序的编写 39 第6章 WinCC的仿真 52 6.1 创建新项目 52 6.2 组态变量 53 6.3 创建过程画面 55 6.4 组态画面对象 56 6.5运行组态项目 62 第7章 结论与展望 63 7.1 全文总结 63 7.2 展望 63 参考文献 65 致谢 66 外文文献翻译 67基于PLC和OPC在氨合成塔温度控制系统设计 摘要氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工产品的首位; 同时也是能源消耗的大户，世界上大约有10 %的能源用于生产合成氨。氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料，这部分约占70 %的比例，称之为“化肥氨”；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料，这部分约占30 %的比例,称之为“工业氨”。 我国合成氨装置以中小规模居多,年产30万吨以上的大型合成氨装置很少；合成氨系统自动化程度低,尤其是关键的氨合成塔温度控制绝大多数是人工操作,工人劳动强度大且温度控制效果不好.因此氨合成系统先进控制技术的研究与应用已成为合成氨工业的迫切要求,对我国合成氨生产企业在现有条件下挖潜增效,提高经济效益和竞争力具有重要意义。 本文分析了氨合成工艺和氨合成塔床层温度控制的特点, 通过对不同位置的温度响应分析比较、对控制点位置的选择提供了基础。为了满足在线控制的需要提出简化控制模型结构，本文采用一阶加纯滞后模型结构。该模型通过实验进行验证，结果是令人满意的。 PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、搞干扰能力强等到一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到了广泛应用。本文就基于PLC完成对氨合成塔温度的控制。 关键词：氨，氨合成系统，氨合成塔， PLCABSTRACT Ammonia is the most important one of basic chemical products and the production of chemical products is in the first place; At the same time it is also a large family of energy consumption