基金会现场总线技术在石油化工装置的应用

摘要

现场总线系统(FCS)技术是3C技术（自动控制、计算机及通信网络技术）发展到一定阶段的成果。现场总线系统是上个世纪八十年代末继集散控制系统后发展形成的一套全新的控制系统，用于过程、楼宇及制造自动化控制等领域。现场总线控制系统以其完全开放、分散及数字化的等优点，有取代传统控制系统之势，成为当今自动控制系统不可逆转的发展方向。因此，现场总线控制系统已成为当今自动化领域的研究热点，研究并设计实现基于FF技术的过程控制系统，具有很大的理论和现实意义。
　　本文首先从理论上对现场总线技术进行深入的研讨，介绍了现场总线的概念、特点以及五种流行的现场总线技术。尤其对基金会现场总线进行了深入阐述，介绍其网络结构及技术特点。然后根据对二甲苯(PX)装置实际应用的需要，提出了基于基金会现场总线的控制系统(FCS)。并且依据PX生产工艺进行了PX装置自动控制系统的总体设计方案和具体软硬件构成及组态。最后详细论述了PX装置几个典型复杂控制回路的实现方法。
　　本课题设计的基于基金会现场总线的控制系统已经在腾龙芳烃PX装置成功投运。运行一段时间以后，整个过程控制系统稳定可靠运行，自动调节、控制精度及顺序控制实时性均能满足工艺系统要求。证明本文提出的基于现场总线的控制系统方案设计合理，切实可行。

目录

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摘要

第一章 概述

1．1 PX生产装置的自动控制情况

1．1．1 PX生产装置的自动控制要求

1．1．2 自动化控制系统的发展历史

1．2 课题的内容及主要目的

第二章 基金会现场总线(FF)技术

2．1 现场总线

2．1．1 什么是现场总线

2．1．2 现场总线的特点

2．1．3 几种流行的现场总线

2．2 FF基金会现场总线

2．2．1 FF的技术特点

2．2．2 基金会现场总线的主要技术

2．3 本章小结

第三章 PX装置控制系统整体方案设计

3．1 腾龙芳烃PX项目

3．1．1 项目简介及组成

3．1．2 腾龙芳烃PX装置主要工艺流程

3．2 PX装置控制系统结构设计

3．2．1 PX装置的操作理念

3．2．2 控制系统总体结构设计

3．3 PX装置现场总线网段设计、安装与检查

3．3．1 FF网段设计导则

3．3．2 FF现场总线网段安装

3．3．3 FF现场总线网段检查

3．3．4 现场总线设备调试

3．4 PX装置的现场总线设备

3．5 本章小结

第四章 PX装置控制系统软硬件设计

4．1 PX装置控制系统硬件设计

4．1．1 工作站设计

4．1．2 过程控制站设计

4．1．3 I／O卡件的设计

4．1．4 通讯接口的设计

4．1．5 PX装置的冗余设计

4．2 PX装置控制系统软件设计

4．2．1 PX装置组态和软件应用软件介绍

4．2．2 PX装置控制系统实现的功能

4．2．3 现场总线设备的组态

4．2．4 过程控制策略的组态

4．2．5 流程图画面的组态

4．3 本章小结

第五章 PX装置典型复杂控制回路研究

5．1 加热炉串级比例双交叉限幅温度控制回路

5．1．1 目的

5．1．2 控制回路调节过程

5．2 催化重整富氢压缩机压力递推控制回路

5．2．1 目的

5．2．2 控制回路调节过程

5．3 加氢裂化装置反应器氢气分配最大阀位控制回路

5．3．1 目的

5．3．2 控制回路调节过程

5．4 制氢蒸汽进料比控制回路

5．4．1 目的

5．4．2 控制回路调节过程

5．5 制氢燃烧控制——温度和燃料空气控制回路

5．5．1 目的

5．5．2 控制回路调节过程

5．6 制氢燃料控制——补充燃料控制回路

5．6．1 目的

5．6．2 控制回路调节过程

5．7 本章小结

第六章 总结

参考文献

致谢