基于DCS的罐装聚氨酯发泡胶生产控制系统研究

摘要

随着人民生活水平的提高和工业现代化的发展，聚氨酯发泡胶的应用领域与生产规模正在不断扩大。我国聚氨酯材料消费量呈逐年增长的趋势，因此国内的聚氨酯材料市场需求前景相当广阔。由于我国聚氨酯发泡胶产业发展起步晚、技术含量低，目前我国罐装聚氨酯发泡胶的生产还处于人工半自动化阶段，不仅生产效率低，而且产品质量也难以保障，严重影响企业的市场竞争力。因此对现有的罐装聚氨酯发泡胶生产装备进行自动化改造，对降低生产成本，提高产品生产效率、增强企业市场竞争实力具有较大的应用价值。
　　为了解决罐装聚氨酯发泡胶生产自动化程度低的问题，将DCS控制系统应用到罐装聚氨酯发泡胶的生产线上。论文首先介绍了DCS控制系统的一般设计流程，并叙述了罐装聚氨酯发泡胶生产的各工段工艺过程。通过对各个工段的控制要求分析与监控点的统计，将整个DCS控制系统设计为三层:现场设备层、过程控制层、集中操作监视层。其次对DCS控制系统进行硬件设计与软件设计。在硬件设计方面，简要介绍了ECS-100控制系统的硬件设备，通过对各个工段的工艺过程分析，进行各个工段详细的硬件组态，并绘制硬件网络结构图。在软件设计方面，简要叙述了DCS控制系统软件AdvanTrol-Pro，并根据总体I/O点的规模与分布、工艺控制要求以及DCS系统的总体设计方案，对DCS控制系统进行总体组态。此外根据各个工段的I/O点分布、工艺控制要求，分别对原料罐区工段、物料灌装工段、成品包装工段进行程序设计和软件组态。最后简要介绍了PID的控制原理，对物料的流量采用了基于PLC的PID控制。利用西门子V4.0 STEP MicroWIN软件中PID调节控制面板确定PID控制中的比例系数KP、积分时间常数TI，并对PID的控制参数进行优化。
　　通过对现有的罐装聚氨酯发泡胶生产线进行自动化改造，基于DCS的罐装聚氨酯发泡胶生产在功能上满足控制要求，而且达到了降低工人劳动强度、提高产品生产效率、增强企业竞争力的目标。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 国内外研究现状分析

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 课题的研究内容

1．3．1 研究内容

1．3．2 关键问题

1．3．3 课题目标

1．4 本章小结

第2章 DCS控制系统总体方案设计

2．1 DCS控制系统的设计步骤

2．2 各工段工艺过程介绍

2．3 DCS系统控制方案

2．3．1 各工段工艺控制要求

2．3．2 DCS系统规模和分布

2．3．3 DCS系统设计方案

2．3．4 ECS-100控制系统功能介绍

2．4 本章小结

第3章 DCS控制系统硬件设计

3．1 ECS-100控制系统硬件介绍

3．2 各工段DCS系统硬件组态

3．2．1 原料罐区工段DCS硬件组态

3．2．2 物料灌装工段DCS硬件组态

3．2．3 成品包装工段DCS硬件组态

3．3 全厂DCS系统网络结构

3．4 检测装置

3．5 本章小结

第4章 DCS控制系统软件设计

4．1 软件简介及系统总体组态

4．1．1 软件简介

4．1．2 系统总体组态

4．2 原料罐区工段程序设计和软件组态

4．3 物料灌装工段程序设计和软件组态

4．4 成品包装工段程序设计和软件组态

4．5 本章小结

第5章 基于PLC的流量PID控制

5．1 PID控制算法

5．2 PID控制参数整定方法

5．3 PID控制的实现

5．4 本章小结

第6章 控制系统的调试与运行

6．1 系统调试

6．2 系统运行分析

结论

附录

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢