丁辛醇联合装置先进控制系统设计与研究

摘要

本课题来源于德国BASF公司与中国石化扬子公司合作的扬巴一体化石化项目中的丁辛醇子项目.针对丁辛醇装置多、工艺复杂、控制复杂,以及丁醛蒸馏塔塔顶温度精确控制的要求,本文研究开发了一套基于DCS、现场总线、OPC、广义预测控制等工业控制技术及策略的丁辛醇联合装置控制系统.针对丁辛醇联合装置采用不同厂家、不同产品等特点,本文设计并实现了基于工业以太网、PROFIBUS-DP、MODBUS的控制系统.针对丁辛醇复杂的工艺以及软件严格标准化要求,本文应用Tookit实现了丁辛醇控制策略,完成了软件的设计.为了精确地控制丁醛蒸馏塔塔顶温度,本文研究了GPC+PID以及数据融合先进控制策略代替传统的串级控制.仿真证明了该策略的先进性和有效性.本文在最后从化工工艺的角度介绍了辛醇在界区外灌区与丁辛醇灌区间的输送系统及醛闪蒸系统的设计方法与实现.项目顺利结束并通过工厂可接受性测试.测试表明了丁辛醇联合装置先进控制系统具有控制稳定可靠、精度高、操作简单等优点,同时也证明了融入先进控制策略、计算机技术以及更加开放的DCS仍具有强大的生命力.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

本文所有示意图检索清单

本文所有数据表格检索清单

第一章绪论

1.1引言

1.2丁辛醇装置控制技术及发展状况

1.3研究目的与意义

1.4本文的主要内容

第二章丁辛醇联合装置硬件系统

2.1引言

2.2 丁辛醇工艺流程

2.2.1醛化单元

2.2.2辛醇单元

2.2.3正丁醇单元

2.2.4异丁醇单元

2.3联合装置控制系统

2.4以太网与现场总线的混合网络

2.4.1工业以太主干网络

2.4.2 PROFIBUS-DP网络

2.4.3 Modbus网络

2.4.4混合网络互连模型

2.5本章小结

第三章丁辛醇联合装置控制系统软件设计及实现

3.1引言

3.2 Delta V7.2

3.3Toolkit

3.3.1控制模块(Modules)

3.3.2图形集(DynamoSet)

3.4组态数据库

3.4.1联合数据库结构

3.4.2丁辛醇联合装置控制系统组态数据库

3.5 OPC技术

3.5.1 OPC数据访问规范

3.5.2 OPC报警及事件规范

3.5.3 OPC历史数据访问规范

3.5.4 OPC框架与组件

3.6系统软件结构

3.7本章小结

第四章基于GPC+PID及数据融合的丁醛蒸馏塔塔顶温度控制研究

4.1引言

4.2广义预测控制

4.2.1 广义预测预测控制基本算法

4.2.2广义预测预测控制间接算法

4.3融入传感器信息的多传感器加权数据融合

4.4 GPC+PID及数据融合在丁醛蒸馏塔塔顶温度控制中的研究与应用

4.4.1 丁醛蒸馏塔塔顶温度控制系统设计

4.4.2仿真实验研究

4.5本章小结

第五章几个典型的复杂回路设计与实现

5.1引言

5.2辛醇(2-EH)在界区外灌区与丁辛醇灌区间的输送系统

5.3醛闪蒸系统

5.4本章小结

第六章总结和展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

本人攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

附录Ⅰ

论文说明