基于变频调速技术和PLC网络通信的腈纶装置控制系统的研究

摘要

在现代腈纶工业生产中，二步法腈纶工艺技术的应用正在发展，网络通信控制系统在腈纶生产装置的应用还是处于起步阶段，一套与之配套的现代控制技术已成为当前迫切的需求。 本课题从控制的角度出发，运用先进的现代控制技术和理论，基于变频调速技术和PLC网络通信对腈纶装置控制系统进行了研究，并结合上海石油化工股份有限公司腈纶部6.6万吨(四条生产线)腈纶改造工程项目，从四个方面对控制系统的设计进行分析研究。 1、对变频调速系统的控制方案进行分析和研究，提出了交流电动机高精度变频调速多台集散式群控控制方案的选择办法，及用一台变频器控制多台电机的方案的应用，并就变频调速控制系统在高质量腈纶生产实时适应控制系统中的应用进行研究和实验，并取得了很好效果。 2、对PLC控制技术发展进行了研究，提出了PLC控制系统设计的要点，及常见的PLC设备及其通讯连接方式，然后就以太网协议和TCP/IP技术的应用进行了分析研究。 3、对PLC网络与DCS控制系统的通信进行了研究，分析了腈纶生产实时控制装置中，如何对PLC网络数据通信与数据的存取控制方式，提出了控制网络的TCP/IP协议和主机名称与IP地址对照关系，以及MAX1000+PLUS软件组态的开发应用。 4、提出了一些腈纶工业生产控制系统的优化方法，主要介绍了串级和比值控制方案在原液溶解机系统中的应用、集成PLC与DCS的新型过程控制系统和现场总线在腈纶工业中的应用。 上海石化腈纶部正在设想实施北装置5＃、6＃的腈纶改造项目，故该课题的研究具有一定的现实意义。它不仅是现有上海石化腈纶部自动化控制技术深化和发展，而且为将来上海石化腈纶部北装置5＃、6＃腈纶改造项目提供了一套完整的自动化生产控制技术。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

第二章变频调速技术

1变频调速系统的控制方案

1.1交流电动机变频调速

1.2交流电动机变频调速四种控制方案的分析

1.3交流电动机变频调速控制方案的选择

1.4用一台变频器控制多台电机的方案

2变频调速系统控制在腈纶装置上的应用

2.1第一组K-2101-□-1～K-2102-□-1组速度控制系统

2.2第二组K-2102-□-2～K-2103-□-1D组速度控制系统

2.3第三组K-2105-□-1、K-2105-□-2组速度控制系统

2.4第四组丝束高度控制系统

2.5第五组K-2109和K-2110组速度控制系统

2.6第六组K-2111-□-1、K-2112-□-1A、1B及K-2112-□-3组速度控制系统

2.7第七组P-2119自动速度控制系统

第三章PLC控制技术及其网络通信

1 PLC控制技术

1.1 PLC的发展阶段

1.2 PLC的分类

1.3 PLC的基本结构

1.4 IEC1131-3标准编程语言

2 PLC控制系统设计的要点

2.1产品的选择

2.2输入回路的设计

2.3输出回路的设计

2.4扩展模块的选用

2.5 PLC的网络设计

3常见的PLC设备及其通讯连接方式

3.1西门子网络系统

3.2欧姆龙网络系统

3.3三菱网络系统

4 Ethernet协议

4.1 Ethernet简介

4.2 Ethernet的体系结构

4.3 Ethernet帧格式

4.4有关Ethernet以太网的几点提示

5 TCP/IP技术

5.1 TCP/IP技术的用途

5.2异种网络关联原理

5.3 TCP/IP网间网的体系结构

第四章PLC网络与DCS控制系统

1 PLC网络系统

1.1以太网单元

1.2 Controller链接

1.3 PLC网络的组成

2 DCS控制系统

2.1硬件

2.2软件

2.3 DCS系统的组成

3 PLC网络与DCS控制系统的通信

3.1读取PLC网络数据的方式

3.2 PLC网络数据的存取

3.3主机名称与IP地址对照

4 MAX1000+PLUS软件组态开发

4.1画面组态标准

4.2 DCS控制系统的控制模块组态

第五章腈纶工业生产控制系统的优化

1串级和比值控制方案在原液溶解机系统中的应用

1.1概述

1.2工艺简介

1.3控制方案的实现

2集成PLC与DCS的新型过程控制系统

2.1 PLC与DCS比较

2.2混合式控制系统结构

2.3混合式控制系统特点

2.4混合式控制系统的展望

3现场总线的发展及其在腈纶工业的应用

3.1 DCS与FCS的区别

3.2典型系统比较

3.3国内现场总线的发展趋势

3.4现场总线在腈纶工业的应用和发展

第六章结束语

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文