外压缩空分装置先进控制系统设计

摘要

空分装置生产的氧、氮、氩工业气体是现代化工、材料、冶金、电子、医学和航空等领域的重要能源介质和原料，在国民经济中占有举足轻重的地位，推广应用速度快，涉及的行业广。在世界科技与经济飞速发展的今天，相关行业新工艺的出现不断向空分气体提出新的数量、质量、工艺要求，这就促使空分行业在满足这些要求的同时不断发展和壮大自己。空分自动化控制水平与时俱进。
　　空分装置按工艺流程大体可分为内压缩流程和外压缩流程。本文研究外压缩空分装置控制系统设计，以40000Nm3/h外压缩空分装置为对象，研究空分装置控制系统的设计，选用集散控制系统------横河电机生产综合控制系统 CENTUM-CS3000来实现控制目的。本文主要的研究工作及成果如下：
　　1.分析了空分行业及控制系统的发展与研究现状。
　　2.分析了外压缩空分的工艺流程，明确了各单体设备控制的重点、难点。
　　3.根据外压缩空分工艺要求，结合配套仪表的特性，给出了外压缩空分装置的控制方案。以40000Nm3/h外压缩空分装置为例，设计了控制系统，对配套的仪器仪表选型部分进行了优化设计。
　　4.按工艺流程要求，分析了系统人机界面的信息可视性，设计了控制系统人机界面，具有良好的交互性。
　　5.项目已经实施，测试结果表明，控制系统运行稳定，操作维护方便，得到用户好评。
　　最后对全文进行了总结，本文研究成果对外压缩空分装置控制系统有一定的参考作用。

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第1章 绪论

1.1 国内外空分行业的现状与发展

1.2 空分设备配套控制系统的发展与特点

1.3 课题研究背景、意义及目的

1.4 论文的主要内容与章节安排

第2章 工艺流程及配套系统、仪表选型

2.1 空分设备外压缩工艺流程简述

2.2 控制功能概述

2.3 设备控制重点、难点

2.4 控制系统CENTUM-CS3000介绍

2.5 不间断电源UPS的选型

2.6 分析系统选型

2.7 变送器选型

2.8 就地仪表选型

2.9 本章小结

第3章 外压缩空分装置控制策略

3.1 空压机控制策略

3.2 预冷系统控制策略

3.3 分子筛纯化系统控制策略

3.4 膨胀机联锁逻辑UZ401A（UZ401B）控制策略

3.5 冷箱联锁逻辑UZ101控制策略

3.6 氧压机控制策略

3.7 本章小结

第4章 外压缩空分装置界面设计及应用

4.1 空分装置测点位号，文字符号的意义

4.2 CS3000操作、监控画面设计

4.3 控制系统的应用与效果评估

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢