SMPT1000DCS工程实现1234Word下载.docx
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1-2-3知足全自动操纵的要求
从生产单元冷态起，依照开车步骤实施全自动顺序操纵，保证开车稳步进行，保证系统无扰投运。
1-3SMPT-1000加热炉对象特性分析
加热炉是工业领域很重要的换热设备，加热炉单元是具有强耦合、大滞后、大惯性及变时慢等特点。
它的内部机理比较复杂，直接建模也相对照较困难，因此对加热炉的操纵也有必然的难度。
针对本操纵对象，分析其特性如下：
1-3-1多级换热特性
加热炉对象要紧包括对流室、辐射室、换热器三个要紧部份，即有炉膛辐射段换热、对流段换热和减温换热器换热。
依照工艺流程，多级换热系统是彼此关联，具有强耦合特性。
被加热物料同时参与加热和冷却因此只有处置好各个换热单元之间的耦合关系，才能取得较好的操纵成效。
1-3-2上料系统特性
待加热物料A被分为两路，其中一路经换热器预热后与另一路汇合，然后进入对流段。
咱们的操纵目标是保证两支路调剂阀的阀后压力平稳，避免调剂阀开度转变后显现某一路滞留乃至倒流现象。
另外，待加热物料A的流量同时阻碍加热炉的换热进程，流量增加时，换热量增加，反之亦然。
待加热物料流量的转变将使燃料流量、空气流量的转变。
流量越大，流体速度越高，从而在炉内换热时刻越短，要达到工艺要求温度，就需要相应提高炉膛内温度，加大了加热炉系统的非线性特性。
1-3-3加热炉的燃烧特性
燃料的燃烧是加热炉的热量来源，在知足工艺要求的同时，做到节能减排是此题目的要求。
在操纵燃烧时必需使燃料量与空气量应维持在一个适合的比例。
那个比例随着燃料及空气物理化学特性的转变而转变。
同时燃料流量、燃料热值转变时，那个比例也随之转变。
在燃烧进程中，也应保证炉膛负压在工艺要求的范围。
炉膛压力太高，会有冒火危险;
负压太低，会增加空气的漏入量，增大热量损失。
炉膛负压与炉膛温度、空气流量也是彼此联系的。
烟道挡板开度一按时，除调剂炉膛负压外，还会改变空气通道的阻力，阻碍空气流量调剂。
1-3-4加热炉温度特性
工业加热炉是一个多容量进程，产品出口温度的纯滞后严峻，起落温进程惯性也专门大。
当物料流量减小时，炉膛温度可不能迅速降低，而是会继续维持原先的高温状态一段时刻，反之亦然。
同时，加热炉还有慢时变特性，随着温度升高，被加热温度响应的时刻常数及滞后都会有所减小。
在运行进程中，由于烟灰在炉膛内积聚炉管结垢等缘故，加热炉的机构特性会发生转变。
关于节能减排的要求，排烟温度越低，能耗越小；
烟气含氧量越小，排烟损失的热量越少；
炉膛温度越低，燃料消耗越少，也就越节能。
因此应使被加热物料A充分在对流段和辐射段换热，而尽可能降低在减温换热器的换热负荷。
减温换热器的热负荷越小，进入对流段的冷流温度越低，从而使得冷流与风烟的温差加大，增大换热推动力，使冷流从烟气中吸收更多的热量，减少排烟的热损失。
正常工况时，只有少量被加热物料流向换热器也正表现了这一点。
对流段换热的阻碍因素要紧有烟气入口温度和烟气流速，烟气流速越大换热越不充分。
通过对加热炉的特性分析可知加热炉具有强耦合、纯滞后、大惯性等特点。
1-4系统平安分析
第2章工程设计
2-1系统规模
下面表2-1是该项目的I/O点数统计表，该表反映出系统的规模。
表2-1加热炉的I/O点数统计表
I/O类型
点数
仪表类型
DI
1
炉膛燃烧状态显示
DO
6
调节阀、烟道挡板、鼓风机
AI（4—20mA）
14
温度、压力、含氧量
RTD（热电阻）
4
TC（热电偶）
2
合计
27
2-2系统整体结构设计
本系统所有硬件选用西门子自动化驱动集团的进程操纵系统PCS7。
系统结构图如图2-1所示。
图2-1SMPT-1000加热炉系统的网络结构图
硬件配置
图2-1所示的DCS系统的硬件配置如下：
（1）操作员站及工程师站
本系统配置操作员站、工程师站各一台。
操作员站放置在（左侧），用于加热炉的监控和操作，工程师站放置在（右边），用于（系统组态，DCS保护）。
操作台及辅助操作台要求布局设计合理，牢固耐用，颜色和材质（金属）与操纵机柜一致。
（2）进程操纵站
本系统配置冗余的进程操纵站，用于加热炉的操纵。
其中PLC采纳SIMATICS7-414H，ET200M冗余散布式I/O模式，通信方式采纳冗余的PROFIBUS-DP现场总线。
具体配置如表2-2所示。
（把实验室的PCS7的AS配置写出来，资料随后发。
）
表2-2加热炉DCS操纵系统的硬件表
序号
设备（材料）名称
规格型号
单位
数量
PS407A
407-0KA02-0AA0
块
CPU414-4H
414-4HM14-0AB0
3
CP443-1
443-1EX20-0XB0
RacKUR2-H
1P6ES7400-2JA10-0AA0
5
IM152-2
152-2BA02-0AXB0
DI32*DC24V
321-1BL00-04B0
7
DO32*DC24V/
322-1BL00-0AA0
8
AIB*0/4-20mAHART
331-77F01-0AB0
9
AOB*0/4-20mAHA
332-B7F01-0AB0
10
AO8*12BIT
332-5HF00-0ABO
11
AI8*12BIT
331-7KT-02-0AB0
12
CONTERMODULE
350-1AH03-0AE0
13
DI32*DC24V
321-1BC00-0AA0
DP/PAcouplerFDC157-0
157-DAC83-0XA0
15
Y-coupler
197-1LB00-0XA
16
IM153-2
152-2BAB2-0AXB0
17
DIAGNOSTICREPEPEATER
V
6EST972-0AB010XA0
附件及其他
前连接器40针
前连接器20针
PROFIBUS电缆
PROFIBUS连接器
2-2-3软件配置
本部份写PCS7的软件配置或组成。
（Wincc、Step7）
SIMATIC
WINCC
Tools
WebnavigatorSever
WinCCExplorer
WinCCInformationSystem
STEP7
ConfigureSIMATICWorkspace
ConvertingS5FIles
DOCPRO-PlantDocumentation
Installhardwareupdates
LAD,STL,FBD,-ProgrammingS7Blockd
MemoryCardParameterAssignment
NetPro-ConfiguringNetworks
PCS7PID-Tuner
PIDControlparameterAssignment
PLC-OSEngineering
S7SCL-ProgrammingS7Blocks
S7-PDIAG-ConfiguringProcessDiagnostics
S7-PLCSMSimulatingModules
Setting-thePG-GCInterface
SFC-Create-SequentialControlSyestems
TI405-S7ConvertingTIFiles
TI505-S7ConvertingTIFiles
VersionTrail
VXM-Compareversions
SIMATICConfigrator
SIMATICNET
CommissioningPCStations
ConfigurationConsole
ConfigurationInformationService
Guidelines
IndustrialCommunicationwithPGPCBasics
IndustrialCommunicationwithPGPCInterfaces
OPCScout
OPCScoutV10
S7ConnectionDiagnostic
SetPG-PCInterface
SIMOTIONOPCFileManager
SymbolFileconfigurator
TF-1613-ConfiguringwithCOMLTF
2-3基础进程操纵系统设计
2-3-1操纵方案设计
基础操纵方案设计在整个系统设计中占有十分重要的地位，一个操纵系统的成功与否要紧取决于是不是有一个设计优良的操纵方案。
任何一种操纵系统都是为了知足生产进程中的工艺要求，从而提高产品质量和生产效率。
因此，为实现此目的，设计系统操纵方案时，应遵循以下大体原那么：
1）知足要求
最大限度地知足被控对象的操纵要求，这是设计该操纵系统的首要前提，也是设计中最重要的一条原那么。
进行设计前，需要深切了解被控对象，搜集资料。
例如在设计加热炉操纵系统时，第一知足加热炉的工艺要求，即要保证加热炉出口温度稳固、燃料量和空气量的流量稳固、炉膛负压稳固。
2）平安靠得住
保证操纵系统长期运行的平安、靠得住、稳固，是设计系统的重要原那么。
为了达到这一目的，在系统方案设计、靠得住性设计、设备选择、软件编程方面应进行整体计划和全面考虑。
这就要求在操纵系统设计和实施的
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