化工厂一氯苯氯化控制系统设计
第1章 化工厂一氯苯氯化控制系统设计
1.1 设计背景
一氯苯自控采集系统可实现对一氯苯控制，可以减少大量人力，而且简单便捷的观测到你想要的数，。是对自动化发展的一个进步体现。鉴于一氯苯的经济价值，从环境保护的角度出发，实现化工厂一氯苯的自控采集对工厂生产具有重要的意义。 1.2 CAD 流程图
图 1-1 CAD 流程图
1、苯液相氯化法：苯与氯气在氯化铁催化下连续氯化得氯化液，经水洗、碱洗、中和、食盐干燥，进入初馏塔脱苯、脱焦油，粗氯代苯进入精馏塔，塔顶馏出一氯苯的成品，塔釜物料再经过一个精馏塔分离出一氯苯。
2、苯气相氧氯化法：苯蒸气、空气、氯化氢气混合物进入氯化反应器，在
迪肯型催化剂存在下进行氧化。一氯苯自控采集系统的设计实际是为了实现过程控制在化工业生产中合理有效应用。简单的控制系统由检测变送单元、控制器、执行器和被控对象组成。其流程简介：所有原料都必须经过充分干燥后，再加入FeCl 3进行催化氯化。在分散孔与氯气相遇并反应。反应前和反应时通过控制器对反应进行控制。通过实时趋势曲线及设备的压力传感器和温度传感器对控制器返回参数，利用控制器对反应器进行实时监控，及时合理的做出调整。产物和多余的氯气分离运输，产物收集，多余的氯气重新干燥净化后循环利用。在此之后对一氯苯和多氯苯进行中和分离即可。
第2章标准节流装置设计及监控程序设
2.1 标准节流装置设计
定值节流装置符合大批量生产的要求，可以采用专用加工设备及先进的加工工艺，使产品生产效率大为提高，是实现生产优质、高效、低耗的有效途径。采用定值的方式，制造成本大幅度下降，且制造质量易得到保证，使廓形节流件(如喷嘴)的广泛应用成为可能。可方便地对在线节流装置进行迁移和扩展量程，范围度达6:1～10:1。对于在线使用的节流件配普通差压变送器的节流装置，当流量、压力、温度等参数发生变化时，我们借助《LG-94-01版流量测量节流装置设计计算及管理软件》，通过流量算差压或差压算流量，得出相应的流出系数和可膨胀性系数，置入现场的流量显示设备，保证测量精度。《LG-94-01版流量测量节流装置设计计算及管理软件》是符合GB/T2624-93和JJG640-94《差压式流量计》；是国内首次通过国家级认证的专业化软件，具有权威性和公证性；适用多种标准及非标准节流装置；能进行开孔设计计算；管理软件可反算差压和流量，为在线节流装置提供校正参数。
2.2 建立化工厂一氯苯自控采集系统工程
点击“开始”---〉“程序”---〉“组态王 6.5”---〉“组态王6.5”（或直接双桌面上组态王的快捷方式），启动后的工程管理窗口如图3-1 所示
图2-1 工程管理窗口
新建：单击此快捷键，弹出新建工程对话框建立组态王工程。点击工程管理器上的“新建”，弹出“新建工程向导之一”，接下来一直按下一步直到点击完成后会出现“是否将新建的工程设为组态王当前工程”的提示，选择“是”即可新建一工程如图2-2：
图2-2 新建工程
2.3设计画面的实现
设计实现画面如图2-3,2-4所示：
图2-3 一氯苯自控采集设计界面
图2-4 化工厂一氯苯自控采集主界面
2.4化工厂一氯苯自控采集系统实时曲线趋势界面
趋势曲线有实时趋势曲线和历史趋势曲线。在组态王中通过图库可方便地绘制曲线画面。一氯苯采集系统设计界面、运行界面、主界面实时曲线趋势图如图2-5、2-6所示。
图2-5 一氯苯自控采集设计界面实时趋势曲线
图2-6一氯苯自控采集运行界面实时趋势曲线2.5化工厂一氯苯自控采集系统仪表界面
化工厂一氯苯自控采集系统仪表界面的实现如图2-7所示。
图2-7一氯苯自控采集系统仪表界面
第3章调节阀选型及计算
3.1调节阀选型
调节阀的阀体类型选择调节阀的阀体种类很多，常用的阀体种类有直通单座、直通双座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋转、蝶形、套筒式、球形等。在具体选择时，可做如下考虑(1) 阀芯形状结构主要根据所选择的流量特性和不平衡力等因素考虑。(2) 耐磨损性当流体介质是含有高浓度磨损性颗粒的悬浮液时，阀的内部材料要坚硬。(3) 耐腐蚀性由于介质具有腐蚀性，尽量选择结构简单阀门。(4) 介质的温度、压力当介质的温度、压力高且变化大时，应选用阀芯和阀座的材料受温度、压力变化小的阀门。(5) 防止闪蒸和空化闪蒸和空化只产生在液体介质。在实际生产过程中，闪蒸和空化会形成振动和噪声，缩短阀门的使用寿命，因此在选择阀门时应防止阀门产生闪蒸和空化。调节阀执行机构的选择为了使调节阀正常工作，配用的执行机构要能产生足够的输出力来保证高度密封和阀门的开启。对于双作用的气动、液动、电动执行机构，一般都没有复位弹簧。作用力的大小与它的运行方向无关，因此，选择执行机构的关键在于弄清最大的输出力和电机的转动力矩。对于单作用的气动执行机构，输出力与阀门的开度有关，调节阀上的出现的力也将影响运动特性，因此要求在整个调节阀的开度范围建立力平衡。执行机构类型的确定对执行机构输出力确定后，根据工艺使用环境要求，选择相应的执行机构。对于现场有防爆要求时，应选用气动执行机构。从节能方面考虑，应尽量选用电动执行机构。若调节精度高，可选择液动执行机构。如发电厂透明机的速度调节、炼油厂的催化装置反应器的温度调节控制等。调节阀的作用方式选择调节阀的作用方式只是在选用气动执行机构时才有，其作用方式通过执行机构正反作用和阀门的正反作用组合形成。组合形式有4种即正正(气关型)、正反(气开型)、反正(气开型)、反反(气关型)，通过这四种组合形成的调节阀作用方式有气开和气关两种。对于调节阀作用方式的选择，主要从三方面考虑a)工艺生产安全b)介质的特性c)保证产品质量，经济损失最小。
3.2 化工厂一氯苯自控采集系统传感器的选型
传感器通常用来在电子系统中监视温度，并提供保护，以免产生过度的温度偏移。下面我们列出几种在电子系统中最常用的温度传感器技术。电偶由两根不同的金属线连在一起形成，金属线之间的连接点产生一个与温度近似成比例的电压。其特点包括：宽温度范围(高达1250°C)、低成本、极低输出电压(对于K 型，可低至40μV/°C量级)、适当的线性及中等复杂的信号调理(冷端补偿及放大)。有几种不同的热电偶类型，分别用字母来表示。最常见的是K型。由Maxim
制造的IC (MAX6674及MAX6675)具有调整K型热电偶信号的功能，从而可简化设计，并极大地减少信号放大、冷端补偿、输出量化所需的器件数量。热电偶可采用带有裸露引线的探针形式。
鉴于传感器在工业生产上非常重要，设备制造商正在把计算机控制的这些传感器部件集成起来。在此次的化工厂一氯苯自控采集控制系统设计中，运用组态王软件建立了仿真PLC设备。通过仿真PLC设备可以用于控制温度、压力、
混合剂、浓缩度等，还可以使用一些简单的传感器来检测产品的相关情况。传感器在执行简单任务时，比人的效率更高，速度快，出错概率小。传感器的分类方法有很多。可以分为模拟传感器和数字传感器。在此次实验中，运用传感器感应温度和压力的变化。温度是模拟信息，通常温度介于0~90℃之间时，模拟传感器可以探测到温度值，并向PLC输出相应的电流。温度越高，传感器输出的电流值也越高。压力传感器也是一种模拟传感器，依据探测到的压力不同，提供在一定范围内变化的电压值。由于化工厂一氯苯自控采集过程中，反应对温度环境的要求较高，为此，设计过程中选用的是热电阻温度传感器。其精度高，对温度的感应灵敏。压力传感器一般用来测量和控制流体，如气体和液体等。
课程设计心得
本次化工厂一氯苯自控采集系统课程设计，培养识图、设计、安装、调试仪表的能力。在我们不懈的努力下，我们得到了一系列可靠的实验数据，取得了一定的成绩。但是在这次课程设计过程中也遇到了不少的问题和困难。但幸运的是，随着课程设计的逐步进行，我们对种种问题进行了研究解决，最终才获得了预期的研究成果这次的实习让我们增加了自己控制系统设计能力，也让我们在一步步的探索中培养了解决问题的能力，任何事情只有一步步的探索才能最终发现解决问题的方法。也学习了了组态王软件的使用，用学会了一个专业软件。
通过这次的设计学习，我对化工厂一氯苯采集的理论有了初步的系统了解。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的过程控制的学习有很大的指导意义，也对自己的学习能力是个很大的锻炼。
参考文献
[4] 陈国呈. PWM变频调速及软开关电力变换技术[M]. 北京：机械工业出版社. 2000.
[5] 胡崇岳. 现代交流调速技术[M]. 北京：机械工业出版社. 1998.
附录