《化工仪表及自动化》课程论文

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化工仪表及自动化论文

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电磁流量计【摘要】流量传感器是把流过管道内的导电液体的体积流量转换为线性电信号。

其转换原理就是著名的法拉第电磁感应定律,即导体通过磁场,切割电磁线,产生电动势。

流量传感器的磁场是通过励磁实现的,分直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。

电磁流量计简单说是由流量传感器和变送器组成的。

关键词:电磁流量计、原理、特点、流量、参数一、概述电磁流量计(Electromagnetic Flowmeter)是由直接接触管道介质的传感器和上端信号转换器两部分构成。

它是基于法拉第电磁感应定律工作的,用来测量电导率大于5μs/cm的导电液体的流量,是一种测量导电介质流量的仪表。

除了可以测量一般导电液体的流量外,还可以用于测量强酸、强碱等强腐蚀性液体和均匀含有液固两相悬浮的液体,如泥浆、矿浆、纸浆等。

电磁流量计特别设计了带背光宽温的中文液晶显示器,功能齐全实用、显示直观、操作使用方便,可以减少其他电磁流量计英文菜单所带来的不便。

另外我们独家设计4-6多电极结构,进一步保证了测量精度并且任何时候无需接地环,减轻了仪表体积和安装维护的麻烦。

电磁流量计在满足现场显示的同时,还可以输出4~20mA电流信号供记录、调节和控制用,现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。

采用电磁感应原理测量介质流体流速的电磁流量计。

它在管道的两侧加一个磁场,被测介质流过管道就切割磁力线,在两个检测电极上产生感应电势,其大小正比于流体的运动速度。

可以用于测量酸、碱、盐溶液、水煤浆、矿浆、砂浆灰泥、纸浆、树脂、橡胶乳、合成纤维浆和感光乳胶等各种悬浮物、气化汽和粘性物质的流量。

电磁流量计密封性能好,还可用于自来水和地下水道系统。

而且测量过程不与流体接触,适于制药、生物化学和食品工业。

这种流量计还可检测血液流量。

它的量程比约为100:1,精度一般为1%,由于这种传感器必须保持管道内电阻和测量电路阻抗之间有一定比例关系,因此在制造上有一定困难。

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《化工仪表及自动化》课程论文题目:DCS技术在化工自动控制中的应用学院:生命科学与化学学院**:***专业:化学工程与工艺学号:292090137****:***订稿日期:2011年11月10日原创性声明本人郑重声明:本人所呈交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。

论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。

除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。

本声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名:杨国涛2011年11月10日论文指导教师签名:目录原创性声明 (1)目录 (2)摘要 (3)关键词 (3)1.化工行业基本现状 (4)1.1 我国化工企业自动控制水平现状 (4)1.2 化工行业特点 (4)2.DCS的概念及特点 (5)2.1 DCS的概念 (5)2.2 DCS的特点 (5)3.DCS的体系结构和系统的功能 (6)3.1 DCS的体系结构 (6)3.2 DCS的体系结构的技术特点 (6)3.3 系统的功能 (7)4.DCS在化工行业中的应用和市场占有情况 (8)4.1 应用水平 (8)4.2 市场占有情况 (8)5.DCS技术在化工行业中的应用情况 (8)5.1 炼油厂DCS 应用情况 (8)5.2 DCS 在乙烯装置上的应用情况 (9)5.3 聚氯乙烯(PVC)装置中DCS的应用情况 (9)6.DCS技术的发展展望 (9)6.1 新型DCS的特征 (10)6.2 新型DCS的突出优点 (10)6.3 DCS技术的发展关键问题 (10)参考文献 (12)致谢 (13)杨国涛(甘肃省天水师范学院 741001)摘要最近十多年以来,自动控制技术在我国石油化工行业中得到了广泛应用,特别是在采用DCS 技术进行过程控制方面取得了长足进展。

据统计,在我国石化企业中已有200 多套DCS 投入使用。

这些系统在提高企业生产自动化水平、保证安全稳定生产、提高控制精度及节能降耗等方面发挥了重要作用。

化工仪表及自动化论文

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化工仪表及自动化论文化工仪表及自动化论文控制阀在水处理中的发展方向系别、班级:盐湖系班级:化学工程与工艺(3)班指导老师:姓名:马晓红(0922305026)日期:20__年10月12日控制阀在水处理中的发展方向(青海大学化工学院盐湖系09化工(3)班马晓红邮编810016)摘要:控制阀又称调节阀,是工业过程控制中的主要执行单元仪表,通过接受调节控制单元阀是自控系统中的执行器,它的应用质量直接反应在系统的调节品质上。

作为过程控制中的终端元件,人们对它的重要性较过去有了更新的认识。

调节阀应用的好坏,除产品自身质量、用户是否正确安装、使用、维护外,正确地计算、选型十分重要。

关键字:控制阀,水处理,流量,发展。

1、控制阀在水处理中的发展方向的目的和意义控制阀广泛应用于制造业领域,实现优化生产和降低成本的目的。

长远来看,控制阀市场会保持适度的增长。

水处理中一般采用流量控制阀,流量控制阀是一种采用高精度先导方式控制流量的多功能阀门。

适用于配水管需控制流量和压力的管路中,保持预定流量不变,将过大流量限制在一个预定值,并将上游高压适当减低,即使主阀上游的压力发生变化,也不会影响主阀下游的流量。

在现代化工厂的自动控制中,控制阀起着十分重要的作用,这些工厂的生产取决于流动着的液体和气体的正确分配和控制。

这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料,都需要某些最终控制元件去完成。

最终控制元件可以认为是自动控制的“体力”。

在调节器的低能量级和执行流动流体控制所需的高能级功能之间,最终控制元件完成了必要的功率放大作用,控制阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。

2、控制阀在水处理中的发展方向在国内外的现状从控制阀应用看,发展方向如下:(1)小型执行机构:可降低成本,提高流通能力.(2)套筒导向:采用套筒导向,有利于对中,有利于降低摩擦,有利于降噪,有利于流量特性的互换(3)平衡式阀芯:为降低执行机构推力或推力矩,采用平衡式阀芯是重要的,它对系统的动态性能也有改善(4)一体化阀芯和阀座:为克服双座阀密封性差的缺点,采用相同材质的一体化阀芯和阀座组成阀内件,将泄漏量和不平衡力同时减到最小.(5)简单流路:流路简单,流阻减小,不仅可使阀两端压损下降,而且可降低成本。

关于化工仪表及自动化课程教学的探讨

关于化工仪表及自动化课程教学的探讨

关于化工仪表及自动化课程教学的探讨化工仪表及自动化技术作为化工工程领域中的重要组成部分,已经成为了当今化工行业不可或缺的一部分。

随着科技的快速发展,化工企业对自动化技术和仪表控制的需求也越来越大,化工仪表及自动化课程的教学也变得尤为重要。

本文将探讨化工仪表及自动化课程教学的重要性,解析其教学内容的设计与更新、教学方法的改革与创新,以及教学实践的有效性和挑战。

1.1 适应化工行业的需求化工行业是一个技术密集型的行业,仪表控制及自动化技术在化工生产中发挥着至关重要的作用。

化工企业需要具备一定的自动化控制和仪表调控能力,以提高生产效率、降低生产成本、减少安全事故等。

培养具备化工仪表及自动化技术知识和应用能力的专业人才已成为当今化工行业的迫切需求。

1.2 促进学生的综合素质提高化工仪表及自动化课程教学的开展,可以帮助学生系统学习仪表自动化的基础知识、专业技能和工作方法,培养学生良好的工程实践能力和团队合作精神,增强学生的综合素质,提高其就业竞争力。

1.3 推动科技创新化工仪表及自动化技术一直是化工领域的核心技术之一,其应用领域广泛,涉及化工生产、仪表分析、自动化控制、工程设计等多个领域。

加强化工仪表及自动化课程教学,可以促进化工领域的科技创新,推动相关领域的发展。

二、化工仪表及自动化课程教学内容的设计与更新2.1 确定教学内容化工仪表及自动化课程的教学内容应根据行业需求和学生学习需求进行合理设计。

应包括化工仪表基础知识、传感器原理与应用、自动化控制系统、过程仪表及控制、计算机控制技术等内容,同时可以根据不同的专业和学生需求进行差异化设置。

随着技术的不断更新和行业的发展,化工仪表及自动化技术也在不断变革和演进。

教学内容的更新也尤为重要。

教师可以通过参与行业研究、搭建实践平台、邀请行业专家等方式获取最新的技术动态,不断更新教学内容,使之符合当下的技术发展趋势。

3.1 引入案例教学化工仪表及自动化课程是一个理论与实践相结合的专业课程。

关于化工仪表及自动化课程教学的探讨

关于化工仪表及自动化课程教学的探讨

关于化工仪表及自动化课程教学的探讨随着工业化的进程,化工行业的发展越来越迅猛。

在化工生产中,化工仪表及自动化技术的应用日益广泛,成为提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本的重要手段。

化工仪表及自动化课程的教学显得尤为重要,本文将就此话题展开探讨。

化工仪表及自动化课程的重要性不言而喻。

在化工生产过程中,化工仪表被广泛应用于各类物料的测量、控制及传输过程中,其作用不容忽视。

通过化工仪表及自动化技术,可以有效地监测和控制生产过程中的各项参数,保证生产过程稳定、可控,提高生产效率,降低生产成本。

化工仪表及自动化课程的教学对于培养化工工程技术人才,提高其实际操作能力至关重要。

化工仪表及自动化课程的教学内容应该具有一定的针对性和实用性。

化工仪表及自动化技术的发展日新月异,教学内容需要不断更新和完善,紧跟行业发展的步伐。

教学内容应该兼顾理论知识与实际操作,注重培养学生的实际操作技能,使其能够熟练掌握各类化工仪表设备的使用和维护,具备一定的故障排除能力。

还需注重学生的创新能力和解决实际问题的能力培养,使其能够在实际工作中灵活运用所学知识,解决生产过程中的各种技术问题。

化工仪表及自动化课程的教学方法也需要不断改进和完善。

传统的教学方法往往以理论知识为主,缺乏实际操作的环节,导致学生缺乏实际操作经验。

教学方法需要注重理论与实践相结合,注重实验教学和案例分析,使学生在实际操作中能够学以致用,提高其实际操作能力。

还可以通过虚拟仿真软件、实验设备等手段提供更多的实践机会,帮助学生更好地掌握化工仪表及自动化技术的应用。

化工仪表及自动化课程的教学团队也需要具备一定的水平和能力。

教学团队应该具有丰富的实践经验和行业背景,能够为学生提供最新的行业资讯和技术知识。

还需要不断学习和更新知识,跟进行业发展的最新动态,提高教学水平,为学生提供更好的教学服务。

化工仪表及自动化课程的教学应该紧跟行业发展的步伐,注重实际操作能力的培养,改进教学方法,提高教学水平,为培养优秀的化工工程技术人才提供更好的教学保障。

关于化工仪表及自动化课程教学的探讨

关于化工仪表及自动化课程教学的探讨

关于化工仪表及自动化课程教学的探讨化工仪表及自动化课程的教学是化学工程专业中的重要课程之一,对学生的实际操作能力和综合应用能力的培养具有重要意义。

本文将就化工仪表及自动化课程的教学进行探讨,并提出一些教学方法和建议。

化工仪表及自动化课程的教学内容包括仪表基础知识、仪表的测量原理和应用、自动调节系统等方面的内容。

教师应在课前组织学生学习相关的基础知识,如电流、电压、电阻等的概念和计量单位等,为后续的实验和应用打下坚实的基础。

教师还应介绍不同类型的仪表,包括传感器、变送器、指示仪表、记录仪表等,以及它们的原理和功能。

这些基本知识的学习对于学生理解仪表的工作原理以及后续的实验和应用非常重要。

在教学过程中,教师应注重实践操作。

化工仪表及自动化课程的特点是强调实践应用,因此在教学过程中,应充分利用实验室条件,组织学生进行实际的仪表操作和测量实验。

这样可以使学生更加具有实践操作能力和实验设计能力,提高他们的动手能力。

教师还可以通过案例分析的方式进行教学。

化工仪表及自动化课程的内容非常广泛,学生很难在有限的课堂时间内全部掌握。

通过引入一些实际工程案例,教师可以让学生更好地理解仪表的应用和实际工作中的问题。

通过分析实际案例,学生可以了解到仪表在化工过程中的重要性,以及如何选择合适的仪表和如何解决实际问题。

为了加强学生对化工仪表及自动化课程的学习兴趣和积极性,教师还可以引入一些现代化的教学手段和工具。

可以通过多媒体教学,使用动画、视频等方式展示仪表的工作原理和实际应用,使学生对课程内容有更深入的理解。

可以使用计算机辅助教学软件,例如仿真软件、在线实验平台等,让学生通过模拟实验和实际操作,进一步巩固所学的知识。

化工仪表及自动化课程的教学是化学工程专业中的重要课程。

在教学过程中,教师应注重基础知识的学习,加强实践操作和实验设计能力的培养,通过案例分析的方式提高学生的应用能力,引入现代化的教学手段和工具,提高学生的学习兴趣和积极性。

化工自动化仪表论文:浅议化工自动化仪表的应用

化工自动化仪表论文:浅议化工自动化仪表的应用

化工自动化仪表论文:浅议化工自动化仪表的应用【摘要】现代自动化仪表的智能化技术不但改善了仪表本身的性能,还影响到了控制网络的体系结构,它不再是功能单一的固定结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富。

笔者跟据自己的实践工作经验,针对检测执行仪表及相关控制策略进行了分析。

【关键词】石油化工;自动化仪表;控制1.检测执行仪表1.1温度仪表石化现场设备或管道内界质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到1800℃。

大多数采用接触式测量。

在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代,最常用的是热电阻、热电偶。

特殊热电阻有油罐平均温度计等特殊热电偶和耐磨热电偶(如乙烯裂解炉、催化裂化及丙烯腈装置用高速流动状态下测量高温)、表面热电偶(根据测量物体表面形状而定)、多点式热电偶(用在反应器、合成塔、转化炉等处)、防爆热电偶等。

热电阻、热电偶信号多直接进入dcs 或其它温度采集仪表,一体化的温度变送器(两线制)等因现场总线技术兴起而逐渐普及。

1.2压力仪表因为与安全密切相关,所以压力仪表受到工程重视。

压力范围为到300mpa(高压聚乙烯反应器)。

压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于高温介质、脉动介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量,精度可达01级。

压力表分液柱式、弹性式、活塞式(压力校验仪)三类。

1.3物位仪表石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,所以除浮力式仪表外,物料仪表没有通用产品。

按测量方式分为直读式、浮力式、静电式(差压、压力)、电接触式、电容式、超声波式、雷达式、重锤式、辐射式、激光式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等,其中雷达式、磁致伸缩式以及矩阵涡流式液位计精度高,在石化行业正在逐步普及。

1.4流量仪表流量仪表是石化行业温、压、液(位)、流四大参数中内容最丰富的一个门类。

从控制的角度看稳定和优化是两大永恒的主题,都要用流量来考核。

而流量本身与流体及管道的关系又很大。

化工仪表及自动化论文1

化工仪表及自动化论文1

控制仪表的应用与发展姓名:学号:专业:班级:学院:摘要:过程控制是满足过程工业自动化需求的一门科学技术,它渗透在石油、化工、电力、冶金、食品、饮料等几乎任何工业领域里。

控制仪表和装置是自动化控制系统的重要设备(硬件),本文就控制仪表的分类及特点进行分析,并进一步阐述了在工业自动化生产中的应用,最后对其发展趋势做以展望。

关键词:控制仪表;装置自动化;应用;发展。

1 控制仪表的分类按控制仪表与装置所用能源的不同,可以将其分为电动、气动、液动和混合式等几大类。

其中,气动和液动控制仪表和装置发展最早,但电动控制仪表与装置发展趋势宜昌迅速,现在已经占绝对统治地位。

气动控制仪表的特点是:性能稳定,可靠性强,具有本质安全防爆性能,不受电磁场干扰、结构简单、维护方便。

在电子技术和计算机技术高度发展的今天,气动控制仪表所占领域虽然已十分狭小,但在一些大型装置的主体设备周围仍有采用。

基地式气动控制仪表对单一的工艺参数进行就地单回路调节。

尤其是气动执行器,具有安全、可靠及工作平衡等优点。

应用扔十分广阔,在许多由电动控制仪表和装置构成的系统中,执行器扔采气动式的。

因此,我国及世界上一些大型自动控制仪表装置生产公司仍在生产气动控制仪表。

随着生产过程自动化的发展,远距离集中控制日益增多,控制系统规模和复杂程度不断增加,气动和液动控制仪表在许多场合已不能满足要求,而电动控制仪表与装置则得到越广泛的应用和飞速的发展。

电动控制仪表与装置都采用了电子技术,从原理上分,电子控制仪表与装置又可分为两大类:模拟式控制仪表与装置和数字式控制仪表与装置。

模拟式控制仪表与装置按结构形式可分为基地式、单元组合式、组件组装式三大类。

一是基地式控制仪表一般结构比较简单,价格低廉,它不仅能够进行控制,同时还可以指示、记录。

因此适用于小型企业的单机自动控制系统。

二是单元组合式控制仪表应用灵活、通用性强,便于控制仪表的生产、维护及备品库存等。

三是组件组装式控制仪表可由仪表制造厂预先根据用户要求,组装好整套自控系统,再以成套装置形式提供给用户,从而可使自控系统的现场施工、系统安装和调试工作量大大减小,也使维护、检修和系统改装工作大大简化。

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《化工仪表及自动化》课程论文题目:DCS技术在化工自动控制中的应用学院:生命科学与化学学院**:***专业:化学工程与工艺学号:292090137****:***订稿日期:2011年11月10日原创性声明本人郑重声明:本人所呈交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。

论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。

除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。

本声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名:杨国涛2011年11月10日论文指导教师签名:目录原创性声明 (1)目录 (2)摘要 (3)关键词 (3)1.化工行业基本现状 (4)1.1 我国化工企业自动控制水平现状 (4)1.2 化工行业特点 (4)2.DCS的概念及特点 (5)2.1 DCS的概念 (5)2.2 DCS的特点 (5)3.DCS的体系结构和系统的功能 (6)3.1 DCS的体系结构 (6)3.2 DCS的体系结构的技术特点 (6)3.3 系统的功能 (7)4.DCS在化工行业中的应用和市场占有情况 (8)4.1 应用水平 (8)4.2 市场占有情况 (8)5.DCS技术在化工行业中的应用情况 (8)5.1 炼油厂DCS 应用情况 (8)5.2 DCS 在乙烯装置上的应用情况 (9)5.3 聚氯乙烯(PVC)装置中DCS的应用情况 (9)6.DCS技术的发展展望 (9)6.1 新型DCS的特征 (10)6.2 新型DCS的突出优点 (10)6.3 DCS技术的发展关键问题 (10)参考文献 (12)致谢 (13)杨国涛(甘肃省天水师范学院 741001)摘要最近十多年以来,自动控制技术在我国石油化工行业中得到了广泛应用,特别是在采用DCS 技术进行过程控制方面取得了长足进展。

据统计,在我国石化企业中已有200 多套DCS 投入使用。

这些系统在提高企业生产自动化水平、保证安全稳定生产、提高控制精度及节能降耗等方面发挥了重要作用。

关键词 DCS;控制系统;石油;化工;塑料合成Application of DCS in Chemical Autocontrol SystemYang Guotao(Tianshui Normal University of Gansu Province,741001)Abstract In the past ten years, automatic control technology has been widely used in the petrochemical industry of China, especially in the use of DCS for process control technology has made considerable progress. According to statistics, more than 200 sets of DCS have been put into use in China's petrochemical enterprises .These systems have played an important role in improving production automation level ,ensuring safe and stable production, and improving control accuracy and energy consumption.Key words DCS;Control system;Oil;Chemical;Plastic synthesis化学工业是国民经济的支柱产业,具有资金密集、能源密集、技术密集的特点。

同时,化学工业工艺复杂、经常处于高温、高压的恶劣工作环境中,原料多为易燃、易爆、有毒物品,可靠有效的控制与保护措施就是保证安全生产和优质高产的重要手段[1]。

1.化工行业基本现状1.1 我国化工企业自动控制水平现状当前我国化工行业的自动控制现状总体较为落后,改革开放后经过20余年的发展,部分大型企业达到了20 世纪90 年代初国际水平,具体应用状况表现如下:(1)现场仪表应用常规仪表是化工自动控制的重要检测工具,通用性很强,广泛用于化工企业的流量、压力、液位、温度等工艺参数检测和控制。

分析仪表是检测化工生产中化学成份不可缺少的工具,特别是随着环境保护、提高产品质量和节约能源的要求,分析仪表的作用越来越明显。

80年代以来,在线工业流程分析仪表较多地得到应用,把成份信号引入调节系统和计算机系统。

石油化工生产中, 采用色谱仪分析裂解炉出口裂解气、乙烯、丙烯等组份含量;其它化工厂中的聚氯乙烯、氯碱、农药生产中,分析器都被作为有效成份检测工具;工业锅炉、煤加热器等设备的燃烧控制,精馏过程中的产品组份分析都用了不少分析器。

目前化工系统所用的各种型号的分析器较多,据不完全统计,化工企业所用的工业流程分析器达30 多种[2]。

(2)中央控制器配备目前我国大部分化工企业装备了基于PLC(可编程控制器) 系统或DCS(集散控制系统) 的自动控制系统。

其中,PLC用于程序控制、顺序控制和连续生产过程控制,具有使用方便、可靠性较高、维护费用相对较低的优点。

其主要特点是利用计算机的逻辑运算代替传统继电器的逻辑运算,但其缺点是模拟量功能相对较弱,在化工企业的生产过程大量的模拟量信号处理中必须依靠复杂的编程来实现。

而DCS是在运算放大器的基础上用计算机的模拟运算代替原来的模拟运算,在控制多个模拟量回路时很有优势,并且DCS开发的冗余功能被广泛采用, 成为许多控制方式的借鉴点。

但其缺点是安装和维护费用较高, 逻辑运算速度较慢, 传输距离有较大限制,最大的问题是由于系统的不开放性,不同厂家的产品不能互换,限制了用户的选择范围。

据2000年的不完全统计,目前我国应用PLC控制造气生产的小化肥厂已达78.43%;应用DCS控制生产的中型化肥厂已占65.38%,应用PLC 的占28.1%。

氯碱系统使用PLC 占17.97%,使用DCS 比例为23.03%[3]。

1.2 化工行业特点(1)资源依赖性强:化工行业所依赖的资源主要是矿产、水和石油。

这三种资源在我国都非常缺乏,开采和利用方式粗放、综合利用水平低、浪费严重,所以节约资源已成为首要解决的问题。

(2)技术依赖性较强:准确选择化工发展领域和把握技术未来的发展趋势对化工企业而言至关重要,但目前我国化工企业的新产品、新技术严重不足,技术问题是影响其发展的最大瓶颈。

(3)连续型大规模生产:化工企业采用的是典型的连续型大规模生产模式, 原料在产品成本中占有很大的比重, 车间自动化程度相对较高, 对反应装置、仪表、设备状况要求很高, 在不进行项目技术改造的前提下, 生产过程中节约能耗难有大的突破。

由于生产的周期相对较长,产品的价格受原料价格波动的影响较大。

(4)生产流程特殊化:化工行业通过能源、设备和其他资源来混合或分离、萃取、化合各种成分, 并引起化学反应,所以每个工序上都可能要求输入某些新的成分或资源(原材料、催化、人工、机器设备、能源等),并生产多项产出物。

(5)设备专业化:化工行业存储设备多为罐、箱、柜、桶等,且多数存储的数量可以传感器进行计量。

生产设备是一条固定的生产线, 维护特别重要,不能发生故障,一发生故障,就全线停产,损失严重。

当供需变化时,只能靠调整工艺流程参数维持生产,不能中断。

2.DCS的概念及特点2.1 DCS的概念DCS是分布式控制系统(Distributed Control System)的英文缩写,在国内自控行业又称之为集散控制系统。

DCS可以解释为在模拟量回路控制较多的行业中广泛使用的,尽量将控制所造成的危险性分散,而将管理和显示功能集中的一种自动化高技术产品。

DCS一般由五部份组成:控制器、I/O板、操作站、通讯网络和图形及遍程软件。

2.2 DCS的特点DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。

DCS通常采用若干个控制器(过程站)对一个生产过程中的众多控制点进行控制,各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。

操作采用计算机操作站,通过网络与控制器连接,收集生产数据,传达操作指令。

因此,DCS的主要特点归结为一句话就是:分散控制集中管理。

与其他控制系统相比,DCS主要有以下优点:(1)高可靠性。

由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。

此外,由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一,可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机,从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。

(2)开放性。

DCS采用开放式,标准化、模块化和系列化设计,系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输,当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。

3.DCS的体系结构和系统的功能3.1 DCS的体系结构基本的DCS系统结构由运行员操作站、过程控制站、工程师工作站和数据采集站四部分组成[4],其体系结构图如图所示。

DCS的体系结构示意图3.2 DCS的体系结构的技术特点(1)信息集成化主要包括:DCS系统各站通过网络实现信息交换;系统网络注重实时性、可靠性和数据通信能力;网络通信协议对系统性能有重要影响;DCS的网络通信不仅要注意数据传输的能力,还要注重考虑信息的表达方式。

(2)控制功能的分散化具体地说,从仪表的角度看,DCS具备了传统仪表不具备的通信功能;从计算机的角度看,DCS将系统功能分散到不同设备中完成,并通过网络进行数据交换与协调;DCS的检测、计算与控制在现场控制站完成,人机界面由操作站实现;DCS系统有多台现场控制站、操作站,分别对各自控制对象实施控制与监视。

3.3 系统的功能(1)运行员操作站:运行员操作站主要完成人机界面的功能。

现在普遍用PC 机加专用网卡和专用监控软件组成。

运行员操作站是操作人员进行生产过程的监视、操作的主要设备,运行员操作站提供良好的人机交互界面,用以实现集中显示、集中操作和集中管理等功能。

(2)过程控制站:过程控制站是DCS的核心,直接与生产过程相连接,对过程变量进行检测和处理,并产生控制信号驱动现场的执行机构,实现生产过程的闭环控制。

过程控制站的性能和可靠性是系统整体性能的重要保证,因此对它的设计、生产及安装要求都很高。

过程控制站内部分为逻辑部分和现场部分。

逻辑部分主要由起数据处理、计算和存储的计算机和存储器等组成,现场部分主要由连接现场仪表的I/O接口电路构成。

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