浅谈JX-300X控制系统在精馏塔控制中的应用
基于JX-300XP的流量控制的设计
2019年第03期基于J X -300X P 的流量控制的设计季月琴(湖北工业大学,湖北武汉430068)摘 要 设计是以浙江中控的J X 300-X P 的D C S 系统为基础,为适应化工生产的需要,具体设计了三种不同要求的流量控制方式:普通控制㊁比例控制和累积流量控制㊂在化工生产的很多领域都有广泛应用,可降低成本,提高安全保障系数㊂关键词 J X 300-X P ;化工;P I D 控制;流量控制中图分类号 T P 273D O I 10.19769/j .z d h y.2019.03.0300引言D C S 是近年来化工行业使用比较广泛的自动化控制系统,中控集团始创于1993年3月,是一家依托于浙江大学,主要从事化工行业自动化产品生产的自动化企业,浙江中控目前的国产D C S 主要为W e b F i e l d 系列D C S 系统,分别为J X -300X P ㊁E C S -100㊁E C S -700㊂本文基于J X -300X P 对几种常见的流量控制方式进行具体设计㊂为达到流量控制㊁硬件配置的基本要求:流量变送器㊁模拟量输入卡件X P 313,模拟量输出卡件X P 322,气动调节阀㊁操作站㊁工程师站及过程控制网络㊂在硬件设施的基础,通过J X -300X P 的组态软件进行组态,以达到控制要求[2]㊂在化工生产过程中,流量控制是一种常用的控制方式,随着行业自动化程度的提高,生产工艺对物料流量控制的要求更加复杂[1],很多场合单回路的流量控制形式已不能满足工艺生产的要求㊂下面列举了三种常见的控制要求,并根据要求使用J X -300X P 进行组态设计㊂1单回路流量控制化工生产中为实现匀速进料,一般使用如图1所示的单回路控制方式来实现流量控制,物料流量即P V 值经流量变送器转换为4~20m A 的电流信号,传送到6路电流信号输入卡X P 313中,将电流信号转换为数字信号,通过S B U S 总线经数据转发卡传输到主控卡中,和S V 值一起输入到 B S C X 的P I D 模块上,模块进行计算会给出一个数字信号的输出,该输出再经过主控卡㊁数据转发卡将计算结果赋予4路电流输出卡X P 322,电流输出卡转换成4~20m A 电流信号给气动调节阀,气动调节阀在收到相应的电流信号后,调节对应的阀门开度,以达到控制流量的目的[3]㊂如图1左侧B S C X 模块所示:F T 101为测量值,F V 101为阀位输出值,S V 是在电脑界面下输入的设定值㊂这样的单回路控制在自动状态下会将流量控制到设定的目标值,以实现对流量的控制㊂2流量的比例控制在化工生产中,参与化学反应的物料不止一种,而且会按照一定的配比进行进料㊂传统的手动操作是使用手动阀调节阀门大小来控制相关物料的流量,这样的操作在泵和管道的工艺条件发生变化时,流量会变得不稳定,其互相之间的配比得不到保证,因此需要设计一种控制程序来实现几种物料流量的比例控制㊂先以两种物料为例进行设计,以某一物料为主回路㊂主回路的P V 值经数学运算计算出副回路需要控制的流量值,并将该数值作为副回路的S V 值㊂以图1为例,F C V 101为主回路,F C V 102为副回路,程序首先取回路1的P V 值(g _b s c [1].P V )经转换与其量程做乘法计算得出的积,继续与比例数值(B L _F 102)进行乘法计算,这个数值就是主回路的流量实际值经比例计图1 比例控制程序块图47收稿日期:2019-01-072019年第03期 算得到的,这就是副回路的设定值了㊂这个数值再除以量程,得到的数值再转换为数字量给定到 E S V,在 S W S V 针脚上的 S W _B L F 102 比例控制开关投入的状态下,副回路就会投入自动运行,并以 E S V上的数值为其S V 值,自动将F T 102的流量调节到目标流量[4]㊂3累积流量进料控制间歇式化工生产中,在单批次投料时,工艺会要求对某一物料的投入总量进行精确控制,因此该回路的控制分两部分:(1)实现单回路控制的效果,流量稳定进料;(2)对P V 值进行累积计算,当计算出的累积量达到我们预先设定的数值时,关闭自动调节阀㊂程序内容由三部分组成:(1)文本代码模块;(2) B S C X P I D 控制模块;(3)累积流量计算及辅助模块㊂文本代码模块的内容如下:I FT J L _101T H E N (*停止进料按钮按下*)J L _101=O F F ;(*进料按钮复位*) F Q Q L _101=O N ;(*累积量清零*)g _b s c [1].S w AM=O F F ;(*对应自动调节阀为手动状态*)g _b s c [1].M V =0;(*自动调节阀阀位关到0*)T J L _101=O F F ;(*停止进料按钮复位*)E L S EI FJ L _101T H E N (*进料按钮按下*) J L _101=O N ;(进料置位) g _b s c [1].S w AM=O N ;(对应自动调节阀为自动状态)I FQ=1T H E N (*累积流量达到设定进料量*)g _b s c [1].S w AM=O F F ;(*对应自动调节阀为手动状态*)g _b s c [1].MV=0;(*自动调节阀阀位关到0*)J L _101=O F F ;(*进料按钮复位*) F Q Q L _101=O N ;(*累积量清零*)B J _101=O N ;(*输出报警提醒*)E N D _IF ; E N D _I F ;E N D _IF ;第二部分的模块和前一小节功能一样,如图2所示:在 S W S V 针脚上的 J L _101进料的状态下,该回路就会投入自动运行,并以 E S V 上的数值为其S V 值即F T S_101㊂第三部分是完成的累积流量的计算,如图3所示:P 112_2是判断累积量是否达到设定值,P 112_3对F T _101进行累积计算,第二行是在累积清零按钮按下或进料开始是将累积量清零㊂图2自动进料程序块图图3 累积流量程序块图以上基于J X 300-X P 流量控制的应用设计,可通过D C S 实时监控和操作来实现以上类似工况条件的自动控制,更好地发挥D C S 自动控制的优势,为化工行业的技术改造提供参考㊂在工业4.0的大环境影响下,J X 300-X P 集散控制系统的应用能够提高企业的自动化程度,减轻工人的劳动强度,保证生产的安全可靠,从而降低企业的运行成本[5]㊂参考文献[1]邓广.分散控制系统的特征和工业应用[J ].轻工科技,2017(3):67-68.[2]颜信材,程明.基于D C S 的锅炉自动控制及其远程监控系统[J ].化工自动化及仪表,2012,39(3):305-308.[3]S U P C O N W e b F i e l d J X -300X P 教程[Z ].浙江中控技术股份有限公司,2008.[4]D C S 图形化编程教程[Z ].浙江中控技术股份有限公司,2008.[5]肖军.D C S 及现场总线技术[M ].北京:清华大学出版社,2011.57。
实验二 、三 JX-300集散系统的组态
实验二JX-300 集散系统的组态——系统组态、控制组态一、实验目的：1、熟悉JX-300X集散系统的系统组态和控制组态。
2、了解集散系统如何实现过程控制。
二、实验准备和预习已知某精馏塔的带控制点的工艺流程图（部分控制系统）如下图所示，其中：FIC101单回路控制系统：原料流量变送器的流量范围为0~1200ml/h、流量变送器及调节阀（带电气转换换器）的传送信号为4~20 mA。
调节阀为气开阀。
TIC101单回路控制系统：精馏塔的温度变送器的温度测量范围：0~200℃、温度变送器及调节阀（带电气转换换器）的传送信号为4~20 mA。
调节阀为气闭阀。
LIC101-FIC102 串级控制系统：精馏塔的液位变送器的液位测量范围：0-6 M（或0~100%）、塔釜产品流量变送器的流量范围：0~600ml/h、液位变送器、塔釜产品流量变送器、及调节阀（带电气转换换器）的传送信号为4~20 mA。
调节阀为气开阀）。
LIC102-FIC103 串级控制系统：精馏塔冷凝罐的液位变送器的液位测量范围：0-2 M（或0~100%）、塔顶产品流量变送器的流量范围：0~600ml/h、液位变送器、塔釜产品流量变送器、及调节阀（带电气转换换器）的传送信号为4~20 mA。
调节阀为气开阀）。
V-2塔产图某精馏塔的带控制点的工艺流程图（部分控制系统）1、根据选定的控制回路，确定变送器和执行器的信号类型，统计输入输出点个数，进行JX-300集散系统的硬件配置，包括操作站、工程师站和现场控制站（主控卡、数据转发卡、I/O卡）的选型、设计JX-300的集散系统的组态内容见附录。
三、实验步骤1、利用JX-300X集散系统的工程师站及其组态软件SCKey系统组态进行实验。
（在实验中学会利用组态软件的帮助文件进行组态。
）2、从桌面点击JX-300X组态进入SCKey系统组态软件。
3、新建一个组态文件并指定其存放位置：E ：集散系统实验>学生姓名拼音〉实验二4、根据设计的JX-300X集散系统结构内容进行控制站、操作站组态。
第五章-精馏塔物料平衡控制DCS系统设计(DOC)教学文稿
第五章精馏塔物料平衡控制DCS系统设计5.1 DCS系统硬件设计JX-300X DCS系统的硬件配置包括：①通信系统：通信系统是选择DCS系统的关键环节之一。
随着计算机网络通信技术的发展和市场的需求，大多数DCS系统都以开放系统为标准来设计其通信系统。
②人-机接口：人-机接口是DCS系统的操作站部分。
③接口单元：这里的接口单元是指DCS系统与本系统之外产品的接口单元。
主要有DCS系统与上位计算机的接口，与气相工业色谱的接口及与可编程控制器的接口。
高可靠性是过程控制系统的第一要求。
冗余技术是计算机系统可靠性设计中常采用的一种技术，是提高计算机系统可靠性的最有效方法之一。
控制系统从结构上充分地采用了冗余技术。
本系统对于主控卡XP243X、数据转发卡XP233、重要I/O点对应的I/O卡件、网络通讯等都设计了1:1冗余，采用冗余结构不仅能避免控制系统的局部故障扩大事故，保证机组安全稳定运行，同时也保证设备故障的在线排除，从而消除事故隐患。
本系统的卡件备用硬件实时监听工作硬件信息，内部数据实时与工作硬件保持一致，一旦工作硬件出现故障，备用硬件即可随时参与工作，不存在切换问题，也就避免了切换时对系统造成的扰动。
本系统配置如图4.1所示。
系统安装完成后可使用ping指令进行调试，使其设备间彼此都实现通讯。
脱丁烷塔测点不是很多，经过整理得到实际测点15个，其中AI点6个，AO 点7个,DI点1个，DO点1个，据此得出系统硬件配置，如表5.1所示。
表5.1 系统硬件配置5.2 DCS系统的组态设计5.2.1 I/O组态确定了系统的硬件配置，这样可以开始进行主机设置。
该系统测点较少，需要一个控制站，一个操作站、工程师站，分别命名为OS130、ES130。
图5.1 主机设置主机设置完成以后，可以进行控制站的I/O 组态，I/O 组态主要包括下面的一些内容：1. 数据转发卡设置2. I/O 卡件设置3. 信号点设置数据转发卡组态是对某一控制站内部的数据转发卡在SBUS-S2 网络上的地址以及卡件的冗余情况等参数进行组态。
精馏塔控制系统操作站安装
任务二精馏塔控制系统操作站及网络安装课前准备：多媒体课件制作、演示实验设备调试、以4人/小组进行分组。
一、任务回顾1、上次课布置的精馏塔控制系统JX-300X系统操作站及网络安装2、集散控制系统硬件结构3、集散控制系统JX-300X网络结构二、任务汇报1、小组汇报由代表汇报小组讨论后形成的集体意见。
2、学生互评、教师点评学生积极参与、开动脑筋寻求合理的处理方法的学习精神应充分肯定。
注：点评时，不对各组的结果进行定论。
三、产品知识——JX-300X系统操作站JX-300XP 操作员站的硬件基本组成包括：工控 PC 机、彩色显示器、鼠标、键盘、SCnetⅡ网卡、专用操作员键盘、操作台、打印机等。
1、操作台操作台分为立式操作台和平台式操作台，如图1所示2、操作员键盘（XP032）JX-300XP DCS 操作员站配备专用的操作员键盘。
操作员键盘的操作功能由实时监控软件支持，操作员通过专用键盘和鼠标实现所有的实时监控操作任务。
JX-300XP DCS 的操作员键盘如下图所示。
图1 操作台图2 操作员键盘三、产品知识——JX-300X通信网络JX-300XP 控制系统的通信网络分四层，如图3所示：第一层网络是信息管理网（用户可选）；第二层网络是过程信息网；第三层网络是过程控制网，称为SCnet Ⅱ；第四层网络是控制站内部I/O控制总线，称为SBUS；图3 系统网络结构示意图1 信息管理网（Ethernet）信息管理网采用以太网络，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全厂综合管理的信息通道。
该网络通过在服务器上安装双重网络接口转接的方法，实现企业信息管理网与SCnet Ⅱ过程控制网络之间的网间桥接，以获取集散控制系统中过程参数和系统的运行信息，同时也向下传送上层管理计算机的调度指令和生产指导信息。
管理网采用大型网络数据库，实现信息共享，并可将各个装置的控制系统连入企业信息管理网，实现工厂级的综合管理、调度、统计、决策等。
JX-300X系统
一、系统结构
JX-300X系统由工程师站、操作员站、控制站、 过程控制网络等组成。 工程师站是为专业工程技术人员设计的，内 装有相应的组态平台和系统维护工具。 操作员站是由工业PC机、显示器（CRT或 LCD）、键盘、鼠标、打印机等组成，是操 作人员完成过程监控管理任务的环境。 控制站是系统中的I/O处理单元，完成整个工 业过程的现场数据采集及控制。 过程控制网络实现工程师站、操作员站、控 制站的连接，完成信息、控制命令等传输， 双重化冗余设计，使得信息传输安全、高速。
JX-300X系统结构图
一、系统结构
WebField JX-300X系统采用三层网络结 构： 第一层网络是信息管理网Ethernet 第二层网络是过程控制网SCnetII 第三层网络是控制站内部I/O控制总线， 称为SBUS 控制站内部I/O控制总线。
一、系统结构
WebField JX-300X系统采用三层网络结构： 第一层网络是信息管理网Ethernet（用户可 选）采用TCP/IP协议的以太网络，用于工厂 级的信息传送和管理，是实现全厂综合管理 的信息通道。
I/O卡件
SP243X SP244 SP233 SP311 SP311X SP313 SP313X SP314 SP314X SP315 SP316
SP316X
SP317X SP318 SP322 SP331 SP332 SP335 SP336 SP337 SP339 SP341
系统规模
WebField JX-300X最大系统配置为：15 个冗余的控制站和32个操作员站或工程师站， 系统容量最大可达到15360点。 JX-300X DCS控制站内部以机笼为单位。机 笼固定在机柜的多层机架上，每只机柜最多 配置7只机笼：1只电源箱机笼和6只卡件机笼 （可配置控制站各类卡件）。 WebField JX-300XP系统每个控制站最多可 挂接8个IO机笼。每个机笼最多可配置20块卡 件，即除了最多配置一对互为冗余的主控制 卡和数据转发卡之外，还可最多配置16块各 类I/O卡件。 在每一机笼内，I/O卡件均可按冗余或不冗 余方式任意进行配置。
《过程控制系统及应用》课程标准
《过程控制系统及应用》课程标准课程名称：过程控制系统及应用课程类别：专业方向课课程制定依据：《工业自动化仪表及应用专业人才培养方案》建议课时数：96学时适用专业：工业自动化仪表及应用专业（装配与调试方向）一、课程性质与设计思路（一）课程性质本课程是中等职业学校“工业自动化仪表及应用”专业的一门专业方向课程，适用于中等职业学校仪表类专业，是从事过程控制自动化仪表装置应用维护岗位工作的必修课程。
（二）课程任务通过教师的课堂讲授，学生课堂讨论、练习、实训等环节的参与，使学生获得过程控制系统的调试、运行及故障维修的基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为学生顶岗实习和为胜任过程控制仪表系统的运行与故障维护岗位工作打下良好的基础。
（≡）设计思路本课程的设计思路是以学生将来从事的职业岗位群所需要的相关知识和基本技能为依据确定课程目标，根据目标设计课程内容，内容由浅至深、先易后难、前后呼应，由简单控制系统到复杂的控制系统。
包含“安全常规”、“认识过程控制系统”、“液位单回路控制系统”、“压力单回路控制系统”、“流量单回路控制系统”、“换热器热出口温度和冷水流量串级控制系统”、“JX-30OX控制系统在精储塔控制中的应用”等项目，教学设计中，充分利用先进的教学设备与实训手段，按“认识设备”一“识读控制流程，，f“项目实施”一“项目评估”的流程完成教学活动。
以应用性教学为主，注重培养学生的能力。
二、课程目标本课程是培养学生对过程控制系统应用与维护的能力。
立足这一目的，本课程结合岗位任务内容，按照工业自动化仪器仪表与装置装配工岗位能力要求制定知识目标、能力目标、情感态度目标，通过学习使学生养成自主学习习惯，掌握实际操作技能，培养良好的思维习惯和职业规范，锻炼学生的团队合作精神，为后期学习和就业打好基础。
（一）知识目标1.掌握过程控制的一般概念、组成、分类及主要性能指标。
2.掌握液位、压力、流量、温度过程控制系统的构成。
浙大中控JX-300x控制系统介绍
报表软件
报表制作功能的 设计采用EXCEL类似的
组织形式和功能分割，
方便用户操作。 引入事件概念， 即通过进行条件判断 的逻辑表达式，依次 实现报表的条件记录 和条件输出。
操作监控软件
系统总貌 流程操作 分组操作(分工段) 趋势、历史管理 故障诊断 报警管理 报表功能
系统总貌系统总貌流程操作流程操作分组操作分组操作分工段分工段趋势历史管理趋势历史管理故障诊断故障诊断报警管理报警管理报表功能报表功能现场总线设备管理现场总线设备管理先进控制软件和企业先进控制软件和企业mismis系统接口系统接口实时数据与标准数据库的接口功能实时数据与标准数据库的接口功能记录存放线性加快存取速度记录存放线性加快存取速度所有应用通过唯一的数据代理实现提高了安所有应用通过唯一的数据代理实现提高了安全性和处理并发事件的能力全性和处理并发事件的能力实现操作与数据的分离实现操作与数据的分离一库多表结构一库多表结构数据滚动存放数据滚动存放可获得内部插值数据和统计数据可获得内部插值数据和统计数据对数据库的重要信息冗余备份提高数据库恢对数据库的重要信息冗余备份提高数据库恢复性能复性能提供用户可控制的数据查询接口提供用户可控制的数据查询接口对数据的操作简单方便对数据的操作简单方便数据操作只有添加和读取两种方式数据操作只有添加和读取两种方式记录存贮顺序可增可减记录存贮顺序可增可减数据库的操作权限由应用程序提出数据库的操作权限由应用程序提出连续配浆过程连续配浆过程11流量浓度控制系统
系统冗余
网络冗余： 自动诊断和切 换 网络可靠性
SCnet网 络
1:1冗余控制单元的 无扰切换
I/O通道 冗余
扩展总线 SBUS的冗余
现场控制站
基于JX-300XP DCS化工精馏塔网络实验教学平台
基于JX-300XP DCS化工精馏塔网络实验教学平台
洪雪梅;叶斌;项雷军;金福江
【期刊名称】《实验室研究与探索》
【年(卷),期】2014(033)009
【摘要】以化工精馏塔为控制对象,基于JX-300XP集散控制系统(DCS),采用典型的两层网络通信结构,由现场控制站、工程师站和若干操作站组成控制系统网络实验室,对精馏工段的工艺操作流程进行全数字化监控,从而构建了化工精馏塔网络实验教学平台.通过PID单回路控制算法调节塔釜液位的实验,成功验证该网络实验教学平台的应用效果.
【总页数】5页(P10-13,22)
【作者】洪雪梅;叶斌;项雷军;金福江
【作者单位】华侨大学信息科学与工程学院,福建厦门361021;华侨大学信息科学与工程学院,福建厦门361021;华侨大学信息科学与工程学院,福建厦门361021;华侨大学信息科学与工程学院,福建厦门361021
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于JX-300XP DCS工业锅炉的燃烧控制策略设计与实现 [J], 丁炜;齐冬莲
2.基于浙大中控JX-300XP DCS沼气燃烧系统的优化设计与实现 [J], 农晔;文家燕
3.化工厂中JX-300XP DCS的系统维护 [J], 李留格
4.基于JX-300XP DCS的催化裂解装置两机组改造 [J], 秦绪香;吴智贤
5.在DCS组态中正确实现流量累计——基于浙大中控JX-300XP系统实现流量累积 [J], 吉宁;王琨;程刚
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
JX—300XP在锅炉自控系统的改造应用
JX—300XP在锅炉自控系统的改造应用作者：任翠宏来源：《科技资讯》2014年第07期摘要：针对某厂能源动力供蒸汽锅炉的实际状况，介绍了锅炉自控系统由EF网络控制系统更换为JX-300XP控制系统的应用情况。
实践证明，该系统的改造提高了现场设备运行的自动化水平，在维护运行方面提高了速率。
关键词：JX-300XP 稳定可靠自动控制系统中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（a）-0102-01某厂锅炉自控系统原先采用国产南京东远的EF网络控制系统，它的控制模块为远程I/O 站型，控制器为远程服务器。
自2003年投运连续运行七年，系统硬件老化，在运行过程中经常出现服务器死机，控制室盘面操作站失灵的现象，导致全线停车；虽然及时重启服务器或重新装机等方法能使服务器运行，维持公司生产，但隐患一直存在。
此外，EF网络控制系统元器件已过时淘汰，备品备件购买困难，I/O控制模块的采购价已经超过进口DCS系统的卡件价格，造成系统维护费用与日俱增。
除此之外，EF网络控制系统的处理能力、通讯速度、系统维护便捷度等已远远赶不上现今DCS发展脚步。
因此，从安全生产和系统运行的长期考虑，公司决定对其更新，采用一套先进成熟、经济稳定的DCS系统，经过技术交流，选择了国内知名的自动化产品——中控JX-300XP系统。
1 JX-300XP控制系统1.1 系统概述JX-300XP系统是SUPCON在国内应用最广泛的JX-300X控制系统基础上，经优化设计和性能提升而推出的，该系统更加适应化工、石化、电力、冶金、建材等流程工业企业对过程控制的要求。
它吸收了最新的网络通信技术、微电子技术，充分应用了最新信号处理技术、高速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术以及现场总线技术，采用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，成为了一个集全数字化、结构灵活、功能完善的开放式集散控制系统。
JX-300XP的基本组成包括工程师站（ES）、操作站（OS）、控制站（CS）和通信网络SCnet II。
基于工业以太网的精馏控制系统设计毕业论文
毕业设计(论文)题目基于工业以太网的精馏塔控制系统设计学生姓名：蔡丽梅学号：201305280102班级：工网131班指导教师：文晖 (副教授)完成日期： 2015-11-1信息处理与控制工程系摘要自动化技术已成为国家工业生产力水平的一个重要标志，工业以太网技术具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点，已成为最受欢迎的通信网络之一。
近些年来,随着网络技术的发展以太网进入了控制领域，形成了新型的以太网控制网络技术。
这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,开放的、透明的通讯协议是必然的要求。
以太网技术引入工业控制领域，其技术优势非常明显。
工业以太网制造现在信息的强大性跟控制的快捷性，能够实现快速的串联跟控制，为现代工业制造实现真正意义上的“E网到底”奠定了良好的基础。
工业以太网已经被业内认为是未来控制网络的最佳解决方案，也是当前现场总线中的主流技术。
工业化的新翘楚就由此诞生。
本文阐述了基于实时网络控制自动化技术的发展，从精馏塔方案入手，介绍与精馏塔相关的工艺设备，工艺流程、控制过程及DCS控制系统常识，讲述了精馏塔控制系统所涉及到的检测仪表及DCS控制装置的基础知识，重点说明控制系统的组态、功能和控制策略，并以精馏塔工业为例分析了自动化技术在国内重要工业领域的应用状况，阐明了自动化技术在工业发展中的重要作用。
精馏塔控制系统采用DCS控制系统进行自动控制，不仅能为操作人员提供额可靠的数据信息，而且还能提供主要检测点的动态画面，它还具有可靠的多级报警系统，可提示故障点和维修措施，同时，计算机还能从宏观的角度调节精馏塔过程控制，使整个精馏塔系统从整体上协调运行，实现生产过程自动化。
关键词：工业以太网；精馏塔；控制系统；设计兰州石化职业技术学院毕业论文基于工业以太网的精馏塔控制系统设计目录摘要 (3)第一章绪论 (6)1.1以太网的发展历史 (6)1.2一般对以太网的选择标准 (7)1.3以太网产品的简单性 (7)1.4新型关键性的商务应用 (7)1.4.1 Internet应用 (7)1.4.2 多媒体应用 (8)1.4.3高级应用 (8)第二章精馏塔系统的研究 (9)2.1精馏塔控制的研究背景及意义 (9)2.2精馏塔控制的研究现状 (9)2.3精馏塔控制存在的问题及最新发展 (10)第三章精馏塔控制的原理和工艺要求 (12)3.1精馏塔分馏原理 (12)3.2精馏塔的控制要求及主要扰动 (13)3.2.1精馏塔的控制要求 (13)3.2.2精馏塔的干扰因数特性 (14)3.3精馏塔的控制目标 (15)3.3.1质量指标 (15)3.3.2 产品产量和能量消耗 (16)3.4精馏塔装置的工艺流程 (16)3.4.1精馏系统工艺过程分析 (16)第四章精馏塔控制方案设计 (20)4.1 精馏塔控制方案 (20)4.1.1提馏段参数控制 (20)4.1.2精馏段参数控制 (20)4.1.3精馏塔的温差控制及双温差控制 (21)4.2 乙烯精馏塔装置的控制方案 (22)4.3 精馏塔工艺因数影响及系统维护 (24)4.3.1工艺因数影响 (24)4.3.2故障分析及系统维护 (25)第五章基于JX-300X的自控系统设计与选型 (26)5.1 JX-300X系统介绍 (26)5.2 JX-300X系统方案设计 (26)5.2.1 DCS系统的基本组成 (26)5.2.2 DCS系统的特点 (27)5.2.3 DCS系统的传输媒介 (28)5.2.4 DCS通讯网络 (28)5.2.5 JX-300XP系统简介 (29)5.3自控系统设备选型 (31)5.3.1系统现场仪表选型 (31)第六章控制系统在DCS中的实现 (34)6.1控制站及操作站组态 (34)6.1.1控制站组态 (34)6.1.2操作站组态 (36)第七章控制系统的设计 (38)兰州石化职业技术学院毕业论文目录7.1塔釜液位控制系统的设计 (38)7.2塔釜液位控制系统的设计 (38)7.3冷却水流量控制系统的设计 (39)7.3.1涡流流量计的工作原理 (39)7.4回流比自动控制系统的设计 (39)7.4.1比值系统组成原理 (39)结论 (41)参考文献 (42)谢辞 (43)兰州石化职业技术学院毕业论文基于工业以太网的精馏塔控制系统设计第一章绪论以太网是ETHERNET的中文译名，是一种以10M每秒的速度（Mbps）传输数据的标准,是一种世界上应用最广泛、最为常见的网络技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅谈JX-300X控制系统在精馏塔控制中的应用
作者：苟志强
来源：《数字技术与应用》2012年第05期
摘要：精馏塔是很多工业蒸馏过程中最重要的设备，精馏的好坏将直接影响到产品的质量和工厂的效益，因此对它的控制自从一出现就受到业内的关注。
本文针对在乙醇生产中怎样利用SUPCONJX-300X系统对精馏塔进行控制提出了一个应用方案。
关键词：自动控制 DCS JX-300X
中图分类号:TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)05-0026-01
1、引言
自动控制是现代企业自动化的一个重要领域。
它在石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等连续型工业生产中，在实现生产过程、提高生产质量与劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境、优化各种技术经济指标等方面起着重要的作用。
随着现代科学技术的迅速发展，集散控制系统（DCS）在生产过程自动化中得到了越来越广泛的应用。
2、控制方案的确定
2.1 精馏原理及其控制意义
在石油、化工工业中，许多原料、中间产品或粗成品往往是由若干成分所组成的混合物，需要通过蒸馏过程对其进行分离，精馏塔是用于蒸馏过程的重要设备。
据统计，在石油和化工工业中，40%-50%的能量消耗在精馏设备中。
因此，为了提高生产效率、降低成本、节约能源、实现经营的利润最大化，对精馏塔的控制一直是过程自动控制领域重点关心的问题。
2.2 精馏控制方案的建立
对精馏塔的控制任务是在保证质量指标的前提下使产品产量尽量高，能量消耗尽量低。
当精馏塔的采出液为主要产品时，按精馏段指标进行控制。
即精馏段指标控制回流量，并且保持再沸器加热量为定值。
这种控制方法主要是以精馏段塔顶温度为被控制量，以回流量为控制量，再辅助其它的一些控制回路。
3、JX-300XDCS应用
运用JX-300XDCS对精馏塔进行控制，其设计有如下几个步骤:(1)根据工艺要求,设计精馏塔的测点并进行统计和分类;(2)根据分类的测点进行相应硬件的选型;(3)设计I/O卡件的在机笼中的位置;根据卡件位置设计I/O点的分布;(4)最后进行系统组态，编译成功后下载；(5)运行监控软件,在运行画面中查看各测点参数情况及对其进行控制。
3.1 测点统计及硬件选型
对工艺要求进行详细研究，实现测点清单上的所有信号的采集和控制需要的IO卡件为：12块SP316卡件、8块SP313卡件、4块的SP322卡件、一块SP363卡件、一块SP362卡件，计26块IO卡件。
一个控制站（须一对相互冗余的主控卡）、两个I/0机笼（每个都需一对冗余配置的数据转发卡）。
一个机柜、一个电源箱机笼、两只互为冗余的电源模块。
一个I/O机笼中可以插放16块I/O卡件，在剩余槽位安上空卡，以便以后利用。
3.2 DCS布线
系统硬件选型好了之后，接下来就该对硬件进行布置，按要求将各卡件装入不同的机笼中，按设计将线连接好。
3.3 DCS组态
要实现对对象的控制，必须运用JX-300X组态软件SCKey对控制系统进行组态，步骤如下：
(1)主机设置:首先进行主机设置，打开JX-300X组态软件SCKey，点击主控卡进行设置。
其中IP地址设为128.128.1.2，周期设为0.5，通讯选用UDP协议，主控卡选择冗余。
点击操作站，进行操作站的设置，类型设置为工程师站，为后面修改数据时方便一些，因为修改数据会涉及修改人员的权限。
(2)数据转发卡设置:在JX-300X中数据转发卡只有SP233一种型号，地址设为00；为了不影响生产，数据转发卡需要冗余。
(3) I/O点设置:点击“I/O点”按键，进行I/O点的设置。
对于没有用到的富余通道，设置为：模入AI、模出AO、开入DI、开出DO。
后面数字第一位为主控卡位号，第二位为数据转发卡位号，第三位为I/O卡的位号，第四位为所在I/O卡的通道位置。
如DIO4001407。
待每块I/O卡上的I/O测点都设置好之后，在系统界面形成分布图，设置完成后，对组态信息进行检查，确认组态正确后点击编译按钮对所组态信息进行编译。
3.4 运行实时监控系统
组态正确后，将组态数据进行下载，点击JX-300X监控软件进入监控仿真运行状态，点击图形按钮查看系统动态流程图，看动态流程图是否能反映工艺参数。
3.5 故障分析
在系统运行过程中，经常会遇到一些故障，为了生产必须对故障及时的进行处理。
(1)系统主控卡出现经常性故障灯闪烁，并重新起动，导致所有卡件通讯故障，经历数秒后一般能恢复正常。
建议在系统所处电网供电电压波动较大时需采用UPS供电以保证系统正常运行。
(2)SP316某一信号点显示不准：可能是调换了模块却未修改组态中的量程（即更换了现场仪表类型却末修改相应I/O点的组态）。
(3)编译时始终提示程序（SCX或图形化）有错误：没有软件狗情况下，系统处于演示状态，无法打开SCX语言编辑软件进入相应的编辑环境，因而无法产生正确的编译文件，加上软件狗，就可以进行编译了。
(4)系统重启后，控制站许多卡件均闪红灯，下载组态后，现象消失：可能是主控卡的后备锂电池（电压3.6V）失效，它的作用是用于断电情况下保护主控制卡SRAM的数据（包括组态信息、控制算法等）。
可用万用表测量后备锂电池的电压，如果偏移3.6V较大，需更换电池；若电压约
3.6V，锂电池是正常的，就要分析其他原因了。
(5)SP313上某一信号点显示不正确：可能是卡件配电跳线的配置和实际的信号情况不相符合，检查信号相应通道的配电跳线是否正确配置。
4、结语
随着现代工业的飞速发展，生产装置的规模不断扩大，生产技术及工艺过程的日趋复杂，控制精度要求越来越高，产品质量要求也越来越严格。
在这种情况下，集散控制系统以其高可靠性、高性能、分散控制、集中监视和管理功能以及合理的性价比而逐步在工业系统中得到广泛应用。
本文就以浙大中控公司的JX-300XDCS系统为例，作了一个简单的精馏塔控制应用方案。
该方案能较好地对精馏搭进行控制，实现了生产过程的自动化。
参考文献
[1]汪涛.蒸馏过程先进控制与在线优化:化工出版社,2002.
[2]沈静珠.过程系统优化:清华大学出版社,2004.
[3]李志宏.化工自动化及仪表:化工出版社,1996.
[4]韩建勋.精馏塔过程控制优化方法综述:化工出版社,2003.
作者简介。