论文总字数：16031字

摘 要

本课题主要涉及的是基于CS-3000操作系统的脱庚烷塔的集散控制系统的设计，目的是在精馏塔的操作中，在质量指标和工艺参数一定的前提下，使催化重整装置脱庚烷塔所需的能量消耗尽可能的低，通过对脱庚烷塔工艺流程的熟悉，选用合适的控制方案，从而提高脱庚烷塔的工作效率。

本论文根据扬子石化脱庚烷塔的主要工艺指标，分析出脱庚烷装置精馏塔工段的主要扰动情况，建立合适的生产自控方案，并选择合适的测量元件变送器和现场执行器。选择CENTUM CS3000来作为控制系统，对该系统进行硬件的选型。对CS3000进行组态及测试，以实现脱庚烷精馏塔的过程监视，数据收集及处理和过程控制等功能。

关键词：脱庚烷塔；集散控制系统；CS-3000

Catalytic Reforming Unit Tower Fromheptane DCS Control Design

Abstract

This topic mainly involves CS-3000 operating system of de heptane tower of the distributed control system design based on in the operation of the distillation tower, under the premise of the product quality and process parameters, the catalytic reforming unit off heptane tower of energy consumption as much as possible by on off heptane tower process flow of the familiar, the choice of an appropriate control scheme, so as to improve the removal of heptane tower of work efficiency

In this paper according to the yangzi petrochemical heptane main technical indicators of the tower, analysised of unwinding rectifying column section main disturbance of heptane device, established proper production control plan, and chose the appropriate measuring element transducer and actuator. Choose CENTUMCS3000 for control system, hardware selection based on the system. To configuration and test of CS3000, in order to realize the heptane distillation process monitoring, data collection and processing and process control, and other functions.

Keywords: Tower Fromheptane;Distributed Control System;CS-3000

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1研究背景与意义 1

1.2研究思路及内容 1

第二章脱庚烷塔工艺介绍 2

2.1脱庚烷塔工艺流程 2

2.2脱更烷塔工艺参数及工艺指标 2

第三章脱庚烷塔控制方案的设计 4

3.1控制方案的介绍 4

3.2脱庚烷塔的控制方案 4

3.2.1脱庚烷塔的单回路控制系统 6

3.2.2脱庚烷塔的串级控制系统 7

3.2.3脱庚烷塔的分程控制系统 8

第四章脱庚烷塔现场变送器和执行器的选型 10

4.1现场变送器的介绍 10

4.2现场变送器的仪表选型的主要依据 10

4.2.1工艺过程的条件 10

4.2.2操作上的重要性 10

4.2.3自动化水平和经济型 10

4.2.4仪表的统一性 10

4.2.5仪表供应与使用情况 11

4.3现场变送器的仪表选型 11

4.4执行器的介绍 12

4.4.1气动执行器执行机构的选型 12

4.4.2气动执行器控制机构的选型 12

第五章脱庚烷塔DCS的设计，组态及测试 14

5.1 CS-3000系统构成及设备 14

5.2CS-3000系统I/O地址分配和机柜图的布置 15

5.3脱庚烷塔DCS组态与测试 16

第六章脱庚烷塔仪表端子接线图 23

第七章结 论 24

致 谢 25

参考文献 26

第一章 绪 论

1.1研究背景与意义

集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散控制系统，自20世纪70年代中期第一套集散控制系统问世以来，集散控制系统已经在工业领域得到广泛应用。^[1]

集散控制系统的主要特点是集中管理和分散控制。^[2]随着计算机技术的发展， DCS被广泛应用于多个方面并且具有优良的特性，现今已经是主流的控制系统，在国内外应用很广泛。用DCS进行控制能够提高工厂装备的生产效率，提高产品的质量以及产品竞争力，从而保证生产的安全可靠。

脱庚烷塔控制系统是催化重整重置异构单元中的一个重要组成部分，脱庚烷塔的作用是脱除C₇以下的轻组分，提高脱庚烷塔的效率，对于石油的炼制和化工工艺的进步起到了重大的推动作用。而优化DCS控制对于提高脱庚烷塔的效率具有至关重要的作用。

1.2研究思路及内容

随着电子技术的不断进步，越来越多的智能自动控制装置被开发，越来越广泛地应用于电力、煤炭、化工等生产，大大提高了人们的工作效率。与以往单一的控制仪表相比，智能仪表的最大特点是智能中央处理设备，一个设备可以有过去各种设备的功能，其中DCS就是智能化控制仪表的典型代表，现今DCS已成为主流的控制系统。^[3]

而催化重整装置的脱庚烷塔的DCS控制设计对于提高所生产产品的质量，提高产品竞争力和生产率，保证劳动的成果和安全的作用，愈加明显。

本课题主要针对基于催化重整装置脱庚烷塔DCS控制系统进行设计，目的是在质量指标一定的前提下，使所需的能量消耗尽可能低，研究的内容是根据脱庚烷塔的工艺流程，进行现场仪表选型和控制方案的确定，根据仪表选型结果进行集散控制系统的设计，其中包括绘制相应的集散控制系统的图纸，从而选用合适DCS设计方案用来提高脱庚烷塔的生产效率。

本课题主要难点在于熟悉工艺流程以后，根据整理的工艺数据和工艺指标提出检测点、控制点以及控制指标，解决影响DCS安全性的扰动因素再设计出合适的DCS方案。确立控制方案后，需进行PID的参数整定，进而维持合适的衰减比。

第二章脱庚烷塔工艺介绍

2.1脱庚烷塔工艺流程

脱庚烷塔是催化重整装置异构化单元的重要组成部分，扬子石化重整装置脱庚烷塔是将C₆,C₇与C₈以上组分分离开，塔顶经空气冷却后，一部分回流，一部分送往抽油提装置。塔顶C₈以上组分一部分由再沸炉循环加热，另一部分送二甲苯分离装置。该塔的进料有两股；一股是重整生成油，二是中间贮藏的冷料。由于再沸炉，冷凝器热负荷均比较高，采取有效措施降低其耗量可取得较好的经济效益。

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