第28卷第2期工Vol 28 No. 22008F6 A JOURNAL OF LIAONING UNIVERSITY OF PETROLEUM CHEMICAL TECHNOLOGY Jun, 2008文章編號:1672-6952(2008)02-0025-03PLC在乙醇精餾裝置中的應用荊珂,孫文志,李曉紅遼寧石油化工大學,遼寧撫順113001)摘要:乙醇精餾裝置是將純度為95%的乙醇經(jīng)三重精餾生成無水乙醇的生產(chǎn)工藝。該工藝屬于間歇反應,控制系純?nèi)舨捎肞LC多回路串級調(diào)節(jié),可以提高系統(tǒng)的控制精度和自動化水平。實踐結(jié)果喪明,由于PLC組態(tài)控制靈活、口功能豐富、參數(shù)設重方便,操作界面直觀,將在精餾裝置中得到廣泛應用。關鍵詞:乙醇精餾;串級調(diào)節(jié);PLC;PID;組態(tài)敦件中圖分類號:TP23文獻標識碼:AApplication of PlC in Ethanol Rectification DeviceJING Ke, SUN Wen -zhi, LI Xiao-hongLiaoning University of petroleum Chemical Technology, Fushun Liaoning 113001, P R ChinaReceivde 7 January 2008, rerisde 17 March 2008: acce pted 18 March 2008Abstract: The ethanol rectification device is the plant in which 95% ethanol is thrice rectified to make it anhydrous ethanol.The process is a batch reaction, the control system uses PLC multi-loop of the series-wound adjustment, to improve theprecision of control and the automation. The advantages such as flexible control of PLC, multiple functions, the convenient keyhnical parameters setting and the open-and-shut interface of the operating system etc. Will finally make it appliedextensively in the ethanol rectification device.Key words: Ethanol rectification: Series-wound adjustment: PLC, PID: Configuration softwareCorrespondingauthorTel.:+86-413-6863345fax:+86-413-6863900e-mail;jk288@163.com乙醇精餾裝置的主要設備是精餾塔,該設備利個是塔中部的溫度控制點,具體位置由工藝決定,為用乙醇沸點低于水及其水溶液沸點的原理,用稍高了克服蒸汽的擾動對塔內(nèi)溫度的影響,需采用溫度于乙醇沸點的溫度將純度為95%的乙醇經(jīng)三重精流量的串級調(diào)節(jié)方式,串級調(diào)節(jié)回路由FTV餾生成無水乙醇(。山東濰坊金凱利化工有限公司101TC101和FIC102組成;另一個控制點是塔頂應用PLC多回路串級調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的精餾乙醇脫的回流比控制,回流比越大則越有利于提純,但生水新工藝,年生產(chǎn)5×104t的無水乙醇。該設備與產(chǎn)速度越慢,產(chǎn)量越低,反之亦然?；亓鞅鹊拇_定由傳統(tǒng)精餾設備相比具有節(jié)能、環(huán)保和控制先進等特工藝決定。此外,由于該工藝在生產(chǎn)過程中塔釜并點不出料,故回流比控制就轉(zhuǎn)變成了回流量的控制,按生產(chǎn)經(jīng)驗通常在生產(chǎn)的初始階段采用全回流。1工藝控制流程乙醇提純工藝屬間歇反應,精餾工藝流程如圖1所示[2-。將存儲在原料罐內(nèi)的乙醇原料由泵Pum打人1精餾塔中從塔中部進料乙醇原料畫的流量采用單回路PID控制,若該流量不穩(wěn)定會導致整個工藝的不穩(wěn)定。1精餾塔有兩個控制點,一中國煤化工象收稿日期:2008-01-07CNMHG作者簡介:荊珂(1966-—),男,遼寧撫順市,副教授,在讀碩圖1乙醇精餾工藝流程圖遼寧石油化工大學學報第28卷塔釜的液位控制是精餾塔控制的重要環(huán)節(jié)之根據(jù)系統(tǒng)配置,列出各開關量和模擬量的I/O,當液位低于下限時,停止蒸氣加熱,即串級調(diào)節(jié)地址表,以便在編程中使用。I/O地址見表1停止,FTV-101關閉;當液位從下限回升到正常范衰1I/O地址分配表圍內(nèi)時,重新啟動蒸汽加熱。當液位高于上限時,將通道/位號輸入/輸出符號關閉泵 Pumpl,中止進料。當液位從上限回落到正SW-1常范圍內(nèi)時,重新啟動原料泵510000.01L∏10L1·精餾塔液位下限冷卻水對乙醇生產(chǎn)至關重要,系統(tǒng)實時監(jiān)視冷0000.02 IN LIIO1H1”精餾塔液位上限卻水管路壓力p,若冷卻水壓力過低,則關閉泵0000.03L120LL2·精餾塔液位下限Pump1,停止精餾過程,以免塔內(nèi)壓力過大0000.04LI20lH2·精餾塔液位上限2*,3精餾塔的控制方式與1“精餾塔基本相INI30lL3·精餾塔液位下限同,區(qū)別在于當2精餾塔的液位過高時,1“精餾塔0000IN‘L301H3″精餾塔液位上限將停止回流比控制,將FTV-102完全打開至全0000.07IN PIA101L冷卻水壓力下限流,3“精餾塔亦如此,0001.00OUT1"“精餾塔出料閥開當達到產(chǎn)量的設定值時,關閉泵 Pumpl,停止1#精餾塔進料。隨著1“、2“、3“塔的蒸汽加熱停止0001.01 OUT SV22*精餾塔出料閥開OUT后,自然冷卻一段時間后,開啟SV1、SV2、SV3。將3精餾塔出料間開3個塔的塔釜廢料排入廢品罐,乙醇提純工藝流程SV4冷卻水閥開結(jié)束。OUT Pumpl原料泵起動20100D/ADADA單元2控制系統(tǒng)I/O分配及硬件配置D20200 A/D PTSO熱電阻輸入單元D20300A/ D PTWO1變送器輸入單元2.11O分配表D20400A/D PTwO變送器輸入單元本系統(tǒng)采用PC作為控制系統(tǒng)的核心部件根據(jù)上面的工藝分析可知,控制系統(tǒng)共有8個開關2.2硬件配置量輸人點,出于系統(tǒng)擴展的考慮,選用1塊標準16控制系統(tǒng)硬件配置如圖2所示點IO單元,型號是CSIW-ID211,通道號為電源單元CxHw=PA240000;系統(tǒng)共有5個開關量輸出點,可以選用1塊標NT631C觸摸屏準16點IO單元,型號是CSlW-OD211,通道號MD單元CSw-Pwo1為0001。1°-4路接變送器單元號4F21-F32系統(tǒng)內(nèi)有7個模擬量輸出點,用來控制調(diào)節(jié)閥A/D單元CS1W-PTwo1的開度,調(diào)節(jié)閥要求4~20mA的信號,可選用D/A1-3樓支單元號31-7“路接單元,型號是CSlW一DAo8C,第1—7路接調(diào)節(jié)閥A/D單元CS1W-PIS02單元號2(常閉閥)FTV-101~FTV-302,設其單元號為1。T11-T30D/A單元CSw-DAO8C系統(tǒng)共有溫度、流量等10個模擬量輸人點,其單元號1中溫度輸入3路,均來自3線制熱電阻溫度計,選擇CSIW-OD211CSIW-OD2\)()(N)1塊熱電阻輸入單元,型號CSW-PTS02,第1-30001.0sv1路接熱電阻T101-T301,設單元號為2;流量輸入LI101H0000.020o01. o1 sv27路,采用2線制,要求進行開方處理,選擇2塊AD單元,型號是CSW-PTwo1,第1-3路接變送器F101-F103,設單元號為3;第4-7路接變送器F201-F302,設單元號為40、PLA101L0nm控制器采用 OMRON的PLC,型號是CSlGHCPU44在CPU單元上安裝一塊適用于多回路的M凵中國煤化工圖人機接口采用ONT3C彩色觸摸屏,3:士MH小埋它是集顯示操控、報警、打印歷史報表、參數(shù)設置等根據(jù)上面的分析,乙醇精餾過程可分為進料、正功能于一身的可編程終端(PT)。常精餾(精餾塔溫度控制及塔頂回流比控制)、出料第2期荊珂等.PLC在乙醇精餾裝置中的應用這三個階段,采用多回路進行控制。由于篇幅有限,4LCB控制組態(tài)PID參數(shù)設置僅以1精餾塔的塔內(nèi)控溫為例,闡述溫度一流量串利用CⅩ一 Process Tool編寫精餾塔的LCB控級調(diào)節(jié)回路工作原理。制組態(tài)程序。系統(tǒng)注冊后的硬件模塊配置如圖4串級調(diào)節(jié)回路框圖如圖3所示,由TC101、所示,本地終端與實際控制系統(tǒng)硬件相對應。1精FIC102、FTV-101構(gòu)成了溫度串級調(diào)節(jié)回路,利用餾塔的回路控制功能模塊組態(tài)圖如圖5所示。2CSI的CPU內(nèi)插冋路控制板LCB01模塊實現(xiàn)此控3精餾塔的回路控制功能模塊組態(tài)圖略?，F(xiàn)以制回路[。精餾塔的溫度、人料量及回流量控制為例,解釋其組SV1SV2pePV2P2MV2精餾塔態(tài)的含義。圖3串級調(diào)節(jié)回路框圖圖中用PIDl模塊作為TIC101的溫度調(diào)節(jié)器,C-reist soY也是該串級調(diào)節(jié)回路的主調(diào)節(jié)器;用PID2模塊作4c.r1為FIC102的流量調(diào)節(jié)器,也是該串級調(diào)節(jié)回路的副調(diào)節(jié)器;PID1的輸出MV1作為PID2的給定值Sv2,PID2的輸出MV2通過D/A單元控制FTV101,流量信號F101經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換作為PID2的測量值PV2溫度信號T101經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換作為PID1=:需的測量值PVl。圖4精餾塔控制系統(tǒng)功能模塊配置圖51精餾塔控制模塊組態(tài)圖在圖5中,001模塊相當于圖3中PDL,是RSP過設置該項數(shù)值實現(xiàn)給PID1模塊TlC101的溫度調(diào)節(jié)回路的主要調(diào)節(jié)器,其測量值取的中國煤化工出端“MV自904模塊的“Y1”端,即熱電阻單元PTS02的第1接CNMH GI模塊的輸出作為路輸入T101。其給定值采用外給定值方式,001模PID2模塊的給定值。塊的“RSP”端連接到用戶連接表的“L2:TIC101(下轉(zhuǎn)第66頁)66遼寧石油化工大學學報第28卷參考文獻[1]胡勇.組件技術在企業(yè)信息系統(tǒng)中的應用[D].武漢理工大學,2006[2]鄒昌盛.分布式組件技術的應用研究[D].武漢理工大學,2005[3] Ted Faison. 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