西门子PCS7过程控制系统在焙烧过程中的应用

西门子PCS7过程控制系统在焙烧过程中的应用

一、西门子PCS7过程控制系统在焙烧工艺中的应用(论文文献综述)

刘强[1](2020)在《基于PCS7的湿法铜冶炼厂萃取工序控制系统设计与实现》文中研究表明铜作为现代工业中不可或缺的重要金属材料和战略物资,在我国国民经济中占据重要地位,其中湿法炼铜技术由于其工艺简单、能耗低,对环境较为友好等特点得到了飞速的发展。本文针对老一代DCS系统存在的通讯能力薄弱、系统整体稳定性较差等问题,研究运用目前最新的DCS技术,项目采用西门子SIMATIC PCS7控制系统应用到湿法铜冶炼厂萃取工序的自动化控制系统中,充分发挥DCS集中显示、分散控制的特点,研究采用控制器冗余技术和现场总线技术在工艺现场的应用,降低了控制系统建设成本及提高了系统运行可靠性。论文详细介绍了湿法铜冶炼厂萃取工艺及其流程,根据萃取工艺流程完成了萃取生产系统的构建,采用较为先进的串并联结构,设计完成了萃取系统的自动化控制方案。在这个过程中,影响萃取率的因素包括料液的酸度和有机相的流量即相比,因此对以上两个参数的控制就显得尤为重要,同时,冒槽事故的频发也是困扰湿法铜冶炼厂萃取工序控制过程的一个关键问题,鉴于此,控制系统的设计主要包括:设备的顺启、顺停的自动化控制及联锁系统的设计;各储槽液位的监测及管道流量的PID控制;料液PH值的复杂控制。对萃取工序控制系统的总体方案进行了介绍,其中包括工程师站、操作员站、自动化站、系统网络、服务器系统及操作员系统,根据给出的硬件设备型号和系统的网络结构完成了 AS站、OS站的硬件配置和组态设计,同时由现场实际情况完成了系统柜的布置图和配电图。在PCS7软件平台上,使用CFC程序块实现了液位监测、PID控制回路和设备联锁的程序设计,同时在SFC的编程界面中完成了系统的开车过程程序设计,应用WinCC软件完成了图形界面的绘制,对整个湿法铜冶炼厂萃取工序控制系统进行实时监控和管理。最终对控制系统进行软硬件调试,系统运行稳定,相关参数满足设定要求,达到了预期的生产效果。

孟令宇[2](2020)在《连续釜式反应过程工艺控制算法研究》文中提出连续过程控制是工业生产中的重要部分,其中连续釜式反应过程是石油化工、生物制药、精炼萃取等化学工业生产中广泛使用的工业过程,其控制精度及动态参数决定了生产物的品质和生产能力。并且,连续釜式反应过程一般具有高温高压、强耦合、非线性等特点,研究其控制算法对保障安全生产具有重要意义。本文首先选取了连续釜式反应(Continuous Stirred Tank Reactor,CSTR)系统的典型工艺流程,对其进行了工艺分析和控制策略设计,在通过符号有向图对各物质的耦合关系进行分析的基础上,建立了前馈-反馈控制回路、物料循环控制回路、压力前馈控制等控制策略。其次,针对连续釜式反应中的关键换热环节,提出了一种基于分数阶PID控制器的控制策略,利用Matlab对换热工艺进行了建模,建立了基于分数阶PID的控制回路,对其作用效果进行了仿真分析。为了验证本设计中所提出的控制策略和控制算法,基于SMPT-1000高级多功能过程控制仿真系统,结合SIEMENS PCS7软硬件系统,建立了半实物仿真平台。基于该系统,完成了控制回路的CFC组态、开车过程的SFC组态,进行了控制器的参数整定、工艺过程开车测试和结果分析,最终验证了所提出的控制策略和控制回路的有效性和稳定性。最后,为完成在线计算和决策工作,基于Win CC和阿里云系统建立了信息采集与管理系统,通过工业网关实现了上行数据和下行数据的通讯链路,构建了数据可视化和网络化监控平台,为下一步在线数据计算提供了基础。通过实验验证结果表明,本文提出的控制策略,以及在反应釜温度控制部分设计的分数阶PID算法,实现了温度控制系统调节时间短、超调量小、鲁棒性强的控制效果,对提高生产能力和保证生产安全具有重要意义。

徐海力[3](2018)在《氧化铝生产过程控制系统的设计与实现》文中研究表明铝工业是我国的基础原材料产业,氧化铝是电解铝生产的原料。本文以贵州华锦铝业有限公司清镇氧化铝项目的控制系统建设为背景下完成。该氧化铝项目采用拜耳法生产工艺,根据其生产工艺特点选用了PlantPAx过程自动化系统作为氧化铝生产过程控制系统。基于Plant PAx进行了硬件的设计、软件的研发,最终在项目所在地完成了本控制系统的组态调试投运。本文完成的工作如下:1、概述了氧化铝生产的工艺流程,明确氧化铝生产过程工艺的控制对象和控制要求。2、基于Plant PAx设计了氧化铝生产过程控制系统的硬件。主要从控制系统的规模确定、网络拓扑结构、硬件选型、冗余系统方案、现场总线通讯方案的角度设计整个氧化铝厂的控制系统硬件。3、基于RSLogix 5000设计组态氧化铝生产过程控制系统的控制层软件。主要使用该软件针对氧化铝工艺自主研发标准设备程序块,以实现典型控制回路的设计和组态;其中详细介绍了原料中碎、压滤喂料等控制回路。另对基于该软件的模拟量信号处理、系统通信组态进行了说明。4、基于FactoryTalk View设计组态氧化铝生产过程控制系统的监控层软件。应用该软件从方案设计、结构划分到编程组态完成了氧化铝全厂的七大车间的监控界面。本文设计的氧化铝生产过程系统于2015年4月29日调试完成投入运行,该厂在当年9月达到年产160万吨氧化铝的指标。本系统可靠的冗余架构和保护联锁,满足了氧化铝高温、高压、高碱的生产要求。

李铭[4](2018)在《基于PCS7的煤气厂DCS系统设计与实现》文中研究指明煤气是工业生产中的重要原材料,煤气生产过程的安全稳定一直以来都是值得研究的课题方向。由于煤气属于危险性气体且生产流程复杂,所以设计和研究一款能够安全稳定生产煤气的控制系统属于工业自动化领域的一个重要研究方向。本文结合越煤集团仁基氧化铝项目部的煤气厂生产线需求,设计控制系统,并选用PCS7系统实现煤气生产的分布式控制。本文研究内容如下:首先,对煤气生产工艺与流程进行分解,根据煤气生产的核心工艺水煤气反应,实现对煤气生产过程控制,再分析煤气生产的工艺流程和系统结构,并对系统中的主要组成部分进行功能与需求,根据项目需求确定煤气控制系统的系统I/O点数并设计控制方案,为系统硬件系统配置打下基础。其次,以PCS7系统为基础完成煤气生产的控制系统设计。根据给出的系统结构与I/O点数,设计环网结构以此完成AS站、ES站、OS Server、OS Client的配置和组态,依据系统控制需求,在PCS7系统下完成自动化程序编写,根据PCS7系统中CFC程序款的功能实现对数字量、模拟量的采集与显示、电动机、电动阀的控制程序、以及模拟量的PID调节如炉底饱和空气温度的自动调节程序。最后,利用CFC程序块生成控制模板,在WinCC中完成图形界面绘制。根据生产过程中对部分流程与参数的监控需求,完成监控界面的绘制,以实现对系统运行过程的实时监控和管理。同时依据检测数据建立归档文件,保存生产中温度压力的相关参数,显示温度与压力的随时间变化曲线,监测系统的运行状况。本文阐述了煤气系统的工业发展现状,以及越煤集团煤气厂的工艺设计条件,分析了系统结构、设计自动化控制程序和监控系统,使用PCS7系统完成了煤气生产的控制系统,完善了煤气控制系统的研究和探索,同时根据项目投运一年的运行情况,说明系统设计完整,稳定性强,合理满足生产需要,充分体现了本系统在煤气生产控制领域应用的可靠性强、兼容性好、控制效果显着、自动化程度高等特点。

王尤军[5](2017)在《基于ELM遗传算法的氧化铝焙烧过程智能建模与控制系统研究》文中认为近十多年来,我国的工业发展取得了长足的进步,其中冶金工业的发展,对国家经济、社会的快速成长和国防科技建设的提升起到了极大的促进作用。氧化铝作为生产金属铝的原料,在铝冶炼工业中具有举足轻重的地位。目前,拜耳法是我国生产氧化铝所采用的主要方法之一,在该工艺过程中,氧化铝焙烧过程是影响氧化铝质量、生产能耗和生产成本的重要工段之一。利用智能化方法对焙烧过程进行建模,利用合适的算法进行焙烧的参数优化和控制研究是氧化铝生产工业技术创新的一个方向,是提高氧化铝质量的有效途径。本文以气态悬浮焙烧炉工艺为基础,采用改进粒子群(PSO)优化极限学习机算法(ELM)对氧化铝焙烧进行预测建模,利用遗传算法(GA)完成氧化铝焙烧工况参数的优化,设计基于DCS的氧化铝焙烧过程控制系统,通过BP神经网络PID控制器实现焙烧关键参数的精确控制,主要内容有:(1)针对焙烧过程建模困难的问题,分别采用BP神经网络、标准ELM和改进PSO优化ELM建立焙烧温度预测模型,对比发现,采用改进PSO优化方法相较于BPNN和标准ELM方法,在预测精度和泛化性能方面均有明显优势。(2)针对焙烧过程参数耦合严重,工况波动频繁的问题,利用遗传算法,建立氧化铝焙烧工况优化模型。以实际生产正常工况状态下焙烧温度稳定值(1070℃)为控制目标,寻找对焙烧温度影响较大的操作参数在技术指标范围内的最优组合,并以此为基础,建立优化工况数据库,在生产过程中,控制系统根据监控到的焙烧温度与设定值之间的偏差,从优化工况数据库中寻找最优工况组合,指导对应控制变量的实时调整,使得生产过程处于最优状态,避免人工设定的主观性和生产过程的误操作,减少不必要的能耗,稳定焙烧温度,提高氧化铝质量。(3)针对氧化铝焙烧过程自动化水平不足、生产和管理工作不完善的现状,设计基于DCS的氧化铝焙烧过程控制系统。采用BP神经网络PID控制器实现过程操作参数控制,以及生产过程的监控,合理配置生产资料,以提高生产效率,降低企业生产成本。(4)以氧化铝焙烧温度为例,设计氧化铝焙烧过程优化控制系统。在高级过程控制系统仿真平台上构建对象模型、虚拟执行机构、基础控制回路,进行仿真实验,结果表明系统可以很好的跟踪焙烧温度的设定值,验证了控制系统的可行性。

王佳伟[6](2017)在《SIMATIC PCS7系统在聚氯乙烯生产中的应用研究》文中研究指明聚氯乙烯(PVC)因其在大分子中引入氯原子,使其在耐燃、透明、耐折和力学性能等方面均超过了聚乙烯,是世界五大通用热塑树脂之一。聚氯乙烯的生产具有很强的连续控制性,因此需要操作和调节的变量也很多,同时根据聚氯乙烯生产的工艺需求,现场的执行机构会拥有复杂的控制逻辑结构。考虑到聚氯乙烯的生产也会涉及到氯气这样有毒有害气体的配比和传输,所以控制系统本身就要具有很高的稳定性和灵敏性。温度的变化是影响聚合度的关键因素,如果温度不能很好的在生产工艺温度曲线的范围内进行控制,那么得到的产品就会出现质量问题。因此本课题的重点和难点是:如何建立一个关于温度的数学模型;找到一个合适的算法对关于温度的数学模型进行仿真及优化,并且证明该算法对温度达到了理想的控制需求。本论文的主要工作有:首先,对聚氯乙烯的生产环节进行简单的介绍,为建立聚合温度的数学模型做了铺垫;其次,根据其在聚合反应阶段的热量变化,使用机理建模构建温度变化的数学模型,该传递函数将会用于对聚合温度的控制;第三、采用基于免疫粒子群算法的PID参数整定的方法来控制循环水阀的开度,从而控制聚合温度在允许的范围内进行波动。通过MATLAB对传递函数进行仿真后发现,采用免疫粒子群算法的系统动态性能指标要比整定之前的系统性能指标优异。同时将该方法投入实际运行后发现,聚合温度可以维持在最佳温度的±0.2℃之内;第四、对于精细化工行业的控制,从硬件和软件设计的两个方面入手。在硬件设计方面,在控制柜中采用了高度的冗余来保证系统的稳定性。在软件设计方面,通过上位机和下位机的设计,使软件部分能够很好地和硬件部分相融合。由于硬件和软件实行了高度冗余设计,所以当PCS7控制系统应用于聚氯乙烯生产的控制过程后,系统的运行稳定性比之前有了明显的提升,在系统发生故障或者维护设备时可以使用备用的控制器、现场总线以及服务器等,让生产过程实现了不停炉操作;第五、在对聚合反应阶段的控制方案实施的过程中,通过使用强大的WINCC人机界面,可以很好的了解生产情况,并且可以通过操作员面板对生产环节进行相应的干预。通过对聚合反应阶段的控制方案的介绍,具体的了解了PCS7控制系统在聚氯乙烯生产中的应用。同时也对生产的各个控制环节,利用程序进行了说明,并且利用了WINCC的图形监控界面对生产进行监控。论文使用PCS7控制系统和免疫粒子群算法对聚氯乙烯的生产进行控制,在投入实际生产后,聚氯乙烯的年产量比之前提升了近一倍,系统的故障率也降低到了0.4/万炉,对冷却水的使用率降低了20%,生产整体的反应时间比原来减少的24%,经济效益和产品的质量取得了显着的提高。

陈安钢[7](2016)在《基于SIMATIC PCS7废有机溶剂回收控制系统设计》文中指出本文以实际工业项目废有机溶剂回收控制系统为背景,在SIMATIC PCS7的基础上,结合用户对系统功能的要求,从PCS7系统软硬件设计和网络结构出发,完成系统的软硬件组态、网络配置以及自动化程序设计,采用具有良好开放性的Win CC上位机软件制作监控画面。同时采用预测PI先进算法理论知识对精馏设备控制进行了设计,从而提出了改进方案。废有机溶剂回收精馏是化工生产过程中的一个十分重要的环节,其目的是将混合溶剂中各组分分离出来,达到规定的纯度,可以作为二次产品利用。精馏过程的实质就是迫使混合物的气、液两相在塔体中作逆向流动,利用混合液中各组分具有不同的挥发度,在相互接触的过程中,液相中的轻组分转入气相,而气相中的重组分则逐渐进入液相,从而实现液体混合物的分离。一般精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐等设备组成。利用控制算法,对再沸器加热蒸汽进行控制,来维持精馏塔气相的空间速度,实现精馏塔的正常运行。本文主要工作如下:1、本文介绍了废有机溶剂回收控制的生产工艺及控制总体要求。详细说明了整个系统的框架结构及主要设备,以及PCS7中所涉及到的控制回路及过程控制系统建模。2、针对项目的软硬设计,介绍了PCS7总体设计思路。进一步从硬件设计开始,根据项目的实际硬件配置选型要求、I/O清单,使用HW Config硬件组态功能对项目进行硬件设计,将现场设备与硬件组态配置进行一一对应,再设计网络通信,所有自动控制站(AS)、工程师站、操作员站服务器及客户端都由以太网交换机进行连接,AS站、工程师站和服务器之间通过交换机组成System Bus系统总线,服务器、工程师站、操作员站之间组成Terminal Bus终端总线,形成所谓的双层网络结构。最后详细说明项目系统的软件设计,从基本控制回路的选择,第三方通讯的通信,最后上位机组态采用微软与西门子共同合作开发的Win CC系统,其朴实简练的画面及功能为操作员监控整个生产流程提供了方便。3、整个系统是在PCS7软硬件结合设计下实现的,控制算法与控制器起到了十分关键的作用。分析了本项目中PID控制和串级控制两种非常典型的控制策略,对串级控制进行了Simulink仿真分析,并做了详细的讨论。4、对于PCS7中大多数控制策略仍然采用经典控制,本文对此采用先进控制算法加以控制,介绍了先进预测PI控制算法。通过对PID算法与预测控制发展的阐述,引出预测PI算法的发展现状和基本原理。本文采用先进预测PI算法对再沸器的加热蒸汽进行控制,并提出了精馏塔的预测PI动态解耦控制,建立控制系统结构图,实现控制器模型的建立,得到控制器的具体参数,并利用Simulink仿真验证先进控制算法与系统的良好性。

麻丽明[8](2016)在《基于S7-400PLC的实训装置控制系统的设计与开发》文中研究指明SMPT-1000是一款将全数字仿真技术与实物外观模拟装置相结合,集合多种功能于一体的实验实训装置。SMPT-1000可以通过AI/AO、DI/DO、Profibus、OPC与各种PLC、DCS或工业控制计算机等控制器相连,并可与西门子PCS7组成现场站、控制站、操作站三级完整的工业控制环境。本文采用西门子S7-400PLC为控制器,在SMPT-1000平台上设计开发了流量液位控制系统、高阶换热控制系统和连续反应过程控制系统。主要内容如下:(1)根据实训装置SMPT-1000硬件和软件方面的特点,完成了S7-400PLC的硬件设计,并通过软件开发,实现了控制器和被控对象之间的通讯。(2)在实训装置SMPT-1000平台上,采用西门子PCS7软件完成了流量液位控制程序的开发,并采用西门子WinCC软件开发了流量液位的监控界面,获得了良好的实验效果。(3)在实训装置SMPT-1000平台上,采用西门子PCS7软件完成了高阶换热控制程序的开发,采用西门子WinCC软件开发了高阶换热系统的监控界面,获得了良好的实验效果。(4)以化工行业中常见的连续反应过程为被控对象,采用串级控制等方法完成了连续反应过程控制方案的设计,在实训装置SMPT-1000平台上,采用西门子PCS7软件和WinCC软件完成了连续反应过程控制程序和监控界面的开发,获得了良好的实验效果。本文是以实训装置为控制对象,开展了以实训装置为基础的多个控制系统的设计与开发工作,实验结果表明,所开发的控制系统具有良好的控制效果,为实际工业过程控制系统设计提供了重要的参考价值。

赵喜波[9](2016)在《连续逆流超声提取控制系统设计》文中研究指明随着现代科技的飞速发展和人们生活水平的不断提高,生物制品在日常生活中扮演着越来越重要的角色,从食品、保健品、化妆品等日常用品,到医用药物。相应的生物提取技术也成为生物制品研发过程中重要的研究议题之一。国内外对植物等生物中有效成分的提取方式主要是间歇式提取工艺,这种工艺主要以罐装置为主,由于物料并不移动,只是溶剂做定向流动,从而使原料和溶剂不能相互充分接触,造成传质阻力较大,导致含有效成分的提取液浓度在整个过程中无法形成理想的梯度。目前随着研究的深入,根据化学工艺领域中逆流吸收的原理,出现了一种连续动态逆流提取的生产工艺。其原理是先将物料放置到预浸舱体中进行侵泡,等到物料软化后通过挤压器进行挤压、揉搓和混合,最后导入到逆流提取装置中对物料进行提取。由于连续逆流提取过程中的各工艺需要协调工作,而设备之间的工艺关系复杂,对操作条件的要求也较为严格,使得在整个工艺流程控制方面对自动化水平要求较高,一般的简单控制系统难以胜任。国内外现有的系统控制模式普遍局限在现场层和控制层,相应的有效生产数据只是存储在本地计算机数据库中,不能实时送达信息到管理层,供管理层进行生产综合决策和调度。为了提高生产效率和管理水平,使企业实现生物提取过程管控结合的综合自动化,本文针对连续逆流超声提取工艺,基于西门子PCS7,从控制系统的硬件组态、网络配置、CFC程序设计以及WinCC组态等方面进行了深入研究,并提出了模糊串级控制和比值控制策略。经过测试表明该系统稳定可靠,易操作性和容错性强,在生产的过程中有效的克服了干扰和时滞,提高了提取效率,是一个能够适应生产环境不确定性和市场需求变化的高效率、高灵活性的生产经营系统。

王艳红[10](2015)在《汽轮机DCS控制系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理本文以某电厂汽轮机系统为研究对象,分析了汽轮机的结构、工艺流程以及汽轮机对DCS控制系统的要求。基于西门子PCS7设计平台,对汽轮机控制系统从硬件框架和软件功能进行了设计。根据汽轮机运行工艺要求,采用分阶段控制策略实现汽轮机的转速控制。在汽轮机升速过程中,保证汽轮机组安全、稳定运行,当转速达到临界区时,需要快速冲转,为此,采用不同升速速率条件下的顺序控制;达到额定转速后,采用传统PID控制,将汽轮机的转速维持在一定的范围内。当并网运行时,汽轮机的功率输出必须满足外界负荷的要求,同时使调节后的转速偏差在允许范围内,为此采用双闭环控制,内环控制转速,外环控制功率,因为在机组运行过程中,即使汽轮机的调节汽门开度保持不变,锅炉燃料品质不一致也会引起燃烧工况的波动,导致汽轮机的进汽参数和功率输出的改变,进而使电网频率发生变化,供电品质下降,这种由机组内部因素造成机组有功功率及电网频率波动的扰动称之为“内扰”,为抵御机组的“内扰”的影响,在汽轮机调节系统中引入功率控制信号,在发生“内扰”时,使机组的功率输出维持在外界要求的水平上。汽轮机发生甩负荷时,转速飞速上升,此时必须迅速将转速调整到稳定状态,保证汽轮机组的安全。当汽轮机发生甩负荷时,由于存在很多非线性和不确定因素,使得传统PID控制器在参数整定过程中变得非常的繁琐,控制效果也不是很理想,这时如仍采用常规PID调节不能较好的满足控制要求,基于此种情况,将模糊控制和PID控制相结合起来,通过模糊控制器在线调整传统PID控制器的三个控制参数,利用模糊逻辑推理,使PID控制器的调节参数自动适应系统的动态变化,来实现汽轮机转速快速跟踪、稳定控制的要求。实践证明,本系统达到了工艺生产的要求,实现了汽轮机转速的自动控制。

二、西门子PCS7过程控制系统在焙烧工艺中的应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、西门子PCS7过程控制系统在焙烧工艺中的应用(论文提纲范文)

(1)基于PCS7的湿法铜冶炼厂萃取工序控制系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 概述
    1.1 课题研究的背景
    1.2 湿法铜冶炼厂萃取工序的自动化水平及现状
    1.3 湿法铜冶炼厂萃取工序过程控制存在的不足
    1.4 本文的研究内容和章节安排
第2章 湿法铜冶炼萃取工艺及流程
    2.1 湿法铜冶炼萃取工艺
    2.2 萃取工艺的流程
    2.3 萃取生产系统的构建
        2.3.1 萃取流量调节系统
        2.3.2 反萃流量调节系统
        2.3.3 洗涤水流量调节系统
        2.3.4 泡沫灭火系统
    2.4 萃取工序的自动化控制方案
        2.4.1 I/O点汇总
        2.4.2 控制方案设计
        2.4.3 系统重要参数I/O点分布表
    2.5 本章小结
第3章 萃取工序控制系统总体方案设计
    3.1 工程师站
    3.2 自动化站
    3.3 操作员系统
        3.3.1 单站或多台单站组成
        3.3.2 客户机-服务器结构
    3.4 系统网络
        3.4.1 工业以太网
        3.4.2 PROFIBUS通讯
    3.5 服务器系统
        3.5.1 OS冗余服务器
        3.5.2 数据采集归档服务器
        3.5.3 WEB服务器
    3.6 本章小结
第4章 萃取工序控制系统的硬件设计
    4.1 萃取工序控制系统的设备选型
        4.1.1 操作管理层
        4.1.2 过程控制层
        4.1.3 现场设备层
    4.2 PCS7的系统组态
        4.2.1 AS站硬件组态
        4.2.2 OS站硬件组态
    4.3 系统柜硬件布置设计
        4.3.1 控制柜的设计
        4.3.2 远程I/O柜的设计
        4.3.3 硬件系统原理图
    4.4 本章小结
第5章 萃取工序控制系统的软件设计与监控组态
    5.1 CFC程序设计
        5.1.1 管道流量的单回路PID控制程序
        5.1.2 储槽液位的监测程序
        5.1.3 料液PH值的串级控制程序
        5.1.5 输送泵的控制
        5.1.6 设备联锁程序设计
    5.2 SFC程序设计
    5.3 上位机监控组态的构建
        5.3.1 监控组态软件的概述
        5.3.2 监控界面的设计要求及组成
        5.3.3 数据监控
        5.3.4 趋势分析
        5.3.5 报警提示
        5.3.6 历史数据归档
    5.4 控制系统调试
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献

(2)连续釜式反应过程工艺控制算法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外相关研究工作
    1.3 论文的主要工作
    1.4 技术路线图
第2章 工艺分析及控制策略设计
    2.1 过程工艺描述
    2.2 关键需求分析
    2.3 具有回收工艺的过程控制策略
    2.4 安全系统设计
    2.5 本章小结
第3章 基于分数阶PID的换热过程控制及仿真
    3.1 换热器系统基本结构
    3.2 分数阶PID控制原理
    3.3 分数阶PID控制器设计
        3.3.1 换热器控制回路建立
        3.3.2 分数阶PID控制器算法设计
    3.4 系统仿真及结果分析
        3.4.1 仿真平台建立
        3.4.2 负荷调整测试
        3.4.3 扰动测试
        3.4.4 增加滞后时间测试
    3.5 本章小结
第4章 过程控制策略半实物仿真
    4.1 实验系统搭建
        4.1.1 PCS7简介
        4.1.2 SMPT-1000简介
        4.1.3 实验系统网络拓扑
    4.2 控制系统CFC连续功能图组态
    4.3 控制系统SFC开车步骤组态
    4.4 参数整定及结果分析
    4.5 本章小结
第5章 信息采集与管理系统设计
    5.1 基于WinCC的数据采集系统
    5.2 基于物联网平台的监控技术
        5.2.1 物联网接入协议
        5.2.2 可视化开发工具Node-RED
        5.2.3 公有云物联网平台配置
        5.2.4 私有云平台搭建
    5.3 系统测试
        5.3.1 测试平台
        5.3.2 测试结果
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果

(3)氧化铝生产过程控制系统的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 氧化铝自动化现状
    1.3 研究内容及论文框架
2 氧化铝工艺控制要求
    2.1 氧化铝工艺简介
    2.2 氧化铝生产过程控制要求
        2.2.1 原料磨工艺控制要求
        2.2.2 溶出工艺控制要求
        2.2.3 沉降工艺控制要求
        2.2.4 分解工艺控制要求
        2.2.5 综合过滤工艺控制要求
        2.2.6 蒸发工艺控制要求
        2.2.7 赤泥压滤工艺控制要求
    2.3 本章小结
3 控制系统硬件设计
    3.1 PLANTPAX系统简介
    3.2 控制系统规模
    3.3 控制系统的网络结构
        3.3.1 控制系统的上位机配置
        3.3.2 控制系统的环网结构
    3.4 控制系统的硬件类型
        3.4.1 处理器
        3.4.2 背板机架
        3.4.3 通讯模块
        3.4.4 冗余模块
        3.4.5 I/O模块
    3.5 冗余设计方案
        3.5.1 电源冗余设计
        3.5.2 控制器冗余设计
    3.6 现场总线通讯设计方案
        3.6.1 ControlNet网络
        3.6.2 DeviecNet网络
        3.6.3 Anybus通信转换模块
    3.7 本章小结
4 控制系统控制层软件设计
    4.1 系统开发软件概述
        4.1.1 RSLogix5000简介
        4.1.2 程序组态步骤
    4.2 程序标准模块组态
        4.2.1 控制设备程序类型分类
        4.2.2 标准块程序的建立及I/O名称
        4.2.3 标准程序块的功能
    4.3 程序控制回路组态
        4.3.1 顺序控制
        4.3.2 PID
        4.3.3 标准程序模块组合
    4.4 模拟量仪表信号处理
        4.4.1 仪表监控报警
        4.4.2 流量累积计算
        4.4.3 通信数据类型转换
    4.5 控制系统通信
        4.5.1 MSG通信
        4.5.2 Anybus通信
    4.6 本章小结
5 控制系统监控层软件设计
    5.1 监控层软件概述
    5.2 监控界面风格设计
        5.2.1 监控界面颜色及图标设计
        5.2.2 操作弹出框设计
    5.3 监控界面设计
        5.3.1 主界面设计
        5.3.2 原料车间界面设计
        5.3.3 溶出车间界面设计
        5.3.4 沉降车间界面设计
        5.3.5 分解车间界面设计
        5.3.6 综合过滤车间界面设计
        5.3.7 蒸发车间界面设计
        5.3.8 赤泥压滤车间界面设计
        5.3.9 其他车间界面融合
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
硕士研究生阶段发表论文

(4)基于PCS7的煤气厂DCS系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 研究现状
    1.3 主要研究内容和章节安排
2 煤气生产的工艺与流程
    2.1 引言
    2.2 煤气生产工艺
    2.3 煤气生产的流程
    2.4 煤气生产系统构成
    2.5 煤气生产流程分析
        2.5.1 鼓风机入口空气风门控制方案
        2.5.2 煤气反应炉控制方案
        2.5.3 煤气排送机逻辑控制方案
        2.5.4 系统重要参数
    2.6 小结
3 煤气厂控制系统硬件设计
    3.1 PCS7系统构成与特点
        3.1.1 PCS7系统结构
        3.1.2 PCS7特点
    3.2 系统网络结构设计
        3.2.1 环网设计
        3.2.2 AS站网络配置
        3.2.3 ES站硬件配置
        3.2.4 OSServer配置
        3.2.5 OSClient配置
        3.2.6 网络组态
    3.3 系统硬件设计
        3.3.1 AS站硬件配置
        3.3.2 ET200M分布式I/O站配置
        3.3.3 Y连接器配置
        3.3.4 系统硬件组态
    3.4 小结
4 煤气厂控制系统控制程序设计
    4.1 采集和显示模拟量信号
    4.2 采集与显示数字量信号
    4.3 控制电机程序设计
    4.4 控制电动阀程序设计
    4.5 PID控制
    4.6 PID参数整定
    4.7 小结
5 煤气厂监控系统设计
    5.1 系统监控界面设计
    5.2 数据信息监控设计
        5.2.1 数据信息应用方案
        5.2.2 数字量操作面板
        5.2.3 模拟量柱状图
        5.2.4 自定义界面
    5.3 小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
附录:监控系统界面

(5)基于ELM遗传算法的氧化铝焙烧过程智能建模与控制系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 氧化铝焙烧发展现状
    1.3 自动控制系统发展现状
    1.4 智能算法发展现状
        1.4.1 极限学习机算法研究现状
        1.4.2 粒子群算法研究现状
        1.4.3 遗传算法研究现状
    1.5 氧化铝焙烧过程中存在的主要问题
    1.6 本文的主要工作及结构安排
第二章 氧化铝焙烧过程分析
    2.1 氧化铝生产工艺概述
    2.2 氧化铝焙烧过程工艺描述
    2.3 影响氧化铝焙烧过程的主要因素
        2.3.1 下料量的影响
        2.3.2 焙烧温度的影响
        2.3.3 过剩氧含量的影响
        2.3.4 系统负压的影响
    2.4 氧化铝焙烧过程控制方案
    2.5 本章小结
第三章 氧化铝焙烧温度预测模型
    3.1 预测模型输入变量选择
        3.1.1 基于工艺过程的机理分析
        3.1.2 基于灰色理论的参数综合关联度分析
    3.2 实验数据预处理
    3.3 建立氧化铝焙烧温度预测模型
        3.3.1 基于BP神经网络的焙烧温度预测模型
        3.3.2 基于ELM的焙烧温度预测模型
        3.3.3 基于改进PSO优化ELM的焙烧温度预测模型
    3.4 三种焙烧温度预测模型仿真结果比较
    3.5 本章小结
第四章 基于遗传算法的氧化铝焙烧工况优化模型
    4.1 建立工况优化模型
    4.2 求解工况优化模型
    4.3 工况优化模型仿真及实验结果
    4.4 本章小结
第五章 基于DCS的氧化铝焙烧过程控制系统设计
    5.1 氧化铝焙烧过程控制系统要求
    5.2 基于DCS的氧化铝焙烧过程控制系统结构
        5.2.1 生产控制层结构与功能
        5.2.2 生产优化层结构与功能
        5.2.3 生产管理层结构与功能
    5.3 氧化铝焙烧过程控制系统回路设计
        5.3.1 过剩氧含量控制回路
        5.3.2 焙烧温度控制回路
        5.3.3 下料量控制回路
        5.3.4 A02文丘里干燥温度控制回路
        5.3.5 预热旋风筒P02出口烟道温度控制回路
        5.3.6 烘炉过程控制回路
    5.4 控制器参数整定与仿真
        5.4.1 建立焙烧温度控制对象模型
        5.4.2 传统PID控制器参数整定与仿真
        5.4.3 BP神经网络PID控制器参数整定与仿真
    5.5 控制系统硬件结构与功能
    5.6 控制系统软件结构与功能
    5.7 本章小结
第六章 氧化铝焙烧优化控制实验平台设计
    6.1 高级过程控制系统仿真平台简介
    6.2 焙烧温度优化控制系统仿真设计
    6.3 焙烧温度控制仿真
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况

(6)SIMATIC PCS7系统在聚氯乙烯生产中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 聚氯乙烯生产工艺及控制技术的发展现状
        1.2.1 聚氯乙烯生产工艺现状
        1.2.2 聚氯乙烯生产的控制技术现状
    1.3 论文主要的工作及安排
第二章 聚氯乙烯生产过程以及控制需求
    2.1 引言
    2.2 聚氯乙烯的化学与物理性质
    2.3 聚氯乙烯生产的原理及其方法
    2.4 聚氯乙烯生产流程
    2.5 聚合温度控制的难点和重点以及解决办法
    2.6 小结
第三章 基于免疫粒子群算法的聚合温度控制
    3.1 引言
    3.2 聚合温度建模
        3.2.1 数学模型的建立
        3.2.2 控制参数的确定
    3.3 免疫粒子群算法
        3.3.1 免疫算法基本原理
        3.3.2 粒子群算法的基本原理
        3.3.3 PID控制的基本原理
    3.4 免疫粒子群算法的实现与仿真
    3.5 小结
第四章 PCS7控制系统的总体设计
    4.1 引言
    4.2 西门子PCS7系统介绍
    4.3 机柜设计
        4.3.1 电源柜设计
        4.3.2 控制器柜设计
        4.3.3 I/O卡件柜的设计
    4.4 现场总线设计
    4.5 工程师站
    4.6 操作员站
        4.6.1 操作员站的硬件配置和规格
        4.6.2 操作员控制模式
    4.7 WINCC系统
    4.8 小结
第五章 聚合反应阶段控制方案的实施
    5.1 引言
    5.2 硬件设计
        5.2.1 AI模块设计
        5.2.2 AO模块设计
        5.2.3 硬件系统的配置
        5.2.4 硬件的组态
    5.3 变量的控制
        5.3.1 反应釜温度的控制
        5.3.2 冷却水的流量控制
        5.3.3 反应釜内压力的控制
    5.4 PID的控制方式
        5.4.1 单路控制
        5.4.2 并行控制
        5.4.3 串行控制
    5.5 电机、阀和定量给料器的控制方式
        5.5.1 内部/外部设定值制定
        5.5.2 停止运行
        5.5.3 通过程序互连自动启/停电机
        5.5.4 阀控制
    5.6 上位机监控系统的设计
        5.6.1 通讯组态
        5.6.2 监控画面的总体布局
        5.6.3 聚合反应阶段的监控画面设计
        5.6.4 温度控制的监控画面设计
        5.6.5 冷却水的监控界面设计
    5.7 小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢

(7)基于SIMATIC PCS7废有机溶剂回收控制系统设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 废有机溶剂处理方法的国内外现状
    1.3 DCS控制系统在工业废有机溶剂回收中的应用
    1.4 先进控制方法
    1.5 本文研究内容
    1.6 本文具体工作介绍
2 废有机溶剂回收生产工艺及控制系统总体方案
    2.1 废有机溶剂回收精馏工艺
    2.2 精馏设备及过程描述
    2.3 控制系统的设计要求
        2.3.1 监控类型及参数
        2.3.2 控制回路
    2.4 本章小结
3 PCS7控制系统设计方案
    3.1 PCS7控制系统硬件设计
    3.2 机柜设计
    3.3 网络通信设计
    3.4 软件设计
        3.4.1 基本控制回路
        3.4.2 第三方通讯
    3.5 上位机组态
        3.5.1 人机界面画面设计
        3.5.2 报警消息系统
        3.5.3 用户管理器
        3.5.4 历史数据归档与趋势
    3.6 本章小结
4 控制系统中的典型控制策略
    4.1 项目装置控制方案
    4.2 PID控制的应用
    4.3 串级控制的应用
        4.3.1 串级控制的基本组成
        4.3.2 串级控制方案的实施
    4.4 控制器参数设定与仿真
        4.4.1 蒸汽压力扰动的仿真分析
        4.4.2 进料量扰动的仿真分析
    4.5 本章小结
5 精馏设备的先进预测PI控制
    5.1 预测控制
    5.2 预测PI算法原理
    5.3 再沸器加热蒸汽控制
        5.3.1 再沸器控制对象
        5.3.2 再沸器蒸汽流量预测PI控制
    5.4 精馏塔基于预测PI的动态解耦控制
        5.4.1 多变量预测PI控制器的设计
        5.4.2 仿真设计与结果分析
    5.5 先进控制方法实施的关键
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文主要工作总结
    6.2 前景展望
参考资料
硕士期间科研成果
致谢

(8)基于S7-400PLC的实训装置控制系统的设计与开发(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 实训装置控制系统的国内外现状
    1.3 工业过程控制的发展
    1.4 本文主要工作
    1.5 本章小结
2 S7-400PLC及SMPT-1000的介绍
    2.1 S7-400PLC的基本结构与特点
        2.1.1 S7-400PLC的基本结构
        2.1.2 S7-400PLC的特点
    2.2 S7-400PLC编程软件STEP7及PCS7
        2.2.1 STEP7软件介绍
        2.2.2 PCS7系统介绍
    2.3 SMPT-1000的硬件组成
    2.4 SMPT-1000的软件组成
    2.5 本章小结
3 流量液位和高阶换热控制系统的设计与开发
    3.1 控制系统及实验装置描述
    3.2 PID控制算法的介绍
    3.3 流量液位控制系统的设计与开发
        3.3.1 流量液位过程控制的整体方案
        3.3.2 容器液位的控制
        3.3.3 流量液位控制系统的实现
        3.3.5 控制效果及扰动
    3.4 高阶换热系统的设计与开发
        3.4.1 高阶换热控制过程的整体方案设计
        3.4.2 控制系统温度的控制
        3.4.3 控制效果及扰动
    3.5 本章小结
4 连续反应控制系统的设计与开发
    4.1 连续反应过程的工艺流程与特性
        4.1.1 连续反应过程的工艺流程
        4.1.2 反应过程对象特性
    4.2 控制方案设计
        4.2.1 整体方案规划
        4.2.2 进料流量的比例控制
        4.2.3 反应温度及温度速率的控制
        4.2.4 容器液位的串级控制
    4.3 连续反应系统的监控界面设计
    4.4 连续反应系统的控制效果
    4.5 本章小结
5 结论
参考文献
攻读硕士期间发表学术论文情况
致谢
附录 关于控制系统程序的说明

(9)连续逆流超声提取控制系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 植物提取系统的国内外研究现状
        1.2.1 国内外提取系统的发展现状
        1.2.2 植物提取系统的发展趋势
    1.3 论文主要研究内容
第2章 连续逆流超声提取控制系统硬件设计
    2.1 连续逆流超声提取过程及其自控要求
        2.1.1 连续逆流超声提取过程介绍
        2.1.2 连续逆流超声提取系统自控要求
    2.2 连续逆流超声提取控制系统结构设计
    2.3 PCS7过程控制系统
    2.4 控制系统的硬件架构设计
        2.4.1 检测及执行机构的选择
        2.4.2 PLC控制器的硬件选型设计
        2.4.3 控制系统的网络设计
    2.5 控制系统的硬件组态
        2.5.1 创建PCS7项目
        2.5.2 组态操作员站
        2.5.3 设置工厂层级
    2.6 本章小结
第3章 连续逆流超声提取控制策略的设计
    3.1 单螺旋提取舱内温度和溶剂温度的模糊串级控制
        3.1.1 单螺旋提取舱内温度控制策略
        3.1.2 温度的Smith-Fuzzy串级控制策略
    3.2 物料与溶剂加入量比值控制策略设计
        3.2.1 物料与溶剂的控制策略研究
        3.2.2 物料与溶剂的比值控制策略设计
    3.3 运行及数据分析
    3.4 本章小结
第4章 连续逆流超声提取控制系统的软件设计
    4.1 控制策略在PCS7中的实现
        4.1.1 PCS7软件应用程序
        4.1.2 模糊PID的CFC编程
        4.1.3 Smith预估补偿CFC编程
    4.2 监控系统软件设计
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

(10)汽轮机DCS控制系统的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 汽轮机控制系统的发展动态
        1.2.1 汽轮机DEH的发展动态
        1.2.2 DCS发展动态
        1.2.3 DCS在热电厂的应用
    1.3 本文研究的主要内容
    1.4 论文的主要工作及内容安排
第2章 汽轮机系统工艺流程
    2.1 汽轮机及其辅助设备
    2.2 汽轮机工作原理
    2.3 汽轮机车间工艺流程
    2.4 生产工艺对控制系统的要求
    2.5 本章小结
第3章 汽轮机调节系统设计
    3.1 汽轮机调节系统的任务
    3.2 汽轮机调节系统工作原理
    3.3 汽轮机调节系统控制方案设计
    3.4 汽轮机控制方案的分析
    3.5 调节系统新策略选择
        3.5.1 转速模糊自整定PID控制器设计
        3.5.2 论域、量化因子、比例因子的选择
        3.5.3 模糊化和清晰化
        3.5.4 汽轮机转速模糊PID控制器系统结构
    3.6 本章小结
第4章 汽轮机控制系统硬件设计
    4.1 过程控制层设计
        4.1.1 CPU模块的选择
        4.1.2 电源模块的选择
        4.1.3 I/O模块选择
        4.1.4 抗干扰设计
    4.2 过程管理层设计
    4.3 控制系统网络设计
    4.4 本章小结
第5章 汽轮机控制系统的软件设计
    5.1 汽轮机监控画面设计
        5.1.1 汽轮机总体工艺流程设计
        5.1.2 汽轮机油系统设计
        5.1.3 汽轮机水系统的设计
        5.1.4 汽轮机本体监控系统设计
        5.1.5 报警画面设计
        5.1.6 曲线画面设计
    5.2 汽轮机控制系统程序设计
        5.2.1 连锁保护程序设计
        5.2.2 模拟量监视程序设计
        5.2.3 汽轮机启动过程程序设计
        5.2.4 汽轮机甩负荷程序设计
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢

四、西门子PCS7过程控制系统在焙烧工艺中的应用(论文参考文献)

  • [1]基于PCS7的湿法铜冶炼厂萃取工序控制系统设计与实现[D]. 刘强. 南昌大学, 2020(01)
  • [2]连续釜式反应过程工艺控制算法研究[D]. 孟令宇. 成都理工大学, 2020(04)
  • [3]氧化铝生产过程控制系统的设计与实现[D]. 徐海力. 西安建筑科技大学, 2018(06)
  • [4]基于PCS7的煤气厂DCS系统设计与实现[D]. 李铭. 西安建筑科技大学, 2018(01)
  • [5]基于ELM遗传算法的氧化铝焙烧过程智能建模与控制系统研究[D]. 王尤军. 广西大学, 2017(02)
  • [6]SIMATIC PCS7系统在聚氯乙烯生产中的应用研究[D]. 王佳伟. 东华大学, 2017(01)
  • [7]基于SIMATIC PCS7废有机溶剂回收控制系统设计[D]. 陈安钢. 东华大学, 2016(02)
  • [8]基于S7-400PLC的实训装置控制系统的设计与开发[D]. 麻丽明. 辽宁工业大学, 2016(07)
  • [9]连续逆流超声提取控制系统设计[D]. 赵喜波. 哈尔滨理工大学, 2016(03)
  • [10]汽轮机DCS控制系统的设计与实现[D]. 王艳红. 东北大学, 2015(06)

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西门子PCS7过程控制系统在焙烧过程中的应用
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