摘 要

随着科学技术水平的发展，电气控制技术在各个领域已得到越来越广泛的应用。生产企业对产品的生产效率也不断提出更高的要求，这时传统的人工操作就暴露出操作时间长、劳动强度大，需要具有熟练的操作工，操作时间及时性差等缺点，已经无法适应生产要求。这样过程装备自动化控制就应运而生。现代电气控制技术正是综合了计算机，自动控制，电子技术和精密测量等许多先进的科学技术成果，并得到飞速的发展，现在PLC,CAD/CAM和Robot组成了当代工业自动化应用技术的领域的三大支柱。

精馏塔被广泛应用在炼油、化工等众多生产过程中。精馏过程通过反复的汽化与冷凝，使混合物料中的各组分分离，分别达到规定的纯度。精馏塔的过程控制直接影响着产品产量、质量以及生产的能耗。因此，精馏塔的过程装备自动控制问题长期以来一直受到人们的高度重视。

本论文简述了环已胺精馏塔的组成结构、工艺流程和工作原理，通过查阅资料和数据分析，提出控制方案，采用变送器和PLC实现控制数据传输，然后用PID控制系统对系统中的流量、温度等控制变量的控制进行设计，最后对系统的软硬件设计进行了详细的介绍。

本论文设计出一种环已胺精馏过程自动化控制梯形图，详细阐述了精馏的控制过程，具体讲述了环已胺精馏塔自动化控制系统的总体设计与软件的编写及实现，并对系统采取的可靠性措施进行了说明。

关键词： PLC PID 精馏塔 过程装备自动化控制

Abstract

With the continuous development and progress of scientific and technological level, the degree of industrial automation is also rising. Production enterprises on the production efficiency of the product has been put forward higher requirements, when the traditional manual exposed long operating time and labor-intensive and requires skilled operators, and poor timeliness of the shortcomings of the operating time, has been unable to meet the production requirements. So that the process equipment, automation control came into being. The modern electrical control technology is a combination of computers, automatic control, electronics and precision measurement of a number of advanced scientific and technological achievements, and rapid development, now PLC, CAD / CAM and Robot form the three pillars of the contemporary industrial automation applications.

Distillation in oil refining, chemical and so on is widely applied in many production process of a mass transfer process. Distillation process through repeated vaporizing and condensation, mixed materials to the various components of the separation, the purity of the specified respectively. The control of the column to directly affect product quality, production and energy consumption, so the automatic control problem of the column has long been the high attention by people. 

Papers through the analysis of working principle and structure of distillation column proposed control scheme. In this thesis, using the transmitter and PLC control data transmission, then use the PID control system control system flow, temperature and other control variables. Finally on the system's hardware and software design are described in detail.

In this thesis, the final design a cyclohexylamine distillation process automation control ladder, elaborated rectification control process,Describes the overall system design and realization of software, and describes the system reliability of measures taken.

Tags: PLC PID Distillation column Process equipment automatic control

目 录

摘要 I

目 录 III

前言 1

第一章 绪论 2

1.1课题的来源和意义 2

1.2精馏塔控制系统在国内外现状 3

1.2.1精馏塔控制系统国内现状 3

1.2.2 精馏塔控制系统国外发展现状 3

1.3可编程控制器简介 3

第二章 环已胺精馏塔控制原理 6

2.1环已胺简介 6

2.2环已胺精馏塔控制原理简介 6

2.2.1环已胺精馏工艺流程说明 6

2.2.2精馏塔的基本原理 8

2.2.3精馏塔的控制要求及干扰因素 10

2.2.4被控变量的选择 10

2.3系统的控制要求 11

2.4控制方案的选择 11

2.5控制系统的硬件系统配置 12

2.5.1PLC选型 12

2.5.2控制系统的I/O资源分配 13

2.5.3控制元器件的选择 15

2.6干扰和控制干扰的方法 18

第三章 环已胺精馏塔控制系统 19

3.1PID控制简介 19

3.2模拟量控制简介 22

3.2.1模拟量的简介 22

3.2.2模拟量数值比例换算 23

3.3环已胺精馏塔控制程序说明 24

第四章 人机界面设计 31

4.1人机界面的简介 31

4.2人机界面 31

第五章 结论与展望 49

致谢 50

参考文献 51

附录 52

前言

自上个世纪30年代以来，自动化控制技术的发展已经获得了惊人的成就，在工业化生产、发展和国民经济的各行业起到关键的作用。自动化水平已成为各行业现代化水平的一个重要标准。

精馏，利用混合液中各组分，彼此之间具有互不相同的挥发度，将各组分分离，并且达到规定的纯度要求。即在同一温度下，根据各组分的蒸汽分压的不同，使液相中，轻的组分转移到气相；同时，气相中的重的组分转移到液相，从而实现组分分离。