DCS在生产过程中的应用——1830工程中的尿素合成工段DCS的实现

文档字数:15038,页数:29

DCS在生产过程中的应用——1830工程中的尿素合成工段DCS的实现
 
摘要：本课题来源于浙大中控的河南心连心18万吨合成氨30万吨尿素工程项目（以下简称1830工程），并选择其中尿素合成工段的DCS控制作为本课题的主要研究对象，根据当前最常用的的集散控制系统的控制和工程实施方式，设计相应的可行的方案。
 本文对集散控制系统的发展过程进行了综述，介绍了集散控制系统的基本结构和工作原理，介绍了集散控制系统的发展趋势及近几年来集散控制系统在工业现场的具体运用情况,并重点分析了浙大中控的ECS-100集散控制系统的特点和组成。文档中简述了1830工程的特点和生产全流程，给出了实际装置上集散控制系统的具体实现过程，并详细讲述了DCS在尿素合成生产过程中的应用，并对其整个过程进行了设计，包括控制方案的设计，系统的组态，直至最后的工程实施等等。
 本文档研究的是一个实际应用项目，所完成的工作是对DCS在工业现场的应用进行设计和工程实施。第一章主要是简单介绍集散控制系统的一些基本常识；第二章主要介绍了尿素生产的工艺流程；第三章主要介绍项目中的控制方案和连锁程序；第四章设计了尿素项目中应用的浙大中控DCS系统组态过程；第五章概述了系统的工程实施；最后对全文进行了总结和展望。
 文档基于对集散控制系统设计的总体分析和设计要点，根据实际生产的要求和计算机监控系统应满足的各项功能要求，设计完成计算机监控系统的数据采集，上下位机通讯及上位机的管理。最后，根据现场实际运行的结果，提出了系统存在的不足以及可行的改进方案。
关键词：DCS；尿素；控制方案；组态

Abstract:This paper based on 180,000 tons of synthetic ammonia and 300,000 tons of urea Manufacturing Process of Henan Heartbeat Chemical Company ,which is born  by Zhejiang soupcon Co., LTD.(1830 project for short) The paper used the 300,000 tons of urea manufacturing process control system as the main of research object, designs the homologous possibility of project, which based on the most commonly used DCS control and the implementation of the project approach.
 Expound clearly the development of the DCS, and the basic structure and the work principle of the DCS and the application at the industry spot of last years, analyzed emphasesly characteristic and constitutes of ECS-100 DCS Zhejiang soupcon Co., LTD. The thesis mostly introduced application of the DCS to urea manufacturing process , and the DCS control, including the control scheme of the DCS design, the controller configuration of the system, and the whole course of the engineering actual and so on.
 Based on the analyzed and design’s point of the distributed control system, according to practicality request, the paper designs the data collection system, communication system and computer disposal system based on the computer monitor and control system’s function request. In the end the design gave the system’s deficiency and the method to ameliorate it according to the result based on the field.
Keywords:  DCS ；urea；control scheme ；configuration

目录
1  绪论 3
1.1 集散控制系统的体系结构介绍 4
1.2 DCS系统的基本组成部分 5
1.3 本文研究任务和主要工作 6
 2  尿素生产工艺流程 6
2.1 尿素生产工艺原理——水溶液全循环法工艺介绍 6
2.1.1 尿素生产全流程 6
2.1.2  合成 7
2.1.3  中压分解 8
2.1.4   中压吸收 8
2.1.5   低压分解、低压回收 8
2.1.6  蒸发与造粒原理 8
2.1.7  解吸与水解 8
2.2 尿素工段DCS系统的配置 9
3 主要控制方案和联锁程序 10
3.1 重要环节控制方案 10
3.1.1 合成塔氨碳比串级控制 10
3.1.2 合成塔水碳比单回路PID控制+前馈 10
3.1.3 一段吸收塔底部温度分程PID控制 11
3.1.4 一段吸收塔液位单回路PID控制+前馈控制 11
3.1.5 尿素合成塔的升温控制 11
3.1.6 合成塔升压控制 11
3.1.7 一吸塔液位控制 12
3.2 主要联锁的实现 12
3.2.1 J63501A/B/C高压氨泵联锁 12
3.2.2   V63508二氧化碳阀门联锁 13
3.2.3   63514A/B解吸塔液位联锁 14
3.2.4   CO2压缩机J63701B/C总停联锁 14
3.3 主要控制回路 15
3.3.1 低压甲铵冷凝液槽温度控制分程调节 15
3.3.2 中压蒸汽饱和器压力控制分程调节 17
3.3.3 低压蒸汽包压力控制分程调节 18
4 浙大中控DCS系统的组态步骤 19
4.1 组态流程 20
4.2 系统组态具体步骤 21
4.2.1 控制系统组态： 21
4.2.2 操作系统组态： 21
5 工程项目实施步骤 22
5.1 系统安装 22
5.1.1 环境要求 22
5.1.2 系统供电 22
5.1.3 系统接地 23
5.1.4系统通信 23
5.2  现场调试 23
5.2.1 现场信号与实时数据组态正确性的调试 24
5.2.2流程画面的测试 24
5.2.3控制系统的调试与算法整定 24
5.2.4 其他功能的调试 25
5.2.5 系统的测试验收 25
5.3  系统模拟联调 25
5.3.1选择操作者的操作权限 25
5.3.2 操作登录 26
5.3.3下载组态 26
5.3.4 I/O通道测试 26
5.4 投运 26
5.4.1 投运前的检查、测试工作： 26
5.4.2 投运中的关键点 26
6  总结和改进 27
致  谢 28
参 考 文 献: 29

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