华东理工大学自动化工程设计报告

'华东理工大学自动化工程设计报告自动化工程设计报告学院信息科学与工程学院系别自动化专业自动化班级姓名学号导师日期：2013年12月9日至2013年12月20日 华东理工大学自动化工程设计报告一、设计依据1.1概况本次的设计是上海金山石化的吸收装置，这部分为吸收，主要产品是石脑油，在临氢条件下，加氢精制是在一定的温度、压力、空速、氢油比,及在加氢催化剂的作用下去除原料油中的硫化物、氧化物、氮化物、不饱和烯烃和金属,以制得安定性好,燃烧性能好得优质燃料油，或为下游装置提供优质进料。上海石化吸收装置设计规模为390万吨/年，采用中国石化工程建设公司开发的固定床渣油加氢技术，催化剂采用中国石油化工科学研究院（RIPP）的RHT系列渣油加氢催化剂，总催化剂空速为0.20h-1,反应器入口氢分压为15.0MPa,催化剂床层平均温度初期为378℃，末期为405℃，氢油比为750Nm3/m3。1.2加氢裂化装置简介加氢裂化装置是一个集催化反应技术、炼油技术和高压技术于一体的工艺装置。其工艺流程的选择和催化剂性能、原料油性质、产品品种、产品质量、装置规模、设备供应条件及装置生产灵活性等因素有关。加氢装置按加工目的可分为：加氢精制、加氢裂化、渣油加氢处理等类型。加氢裂化按操作压力可分为：高压加氢裂化和中压加氢裂化，高压加氢裂化分离器的操作压力一般为16MPa左右，中压加氢裂化分离器的操作压力一般为9．OMPa左右。加氢裂化按工艺流程可分为：一段加氢裂化流程、二段加氢裂化流程、串联加氢裂化流程。一段加氢裂化流程是指只有一个加氢反应器，原料的加氢精制和加氢裂化在一个反应器内进行。该流程的特点是：工艺流程简单，但对原料的适应性及产品的分布有一定限制。二段加氢裂化流程是指有两个加氢反应器，第一个加氢反应器装加氢精制催化剂，第二个加氢反应器装加氢裂化催化剂，两段加氢形成两个独立的加氢体系，该流程的特点是：对原料的适应性强，操作灵活性较大，产品分布可调节性较大，但是，该工艺的流程复杂，投资及操作费用较高。串联加氢裂化流程也是分为加氢精制和加氢裂化两个反应器，但两个反应器串联连接，为一套加氢系统。串联加氢裂化流程既具有二段加氢裂化流程比较灵活的特点，又具有一段加氢裂化流程比较简单的特点，该流程具有明显优势，如今新建的加氢裂化装置多为此种流程。1.3反应器主要技术参数表1加氢反应器主要技术参数设计压力5.75／0.1MPa设计温度375／177℃最高工作压力4.88MPa最高工作温度343℃容器类别三类容器容积78.2立方米 华东理工大学自动化工程设计报告腐蚀裕量0水压试验立式7.47／卧式7.55MPa盛装介质石脑油、油气、氢气、硫化氢主体材质15CrMoR1.4原料指标表2汽油加氢装置原料指标原料产品项目厂控质量指标焦化汽油　含水(%)≤0.2汽油《石脑油（Q/SY26-2002）原料》干点(℃)≤185汽油《裂解原料油（HG/FSH05-2001）原料》干点(℃)≤2001.5石脑油的特征石脑油是一种轻质油品，由原油蒸馏或石油二次加工切取相应馏分而得。其沸点范围依需要而定，通常为较宽的馏程，如30-220℃。石脑油是管式炉裂解制取乙烯，丙烯，催化重整制取苯，甲苯，二甲苯的重要原料。作为裂解原料，要求石脑油组成中烷烃和环烷烃的含量不低于70%（体积）；作为催化重整原料用于生产高辛烷值汽油组分时，进料为宽馏分，沸点范围一般为80-180℃，用于生产芳烃时，进料为窄馏分，沸点范围为60-165℃。国外常用的轻质直馏石脑油沸程为0-100℃，重质直馏石脑油沸程为100-200℃；催化裂化石脑油有<105℃，105-160℃及160-200℃的轻、中、重质三种。实际关联：由于石脑油市场价格远低于车用无铅汽油（吨价差达600-1200元），使用石脑油和石化助剂调配车用无铅汽油已成为民营石化企业增加成品油利润的重要方式。我国原油较重，石脑油供应非常紧张，乙烯装置、重整装置、石脑油制氢装置争原料。二、设计指导思想和设计原则2.1项目建造意义加氢反应装置是有机化学实验室和实际生产过程中一件非常重要的设备，不仅可以用作加氢反应的容器，而且也可用于液体和气体需要充分混合的场合。在化学制药方面有着广泛的用途，可作为产品开发、有机化学制品和医药品研究的基础设备，还可用于定量分析工业过程中催化剂的活性。常用的加氢反应装置主要分为两类：一类用于高沸点液体或固体（固体需先溶于溶剂或加热熔融）原料的液相加氢过程，如油脂加氢、重质油品的加氢裂解等。液相加氢常在加压下进行，过程可以是间歇式的，也可以是连续的。间歇液相加氢常采用具有搅拌装置的压力釜或鼓泡反应器。连续液相加氢可采用涓流床反应器或气、液、固三相同向连续流动的管式反应器。另一类反应器用于气相连续加氢过程，如苯常压气相加氢制环己烷、一氧化碳高压气相加氢合成甲醇等，反应器的类型可以是列管式或塔式。加氢过程在石油炼制工业中，除用于加氢裂化外,还广泛用于加氢精制,以脱 华东理工大学自动化工程设计报告除油品中存在的含氧、硫、氮等杂质，并使烯烃全部饱和、芳烃部分饱和，以提高油品的质量。在煤化工中用于煤加氢液化制取液体燃料。在有机化工中则用于制备各种有机产品，例如一氧化碳加氢合成甲醇、苯加氢制环己烷、苯酚加氢制环己醇、醛加氢制醇、萘加氢制四氢萘和十氢萘（用作溶剂）、硝基苯加氢还原制苯胺等。此外，加氢过程还作为化学工业的一种精制手段，用于除去有机原料或产品中所含少量有害而不易分离的杂质，例如乙烯精制时使其中杂质乙炔加氢而成乙烯；丙烯精制时使其中杂质丙炔和丙二烯加氢而成丙烯；以及利用一氧化碳加氢转化为甲烷的反应，以除去氢气中少量的一氧化碳等。该项目前景可观，优势明显，符合国家产业政策发展的方向，有良好的经济效益和社会效益，产品起点高，技术设备先进，为国内行业先进水平。该项目的上马及投产一定能有力地推动我国加氢脱氧纯化装臵项目相关产品的供应能力，推动行业进一步发展，提升行业产品质量和市场竞争力。项目可以提供9个新增就业岗位，可以有效缓解地区就业压力，同时，项目建成后可以实现大幅度的盈利，也能够积极促进项目属地经济的增长。综合而言，本项目对地区经济及下游行业发展都具有明显的积极作用，社会效益明显。2.2经济效益加氢裂化在炼油中是能耗较大的装置，尤其是随着炼油厂加工原油的劣质化，原料蜡油密度变重，硫氮含量增加，使得反应温度越来越高，循环氢量增加，燃料气中压蒸汽的消耗也随之增大。对加氢裂化装置能源消耗情况进行深入分析，找出节约能源消耗的措施，合理利用加氢裂化产品，装置将发挥更好的经济效益，同时对加氢裂化技术的发展也具有促进意义。 加氢裂化装置经济效益主要表现为对电、蒸汽燃料、氢气的节约、热量交换、操作优化。产品综合利用加氢裂化装置节能的重点。加氢裂化装置是生产优质产品的重要石油炼制工艺，其进料范围很宽，操作模式多，氮该工艺需要消耗大量的氢气，加氢裂化装置根据不同原料及转化深度，以及产品方案不同，氢耗量为320～380Nm3。新氢化进料。据经济核算可知，氢气成本约占装置生产总成本的8%，仅次于原料蜡油。故欲提高加氢裂化的效益，关键之一是降低氢气成本。对氢耗进行分析，有助于更好的降低成本，同时利于石化装置优化配置，特别是对制氢装置开车负荷优化。提高经济效益具有重要意义。2.3.设计规则在接到一个工程项目后，对其进行自控工程设计时应该按照以下方法来完成（1）熟悉工艺流程（2）确定自控方案，完成工艺控制流程图（PCD）（3）仪表选型，编制有关仪表选型的设计文件（4）控制室设计（5）调节阀和孔板节流计算 华东理工大学自动化工程设计报告（6）仪表供电供气系统设计（7）根据现场条件，完成现场与控制室之间联系的相关设计文件（8）根据自动化专业控制相关的其他设备材料选用情况，完成有关的设计文件（9）设计工作基本完成之后，编写设计文件目录等文件上述设计方法及顺序，仅仅是原则性的，在实际工程设计中，还应该按照实际需要进行。2.4．建厂地的可行性描述建厂地选择即新建项目具体位置的选择。是工业布局的最终环节和工业基本建设的前期工作，也是工业项目可行性研究的组成部分。它根据工业地区布局和新建项目设计任务书的各项要求，由规划与设计部门共同承担，在实地踏勘及区域性技术经济调查的基础上，对各地建设条件分析评价，并选择若干个能基本满足建厂要求的厂址方案作定性与定量相结合的技术经济综合论证，从而确定最优的建设地点和具体厂址。建厂地选择通常分为两个阶段：①确定选址范围和建厂地点。侧重考虑厂址的外部区域经济技术条件，包括：距离原材料、燃料动力基地和消费地的远近；与各地联系的交通运输条件；当地的厂际生产协作条件；供水、排水及电源的保证程度；原有城镇基础和职工生活条件；有否可供工业进一步发展、工业成组布局和城镇发展的场地；是否与城镇规划及区域规划相协调；土地使用费用、建筑材料来源及施工力量等。②确定厂址最后具体位置。主要考虑项目设计任务书和厂区总平面布置的有关要求及投资约束条件。包括：厂址场地条件，如建设用地的面积与外形、地势坡度、工程地质与水文地质状况、地震裂度、灾害性威胁（如洪水、泥石流等），土地征用的数量、质量及处理难度，厂址下有无矿藏等；距水源地的远近和给排水的扬程；修建铁路专用线与厂外公路等交通设施的工程量与投资；供电、供热设施的工程量及投资；距已有城镇生活区与公共服务设施的远近；“三废”排放对城镇和周围环境的影响及环保费用等。厂址一经选定，不仅对所在地区的经济发展、城镇建设和环境质量产生重要影响，而且直接关系到新建项目的基本建设投资和建厂速度，并长期影响企业的经营、管理等经济效果。加氢装置所在的金山石化炼油厂位于上海市金山区。金山区地处上海市西南，杭州湾北岸，处在沪、杭、甬及舟山群岛经济区域中心和长三角都市圈枢纽地带。西连浙江省平湖市、嘉善县，东邻上海市奉贤区，北接松江区和青浦区。全区陆地总面积586平方公里，辖9个镇、1个街道以及具有行政管理职能的金山工业区，现有人口55万。金山区境内有沪杭高速、同三高速、莘奉金高速等高速公路网络。沪杭铁路金山支线直达金山城区。南部沿海申甬车客渡码头开辟了舟山、宁波等地海运航线。黄浦江支流贯穿全区各镇，成为内河运输主动脉。金山已形成“三纵两横”五条高速公路和“六纵六横”区域干线公路网架。杭州湾跨海大桥建成后，金山 华东理工大学自动化工程设计报告将成为浙江快速进入上海的桥头堡。嘉金高速建成通车后，金山北出上海的时间将大大缩短。金山区境内有23.3公里的海岸线，其中可综合开发的公共岸线12.5公里。金山石化交通便捷，沪杭铁路、金山区铁路支线和亭卫公路、新卫公路横贯南北，320国道穿越东西。上海金山区车客渡码头的建立，开辟了上海至宁波等地的海上蓝色通道（已经停运，估计改为金山三岛旅游码头）。随着上海市高速公路建设步伐的加快，至2005年，金山区境内形成“两横三纵”高速公路网架（“两横”指莘奉金高速公路和亭枫高速公路，“三纵”指沪杭高速公路、同三国道和嘉金高速公路），金山区的交通条件产生质的飞跃。所以，金山石化交通发达，运输方便，原材料供应充足，劳动力充足。上海金山石化是中国石油化工股份有限公司的控股子公司，位于上海市金山区，是中国最大的炼油化工一体化综合性石油化工企业之一，也是目前中国最大的乙烯和腈纶生产商，同时还是中国重要的成品油、中间石化产品，有雄厚的实力以及良好的信誉，其资金筹措非常容易。金山石化有完善的培训体系以及研发中心，有强大的技术人员队伍，拥有健全的科技开发、知识产权管理组织体系和雄厚的科技开发实力。公司科技开发部主管公司科技开发与推广应用、知识产权、技术许可、对外技术交流与合作、新产品开发、三剂、标准化、质量、计量管理等。它在技术基础以及技术支持方面的实力毋庸置疑。2.5整体自动化控制水平本次工艺设计用到的自控仪表有：用于调节及监测压力的压力变送器、压力调节器/阀，用于调节、记录流量的气-电转换器、流量记录仪、流量调节器/阀、用于记录、调节温度的电子电位差计、温度调节器。三、生产方法和工艺流程3.1设计工艺流程叙述加氢裂化指在加氢反应过程中，原料油的分子有10%以上变小的那些加氢技术。烷烃（烯烃）在加氢裂化过程中主要进行裂化、异构化和少量环化的反应。烷烃在高压下加氢反应而生成低分子烷烃，包括原料分子某一处C—C键的断裂，以及生成不饱和分子碎片的加氢。烯烃加氢裂化反应生成相应的烷烃，或进一步发生环化、裂化、异构化等反应。 华东理工大学自动化工程设计报告气脱硫脱硝工艺 NO+O3→NO2+O2 2NO2+O3→N2O5+O2 N2O5+H2O→2HNO3 HNO3+NaOH→NaNO3+H2O SO2+NaOH→Na2SO3+H2O 双脱原理 1、干气和液化气脱硫化氢原理 R2R’N＋H2S→R2R’NH+＋HS—（快速反应） R2R’N＋CO2＋H2O→R2R’NH+＋HCO3—（慢速反应） 2、液化气脱硫醇原理 RSH+NaOH→RSNa+H2O H2S+2NaOH→Na2S+2H2O 2Na2S+H2O+2O2→Na2S2O3+2NaOH RSNa+H2O+1/2O2→RSSR+2NaOH 脱硫醇总反应式 4RSH＋O2＋催化剂→2RSSR＋2H2O3.2反应系统 华东理工大学自动化工程设计报告自装置外来的原料油进入原料缓冲罐（D-3101），由原料油泵（P-3101）送至原料油/柴油换热器（E-3212）、原料油/尾油换热器（E-3100）加热后，再经过自动反冲洗过滤器（SR-3101）过滤，进入滤后原料油缓冲罐（D-3102）。滤后原料油经反应进料泵（P-3102）升压后与氢气混合，在混氢油/反应产物换热器（E-3101）与反应产物换热后，通过反应进料加热炉（F-3101）加热到反应所需温度（344℃），先后进入加氢精制反应器（R-3101）和加氢裂化反应器（R-3102），混氢油在反应器中催化剂的作用下，进行加氢精制和加氢裂化反应，在催化剂床层间设有控制反应温度的急冷氢（循环氢供给）。反应产物经混氢油/反应产物换热器（E-3101）换热后进入热高压分离器（D-3103），热高分油经液力透平（HT-3101）减压回收能量后，进入热低压分离器（D-3104）。热高分气经过氢气/热高分气换热器（E-3102）与氢气换热、热高分气空冷器（A-3101）冷却，进入冷高压分离器（D-3105）进行气、油、水三相分离。为防止低温下铵盐结晶堵塞高压空冷器，用高压注水泵（P-3103）将注水罐（D-3108）中除盐水分两路分别注入氢气/热高分气换热器（E-3102）前和高压空冷器（A-3101）前作反应注水。3.3反应器部分1）新鲜进料流程从油罐来的新鲜进料经过滤器K101除去固体和沉降脱水后，进入缓冲罐D101，再由P101A、B送到换热器E104和E104A、B，同反应器流出物换热，然后，与热循环氢混合一起进入R101.2）当进料及循环氢通过精制催化剂时，脱硫、脱氧、脱氮和烯烃炮和反应开始发生，并在反应器底部订层完成，这些是放热反应，反应物温度升高。通过控制反应器入口温度及调节急冷氢量，使温度上升受到抑制，以延长催化剂的寿命，同时防止发生飞温。在R101反应产物流出线上，要设置一个采样阀，以测定氮 华东理工大学自动化工程设计报告的转化。在生产期间，要控制流出油的总氮含量在50ppm（wt.）内，就要调节R101的平均床层温度。如果反应器内的温度超商，用降低第二反应炉F102温度和加大急冷氢仍不能控制裂化反应速度，则器内温度急升会严重地使催化剂结焦，甚至破坏设备结构，使反应器壁过热。如果最大的冷却反应器仍不能控制催化剂床层温度，则反应器和关联设备必须降压。当R102A和B中的任一个反应器温度超过它的正常值28℃时，应立即启动7bar/min泄压系统降压。要严格控制R102A、B的温度，以保证新鲜进料100％地转化成所需要产品。在操作中，新鲜进料和循环油比例要保持不变。3)反应产物换热器的流程从Rl028出来的反应产物通过一组换热器(E101—E105)回收热量，最后用空气冷器A101冷却到49度后进入高压分离器Dl02。空冷器进口注入冲洗水以除氨和防止氨盐沉积．注入处将允许大部分水汽化。注水泵Pll4B注水注入西面四组空冷，Pll4C注水注入东面四组空冷，Pll4A_互为Pll4B、C备用。4)气液分离经冷却的反应产物进入Dl02，在其中进行油、水、气三相分离。烃类产品通过Dl02液位控制调节阀Ll03A、B进入低压分离器Dl03。为了节能，正常情况下，液体全部经过Ll03A阀到能量回收透平HTl01进Dl03。自D102底排出的水进入炼厂酸性水处理系统。D103得到的物料大约在1．96MPa下操作，其闪蒸气送到酸性气处理部分，液相烃经与柴油和尾油换热后送分馏部分。生产过程中主要有以下反应：（1）脱硫反应在加氢条件下，含硫化合物转化为相应的烃和H2S，从而脱除硫。如脱硫醇，反应式如下：RSH＋H2RH＋H2S硫化物氢气烃硫化氢（2）脱氮反应在加氢过程中，氮化物在氢气作用下转化为NH3和相应的烃。加氢脱氮反应比脱硫反应进行要困难得多.为了使脱氮比较完全，往往需要采用比脱硫更苛刻的条件。如：CH–CHCHCH+4H2C4H10+NH3NH吡咯氢气丁烷氨（3）脱氧反应二次加工装置馏分油中含氧化合物含量很少，主要是环烷酸及酚类。一般含氧化合物很容易进行加氢而生成水和烃。如：OHH 华东理工大学自动化工程设计报告CCCCHCCHCC+H2HCCH+H2OCCH苯酚氢气苯水（4）烯烃饱和反应烯烃的加氢速度很快，常温下即可进行，二烯烃加氢速度比单烯烃快，如：H3C—CH2—CH2—CH=CH—CH3+H2→H3C—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3（5）芳烃和稠环芳烃的加氢反应CHCH2HCCHH2CCH2HCCH+3H2H2CCH2CHCH2苯氢气环已烷（6）脱金属反应含砷、铅、铜等金属的有机物在加氢条件下首先分解出金属，然后金属由于吸附或化学反应滞留在催化剂表面上。（7）脱卤素反应含氯等有机卤化物在加氢条件下几乎全部分解，生成无机态的卤化物。3.4吸收设备的选择a.当气液反应速度很快，可优先选喷淋塔、填料塔等； b.若反应速度极快，热效应大时，也可以采用筛板塔； c.如果反应物浓度高，可选用文丘里或空塔； d.当气液传质速度慢时，需要提供大量的液体，此时 采用鼓泡塔；或增大液气比； e.在吸收容易产生固体时，宜选用内部构件少、阻力 小、压降小的设备，如泼水轮吸收室等； f.在达到吸收要求的前提下，尽可能选用结构简单、 造价低廉、容易操作的设备。 3.5吸收设备的运行管理a.选择和掌握适当的空塔气速 填料塔:1.5～2m/s，板式塔、空塔：2m/s以上，湍球塔：4m/s左右。填料塔操作时不能产生“液泛”；板式塔不能产生“喷塔”；湍球塔不能产生“短路”等。 空塔气速越高，处理能力越大，但塔高也必须越高，要考虑气液接触时间。 高的空塔气速会造成严重的雾沫夹带，这将给除雾器增加负担。 示意图如下： 华东理工大学自动化工程设计报告b。控制好液气比液气比是指处理1m3气体所需吸收剂的体积（L）。 液气比增大，气液传质速率增大，从而增大污染物 的去除率。在工程中，允许最小的液气比（L/G）min由吸 收塔的运行特性决定，可根据吸收塔的物料衡算和操作 线方程计算。 实际L/G要比（L/G）min大。可根据以下原则考虑： 文丘里或喷淋塔，气-液接触面积与L/G成正比，因 此L/G与污染物去除率有直接的正比关系，而与废气的浓 度无关。 c.控制和调整吸收液浓度（pH值） d.注意系统的防垢和堵塞 e.其它 温度、压力、密封、泄露等主反应C2H2+H2C2H4　ΔH=-175·7kJ/mol(1)副反应C2H4+H2C2H6　ΔH=-138·1kJ/mol(2)C2H2+2H2C2H6钯/二氧化钛催化剂在C2馏份选择加氢反应中的催化作用,发现二氧化钛载体在一定条件下能被氢还原并能与金属强烈相互作用,钯/二氧化 华东理工大学自动化工程设计报告钛催化剂在250℃下还原,乙烯选择性最高,约达91%,其催化性能明显优于钯/氧化铝催化剂。氢化物Mg2CoH5用于乙炔加氢反应,乙烯的选择性为100%;而氢化物Mg3CoH5和Mg2FeH6的乙烯选择性相应为82%和85%;氢化物Mg2NiH4则使乙炔加氢为乙烷混合相乙炔加氢反应器操作条件:温度0~40℃;压力1·6~3·6MPa;催化剂0·1%(质量分数)钯/氧化铝。混合相反应器出口物流冷却后进入分离塔,塔釜富含C3组份液体引入高压脱丙烷塔顶作为回流液,分离塔顶气相物流经蒸汽加热后进入气相加氢反应器。任何乙炔选择加氢催化剂都可用在此种气相加氢反应器中,目前最普遍使用的是钯催化剂,而且其性能也较好。气相加氢反应器出口物流通过冷箱,用C3冷却剂进行冷却和部分冷凝后,进入分离塔分离成一种气相物流和一种液相物流。富含乙烯、甲烷和氢气等轻组份的气相从塔顶送往下游的脱甲烷塔和/或脱乙烷塔及其它进一步分离各组份的分离设备。富含丙烯和丙烷的液体从塔釜引出,用泵输送,一部分与分离塔塔釜液合并作为前脱丙烷塔顶回流液,另一部分作为混合相加氢反应器进料。3．6　裂解气混合相选择加氢工艺Cosyns等[23]提出裂解气混合相选择加氢工艺(图5)。该工艺将裂解气干燥器出口气相(裂解气)和液相(已加氢的裂解汽油)混合进入列管式混合相加氢反应器(开车时液相进料改用甲苯),反应器出口物流冷却后送入有10块塔盘的蒸馏塔,塔顶气相物流含有氢气、甲烷、C2馏份、C3馏份和C4馏份,送往下游分离装置;塔釜液相物流含有C5~C9裂解汽油和少量C4,一部分用泵循环与气相裂解气混合,其余作为汽油出售或送往芳烃装置。裂解气混合相选择加氢反应条件:气相空速2500h-1(标准状况);压力20MPa;温度40℃;液相空速10h-1(标准状况);催化剂0·05%(质量分数)钯/氧化铝。裂解气混合相选择加氢反应结果:C2馏份中乙炔摩尔分数<5×10-6;裂解汽油中顺丁烯二酸酐值<3;辛烷值约98;双烯烃摩尔分数<0·3%;烯烃摩尔分数约10%。运行2个月的反应结果见表1。 华东理工大学自动化工程设计报告工业上乙炔选择加氢一般采用绝热式固定床反应器,碳二原料经过换热和预热,反应器入口温度在25~100℃,当温度较高时有利于副反应的发生,特别是乙炔直接加氢生成乙烷伴随着大量的反应热生成,使物料温度继续升高,这样整个反应过程会进入恶性循环,最后催化剂床层有可能会出现飞温现象。所以碳二加氢反应对催化剂的选择性要求很高,另外实际操作过程中对工艺参数的控制也很重要,应控制较低的入口温度和合适的氢气量主反应C2H2+H2---C2H4(1)副反应C2H4+H2——C2H6(2)C2H2+2H2——C2H6(3)剩余乙炔被加氢至小于5ppm以下在初始反应稳定后，反应器入口条件为温度25~34℃压力2.0MPa物料流量12000~14000m3/hr氢气流量90~140m3/hr 华东理工大学自动化工程设计报告乙炔浓度1.2~1.5mol%利用这些数据对反应器模拟计算，计算结果如表7.2从表中模拟计算结果看，反应出口温度和乙炔浓度计算结果和实际相差不大。由于工业操作参数的变化，有时反应器出口温度和乙炔浓度的相应变化会有一些滞后，所以有个别数据偏差较大。一般来说在稳定操作条件下，模拟结果能很好地和实际运行结果吻合。由于初期催化剂活性和选择性好，与小试得出动力学方程的条件相似。在这种条件下利用动力学方程模拟计算结果与实际相差较小。但是当催化剂运行一段时间后，由于副反应的增加，加上反应生成的低聚物覆盖在催化剂表面，此时的反应过程与小试条件相差大，在这种条件下模拟计算结果误差较大。为了保证C2加氢等温反应器及绝热反应器的反应效果,要求C2加氢的进料流量与氢气的流量按着一定的比值进行调节,氢气量随着进料量的变化而变化。氢气/进料流量比值要根据氢气/乙炔比计算得出,首先根据进料中炔烃的摩尔含量(由在线分析仪测量)计算出加氢所需的氢气的摩尔量,再换算成重量,进而得出氢气/进料流量比值。因此,氢气/乙炔进料流量比值控制又可称为氢气/乙炔进料流量变比值控制。氢炔比控制，要求根据乙炔动恋数泣，及时调节各床氢加入量，，蔚足规定的 华东理工大学自动化工程设计报告氢炔比条件，保证各床转化率和产品中乙炔合格。四、仪表自控设计方案4.1罐体控制罐体控制工作原理是:原料在煅烧时由于某种原因出现偏差e时,控制器便按设置的控制温度对偏差进行运算,然后再输出一个控制量vu到执行机构以减少偏差,直到满足控制要求为止,此时控制器输出u便维持在一定的值上不再改变。整个系统采用闭环控制,能有效的消除给定值与被控参数的偏差,以及与煅（7）罐体单回路控制烧温度和时间的跟踪。模块输出4~20mA信号,控制执行机构动作,改变煤气流量,达到控制温度的目的,同时,为保证燃烧的经济性,煤气与空气必须按一定比例混合,本系统采用比值与反馈控制系统,通过控制煤气空气的流量,使温度保持在一定范围内。4.2加氢裂化加热炉的串级控制（8）加氢裂化工艺流程简图 华东理工大学自动化工程设计报告加热炉的主要作用是把待加热的物料加热到规定的温度后送出，因此要求自动控制系统能快速、准确地克服扰动对加热炉物料出口温度的影响。对自动控制系统的要求主要体现在快速性和准确性两个方面。而影响加热炉出口物料温度的因素有以下几个方面：燃料的流量（压力）、燃料的质量、物料的流量，即负荷、物料的温度、环境的温度以及加热炉的结构。主要任务是把原制油或重油加热到一定温度，以保证下一道工序（分馏或裂解）的顺利进行。加热炉的工艺流程图如图2.1所示。燃料油经过蒸汽雾化后在炉膛中燃烧，被加热油料流过炉膛四周的排管中，就被加热到出口温度θ1。在燃料油管道上装设一个调节阀，用它来控制燃油量以达到调节温度θ1的目的。4.3（1）主、副操纵变量的选择主操纵变量：应选择具有较快动态响应的操纵变量副操纵变量：应选择较好静态性能的操纵变量主、副控制器的选择双重控制系统的主、副控制器均起定值控制作用，为了消除余差，主、副调节器均应选择PI控制的控制器，通常不加微分控制作用，当被控对象的时间常数较大时，为加速主对象的响应，可适当加入微分。对于副控制，由于起缓慢调节作用，因此，也可以选用纯积分的控制器。（2）主、副控制器正、反作用的选择先确定控制阀的气开、气关形式，然后根据动态响应被控对象的特性确定主控制器的正、反作用形式，最后根据慢响应被控对象的特性确定副控制器的正、反作用方式。（3）双重控制系统的投运和参数整定与简单控制系统投运相同。在手、自动切换时，应该无扰动切换；投运方式是先主后副，即先使快响应对象切入自动，然后再切入慢响应控制回路。主控制器参数整定要求：具有快的动态响应。副控制器参数整定以缓慢变化、不造成对系统的扰动为目标，可采用宽比例度和大积分时间、甚至可采用纯积分作用。五、仪表计算和选型5.1检测仪表（元件）选型1)工艺过程的条件工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件，它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。2)操作上的重要性各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依据。一般来说，对工艺过程影响不大，但需经常监视的变量，可选指示型；对需要经常了解变化趋势的重要变量，应选记录式；而一些对工艺 华东理工大学自动化工程设计报告过程影响较大的，又需随时监控的变量，应设控制；对关系到物料衡算和动力消耗而要求计量或经济核算的变量，宜设积算；一些可能影响生产或安全的变量，宜设报警。3)经济性和统一性仪表的选型也决定于投资的规模，应在满足工艺和自控的要求前提下，进行必要的经济核算，取得适宜的性能／价格比。为便于仪表的维修和管理，在选型时也要注意到仪表的统一性。尽量选用同一系列、同一规格型号及同一生产厂家的产品。4)仪表的使用和供应情况选用的仪表应是较为成熟的产品，经现场使用证明性能可靠的；同时要注意到选用的仪表应当是货源供应充沛，不会影响工程的施工进度。5.2.检测仪表（元件）及控制阀选型检测仪表（元件）及控制阀选型的一般原则如下：（1）工艺过程的条件工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件，它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。（2）操作上的重要性各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依据。一般来说，对工艺过程影响不大，但需监视的变量，可选指示型；对需要经常了解变化趋势的重要变量，应选记录式；而一些对工艺过程影响较大的，又需随时监控的变量，应设控制；对关系到物料衡算和动力消耗而要求计量或经济核算的变量，宜设积算；上些可能影响生产或安全的变量，宜设报警。（3）经济性和统一性仪表的选型也决定于投资的规模，应在满足工艺和自控的要求前提下，进行必要的经济核算，取得适宜的性能/价格比。为便于仪表的维修和管理，在选型时也要注意到仪表的统一性。尽量选用同一系列、同一规格型号及同一生产厂家的产品。（4）仪表的使用和供应情况选用的仪表应是较为成熟的产品，经现场使用证明性能可靠的；同时要注意到选用的仪表应当是货源供应充沛，不会影响工程的施工进度。5.3温度仪表的选型5.3．1一般原则（1）单位及标度（刻度）温度仪表的标度（刻度）单位，统一采用摄氏温度（℃）。（2）检出（测）元件插入长度1）插入长度的选择应以检出（测）元件插至被测介质温度变化灵敏具有 华东理工大学自动化工程设计报告代表性的位置为原则。但在一般情况下，为了便于互换，往往整个装置统一选择一至二挡长度。2）在烟道、炉膛及带绝热材料砌体设备上安装时，应按实际需要选用。（3）检出（测）元件保护套材质不应低于设备或管道材质。如定型产品保护套太薄或不耐腐蚀（如铠装热电偶），应另加保护套管。（4）安装在易燃易爆场所的就地带电接点的温度仪表、温度开关、温度检出（测）元件和变送器等，应选用防爆型。5.3.2集中温度仪表的选型（1）检出（测）元件1）根据温度测量范围，选用相应分度号的热电偶、热电阻或热敏电阻。2）热电偶适用于一般场合。热电阻适用于无振动场合。热敏电阻适用于要求测量反应速度快的场合。3）根据测量对象对响应速度的要求，可选用下列时间常数的检出（测）元件：①热电偶：600s、100s和20s三级；②热电阻：90～180s、30～90s、10～30s和＜10s四级；③热敏电阻：＜1s。4）根据使用环境条件，按下列原则选用接线盒：①普通式：条件较好的场所；②防溅式、防水式：潮湿或露天的场所；③隔爆式：易燃、易爆的场所；④插座式：仅适用于特殊场合。5）一般情况可选用螺纹连接方式，对下列场合应选用法兰连接方式：①在设备、衬里管道和有色金属管道上安装；②结晶、结疤、堵塞和强腐蚀性介质：③易燃、易爆和剧毒介质。6）在特殊场合下使用的热电偶、热电阻：①温度高于870℃、氢含量大于5％的还原性气体、惰性气体及真空场合，选用钨铼热电偶或吹气热电偶；②设备、管道外壁和转体表面温度，选用表面或铠装热电偶、热电阻；③含坚硬固体颗粒介质，选用耐磨热电偶；④在同一个检出（测）元件保护套管中，要求多点测温时，选用多点（支）热电偶；⑤为了节省特殊保护管材料（如钽），提高响应速度或要求检出（测）元件弯曲安装时，可选用铠装热电偶。（2）变送器1）与接受标准信号显示仪表配套的测量或控制系统，选用变送器。2）在满足设计要求的情况下，推荐选用测量和变送一体化的变送器。（3）显示仪表 华东理工大学自动化工程设计报告1）单点显示选用一般指示仪，多点显示宜选用数字式指示仪，要求查阅历史数据的，宜选用一般记录仪。2）信号报警系统，宜选用带接点讯号输出的指示仪或记录仪。3）多点记录宜选用中型记录仪（如30点记录仪）。5.3.3附属设备的选型（1）当多点共用一台显示仪表时，应选用质量可靠的切换开关。（2）采用热电偶测量1600℃以下的温度，当冷端温度变化使测量系统不能满足精确度要求，而配套显示仪表又无冷端温度自动补偿功能时，应选用冷端温度自动补偿器。（3）补偿导线1）根据热电偶的支数、分度号和使用环境条件，应选用符合要求的补偿导线或补偿电缆。2）按使用环境温度选用不同级别补偿导线或补偿电缆：①－20～＋100℃选用普通级；②－40～＋250℃选用耐热级。3）有间断电加热或强电、磁场的场所，应选用屏蔽补偿导线或屏蔽补偿电缆。补偿导线的截面积，应按其敷设长度的往复电阻值，以及配套显示仪表、变送器或计算机接口允许输入外部电阻来确定。5.4压力仪表选型5.4.1压力表的选择(1)按照使用环境和测量介质的性质选择1)在大气腐蚀性较强、粉尘较多和易喷淋液体等环境恶劣的场合，宜选用密闭式全塑压力表。2)稀硝酸、醋酸、氨类及其它一般腐蚀性介质，应选用耐酸压力表、氨压力表或不锈钢膜片压力表。3)稀盐酸、盐酸气、重油类及其类似的具有强腐蚀性、含固体颗粒、粘稠液等介质，应选用膜片压力表或隔膜压力表。其膜片或隔膜的材质，必须根据测量介质的特性选择。4)结晶、结疤及高粘度等介质，应选用膜片压力表。5)在机械振动较强的场合，应选用耐震压力表或船用压力表。6)在易燃、易爆的场合，如需电接点讯号时，应选用防爆电接点压力表。(2)精确度等级的选择1)一般测量用的压力表、膜盒压力表和膜片压力表，应选用1.5级或2.5级。2)精密测量和校验用压力表，应选用0.4级、0.25级或0.16级。(3)外型尺寸的选择1)在管道和设备上安装的压力表，公称直径为φ100mm或φ150mm。 华东理工大学自动化工程设计报告2）在仪表气动管路及其辅助设备上安装的压力表，公称直径为φ60mm。3）安装在照度较低、位置较高以及示值不易观测场合的压力表，公称直径为φ200mm或φ250mm。(4)测量范围的选择1)测量稳定的压力时，正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的2／3～1／3。2)测量脉动压力(如：泵、压缩机和风机等出口处压力)时，正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1／2～1／3。3)测量高、中压力(大于4MPa)时，正常操作压力值不应超过仪表测量范围上限值的1／2。5.4.2变送器、传感器的选择(1)以标准信号(4～20mA)传输时，应选用变送器。(2)易燃、易爆场合，应选用气动变送器或防爆型电动变送器。(3)结晶、结疤、堵塞、粘稠及腐蚀性介质，应选用法兰式变送器。与介质直接接触的材质，必须根据介质的特性选择。(4)使用环境较好、测量精确度和可靠性要求不高的场合，可以选用电阻式、电感式远传压力表或霍尔压力变送器。(5)测量微小压力(小于500Pa)时，可选用微差压变送器。5.5过程分析仪表的选型（1）过程分析仪表的分类及特性过程分析仪表按工作原理进行分类，能分为热导式分析仪、光学式分析仪、电化学式分析仪、热化学式分析仪、色谱仪、质谱仪等等。（2）过程分析仪表的选型成分分析仪的特点是专用性很强，每一种分析仪的适用范围都是有限的。同一类分析仪，即使有相同的测量范围，但由于待测试样的背景组成不同，并不一定都能适用。因此，在选用时需考虑下列原理。a．分析对象的考虑分析对象是指试样的类型、待测组分和背景组分。试样有气体、液体和因体三类。气体分析仪品种齐全，在过程检测中取得较好的应用。b．分析仪性能的选择（1）选择性选择性是分析辨别试样中待测组分与背景组分的能力。应选用对试样中待测组分起响应，而对背景组分不敏感的分析仪表。分析仪的选择性主要取决于仪表的测量原理，此外也与待测试样中各组分的相对浓度、试样状态有关。（2）响应时间分析仪的响应速度主要决定于分析原理，其次是仪表的结构。通常物理式分析仪响应时间T90（表示响应达 华东理工大学自动化工程设计报告90%的时间）为几秒到几十秒；而电化学式则是一至数分钟；对于如色谱仪一类周期性的取样分析仪，响应速度取决于每个分析取样周期。（3）精确度分析仪的精确度同仪表的工作条件、试样状况、校验情况等有关。仪表的各生产厂家确定的分析仪精度，规定的条件也不一。因此在选用时，尚需考虑实际使用条件与规定条件的差异带来的误差。随着在分析仪中引入微处理器或计算机后，使分析仪的精确度大大提高，可高达±（0.5~2.5）%，一般也能达到±（1~2.5）%，微量分析的分析仪精确度为±（2~2.5）%，少数的为±10%或更大。在分析仪性能的选择时，还应考虑到仪表的灵敏度、测量范围等指标。c．适应安装现场的环境要求在选择分析仪的结构形式时，尚需根据安装现场的环境要求，考虑是否采用防爆、防腐、防震及防磁等结构。例如，在爆炸危险场所，应选用防爆型分析仪，或采取相应的防爆措施后，能达到所要求的防爆等级的普通型分析仪。d．其他因素在考虑了以上三点因素外，还应从经济上（性能价格比）、分析仪的操作复杂程度和日常维护工作量等方面综合考虑，选用适宜的分析器。六、调节阀和孔板节流计算6.1调节阀计算(1)调节阀类型设计选择无特殊要求，我们选择VP型直通单座调节阀。(2)调节阀作用方式设计选择由于当阀门关闭时处于安全状态，我们希望其在失气时关闭，故选择气开阀。(3)调节阀流量特性设计计算选择理论上来说，这里调节阀一般可选择等百分比或直线型，具体选择哪种流量特性的调节阀，在验算中将做进一步说明。(4)调节阀口径设计计算选择我们采用阀后密度法计算调节阀的流通能力，由于：所以有：查表可选取C=2，阀座直径为12mm，公称通径为20mm，最大行程为10mm，薄膜有效面积为280cm2。(5)调节阀材料材质设计选择 华东理工大学自动化工程设计报告当C=2时，由于该气体的平均温度为90℃，不存在极端温度，即温度要求并不苛刻，我们选用普通型铸铁(-20℃，200℃)即可达要求。(6)调节阀设计计算数据的验算及圆整调节阀设计计算数据的验算及圆整(假设s=0.5)计算在V=70m3/h时，调节阀开度：选择等百分比型流量特性：若选择等百分比流量特性的调节阀，则不在所要求流量范围内，调节阀的开度超限，故等百分比不符合要求。选择直线型流量特性：所以选择直线型流量特性调节阀符合要求。6.2孔板计算节流装置孔板的详细计算过程：   1)已知条件： (1)仪表型号：电动差压变送器： (2)流体名称：水蒸气： (3)管道内径：126mmΦ133×4mm: (4)最大流量：2310kg/h: (5)刻度流量：0～2500kg/h：(6)绝对压力：4.5kgf/cm2: (7)操作温度：147.195℃(8)压力差：1600mm水柱： (9)流体重度：2.3725kg/m2(10)流体粘度：0.0147哩泊： (11)管道法兰：标准法兰，PN 10; DN 125: (12)管道安装：水平.2)辅助计算 1、工作状态下质量流量标尺刻度上限                      2、管道工作状态下内径                华东理工大学自动化工程设计报告3、工作状态下的绝对压力     4、工作状态下的水蒸气密度           5、工作状态下水蒸气的粘度                   m-=´·6、求、                      7、 压力差                    8、求                        3）计算 1、求   2、求b3、求 华东理工大学自动化工程设计报告4、符合精度要求5、求d6、验算上述计算满足要求。故即为所求。七．仪器仪表一览表 华东理工大学自动化工程设计报告 华东理工大学自动化工程设计报告八、设计配合条件反应系压力为150℃(在催化剂床层温度已稳定的情况下）,循环氢纯度<=85%,循环氢中H2S的含量<=0.1%。中压加氢裂化的操作压力一般>=8.0MPa。流量控制在200左右，最大不超过170，最小不超过150。控制阀前介质的最小压力为0.6Mpa，控制阀后的最大压力为0.2Mpa。通常有利于提高脱硫率的因素，除温度外，一般也有利于烯烃的加氢反应，需要通过对反应器的控制以达到硫能够充分脱除而烯烃加氢反应尽可能少的发生。(1)吸附剂的量降低质量空速将使烯烃加氢反应速率增加，导致辛烷值的损失加大，但质量空速对烯烃加氢反应的影响小于对硫的转化的影响。(2)反应器压力在保持H2/HC不变时，增加反应器压力将使氢气分压增加，从而使烯烃加氢反应的速率增加。反之，降低压力使烯烃加氢反应速率降低。(3)氢分压增加氢气分压，烯烃加氢反应速率也随之增大，在不改变反应器总压力的情况下，增大氢气的浓度或氢气所占的比例，同样会使烯烃加氢反应增加。当然，氢气的消耗量也相应增加。因此，氢分压增加将使烯烃加氢反应增加而辛烷值降低。(4)温度通常情况下，当超过正常操作温度399~438℃时，烯烃加氢反应及辛烷值的降低会随温度的升高而降低。由于烯烃加氢反应是放热反应，反应器内温度的升高与反应进料加热器的出口温度有关。由于反应器内温度升高使烯烃加氢反应减少，所以温升的幅度将随反应器温度升高而减小。注：随着温度的升高气体产量将增加，尤其是超过427℃后。当气体量大幅度超过设计值时将会影响到稳定塔的操作。(5)吸附剂的硫含量吸附剂上的硫含量主要决定于进料中硫的含量（浓度）、产品含硫量（浓度）以及吸附剂的循环速率。通常，吸附剂的硫含量越少，其活跃性越高，烯烃加氢反应程度越大。九．集散系统的设计分布式控制系统是由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统。分布式控制系统采用微处理机分别控制各个回路，而用中小型工业控制计算机或高性能的微处理机实施上一级的控制。各回路之间和上下级之间通过高速数据通道交换信息。分布式控制系统具有数据获取、直接数字控制、人机交互以及监控和管理等功能。分布式控制系统是在计算机监督控制系统、直接数字控制系统和计算机多级控制系统的基础上发展起来的，是生产过程的一种比较完善的控制与管理系统。在分布式控制系统中，按地区把微处理机安装在测量装置与控制执行机构附近，将控制功能尽可能分散，管理功能相对集中。这种分散化的控制方式能改善控制的可靠性，不会由于计算机的故障而使整个系统失去控制。当管理级发生故障时，过 华东理工大学自动化工程设计报告程控制级（控制回路）仍具有独立控制能力，个别控制回路发生故障时也不致影响全局。与计算机多级控制系统相比，分布式控制系统在结构上更加灵活、布局更为合理和成本更低。分散型控制系统（DCS）是以微处理机为基础，以微机分散控制，操作和管理集中为特性，集先进的计算机技术、通讯技术、CRT技术和控制技术即4C技术于一体的新型控制系统。随着现代计算机和通讯网络技术的高速发展，DCS正向着多元化、网络化、开放化、集成管理方向发展，使得不同型号的DCS可以互连，进行数据交换，并可通过以太网将DCS系统和工厂管理网相连，实现实时数据上网，成为过程工业自动控制的主流。近几年来，生产行业进一步提高了工厂综合自动化水平，注重信息化的建设，特别是各地的火电厂纷纷提出适合自己工厂的厂级监控信息系统（SIS）以提高生产效率，实现工厂管理信息系统与各种分散控制系统之间的数据交换。厂级实时监控信息系统以分散控制系统为基础，以经济运行和提高发电企业整体效益为目的，采用先进、适用、有效的专业计算方法，实现整个电厂范围内信息共享，厂级生产过程的实时信息监控和调度，同时又提高了机组运行的可靠性。它为电厂管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据，为市场运作下的企业提供科学、准确的经济性指标。DCS是分散控制系统（DistributedControlSystem）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。3.1.2系统特点高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。、灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。易于维护功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。协调性各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。 华东理工大学自动化工程设计报告功能齐全控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。十、DCS组态及参数设置10.1LCN网的建立编辑完成了NCF软件并成功下装后，LCN网就建立起来了。NCF软件中定义了系统中LCN设备的数量、类型、地址和装载的软件；定义了系统中的基本架构,如单元数量和名称、区域数量和名称等；定义了大量的系统范围值，如时钟源在哪里、标准报表的起始时间、终了时间、过程点可保存多长时间的历史趋势等；还定义了硬盘的分区、各区的尺寸等。可见，完成NCF组态、建立LCN网，是TDC3000系统其他组态的基础，是建立TPS系统的首要工作，在输入其他组态数据之前，必须完成NCF的组态工作。NCF中的很多定义是否符合实际需要、定义多了还是少了、还是没有定义，直接影响系统的可用性、实用性和操作的便捷性。其中，很多的定义是只能离线做的，即使是允许在线做的项目也有各种限制。所以，在系统建立之前，务必做好统筹规划。10.2HM初始化一个新系统初建时，首先要有两个设备，一个是US(或GUS)，另一个就是HM。在人机界面US上完成NCF组态后，就要对HM(离线属性)进行初始化。HM初始化是在HM离线属性的支持下，根据用户NCF文件中的卷组态数据，对HM硬盘进行格式化，同时创建目录结构、完成空间的分配(分区)及系统文件的拷贝。上述两项工作完成后，在US上就可以看到NCF中定义的LCN网上的各个节点：操作站、NIM、HM等等，但节点状态不是OK。将HM以在线属性重新启动起来，再将其他LCN节点陆续上电、启动(装载软件)，各LCN节点即进入OK状态，LCN 华东理工大学自动化工程设计报告网络至此成功建立。上述两项工作一般由供应商负责完成。10.3UCN网的建立和过程点组态通过建立UCN网、建立现场控制站、组态过程点(实现控制策略)，就可以实现对现场信号的采集、处理，实现对生产过程的监视和控制。这三部分软件涉及到的基本控制概念、组态变量、方程等等，参数设置得是否合理、算法选择得是否最优……直接关系到控制的品质，关系到生产的平稳，关系到效益的多少。维护好这部分软件，是各生产厂有关技术人员的责任和义务。10.4操作界面组态1)建区域数据库区域数据库是定义操作员过程操作界面的数据库，涉及的内容很多：指定了隶属于本区域的单元；定义操作组的具体位号；定义报警显示和其他标准显示的内容；指定标准报表、杂志和流程图等文件的存取路径等。一个系统可以有多个区域，相应地要建立多个区域数据库。但一个US/GUS某一时刻只能装载一个数据库。即此时此刻，此操作站只属于此区域，这样就确定了操作员从这个US上可以执行的操作范围。2)绘制流程图组态用户画面，US的组态工具称为PICTUREEDITOR，GUS的组态工具称为DISPLAYBUILDER。在US上不能显示DISPLAYBUILDER制作的流程图，在GUS上两种流程图都可以显示出来。在US上显示多幅流程图时，需要安装相应的软件，在GUS上不需要其他软件支持。3)自由格式报表除了在区域数据库中可以订制一些标准格式的报表外，系统提供给用户一个更为灵活的报表制作手段，这样可以基本满足用户对报表的各种需求。4)键盘组态系统提供的操作员键盘上，有一些按键可由用户自己定义其意义：调出某一个操作组；调出某一幅流程图或调出某一个报警画面等，这样可以帮助操作员快速地调出其需要的界面、快速相应过程变化。5)建历史组每一个历史组定义了20个位号，其过程参数(设定点、测量值、阀位等)可以瞬时值和单位时间平均值的形式存储在HM里，可通过趋势图、报表等不同方式访问(显示在屏幕上或打印出来)。采集过程变量的时间间隔和可存储时间在NCF中定义。十一、自控设备的概算仪表概况（1）芳烃部DCS控制系统 华东理工大学自动化工程设计报告（2）自动化设备的概算十二、图纸图纸附在本文后。包括用AUTOCAD设计的装置流程图以及DCS仪表接线图。十三、参考文献[1]《工业自动化仪表与系统手册》编辑委员会.工业自动化仪表与系统手册(下册).[M].北京：中国电力出版社，2008年.[2]李淑芬，姜忠义等.高等制药分离工程.[M].北京：化学工业出版社，2004年.[3]刘家明,孙丽丽;加氢装置设计与工程开发的新进展[J];炼油设计;2000年05期[4]叶向东;炼油厂自动控制系统概念设计[J];石油化工自动化;2003年01期[5]刘齐忠;林融;;大型石化项目仪表专业项目管理[J];石油化工自动化;2011年06期[6]王树青金晓明先进控制技术应用实例2005[7]王树青赵鹏程集散型计算机控制系统(DCS)1994[8]曾庆波监控组态软件及其应用技术2005[9]郝德锋.杨新民 虚拟DCS工程翻译的设计与实现 2007(03)[10]夏清.陈常贵.姚玉英 化工原理 2005[11]王俊普 智能控制 1996'