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120万方/日天然气处理装置DCS & ESD系统的设计实现

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 08:16:54
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120万方/日天然气处理装置DCS & ESD系统的设计实现【摘要】:天然气作为一种优质清洁燃料和基本有机化工原料应用广泛,为使天然气符合商品质量或管道输送要求必须经处理站进行处理

【摘要】: 天然气作为一种优质清洁燃料和基本有机化工原料应用广泛,为使天然气符合商品质量或管道输送要求必须经处理站进行处理。本文根据120万方/日天然气处理站的自动化控制任务以及工艺流程的特点,提出了天然气处理装置DCSESD系统设计方案,从硬件和软件两个方面进行设计开发。利用APACS硬件组建DCS系统,QUADLOG硬件组建ESD系统,使用编程工具完成系统软件设计。 系统的硬件设计包括过程控制级的控制器模块和IO模块的型号和数量的确定,现场控制站机柜及柜内布线设计。控制通讯网络级利用I/O BUS、MODULBUS、Modbus、以太网充分实现通讯功能。过程管理级对工程师站、操作员站、打印机、同步时钟等进行合理配置。 系统下位机软件设计利用4-maton软件完成DCS控制策略组态,实现天然气流量计量、PID回路调节控制、吸附器顺序控制等功能。对ESD完成联锁逻辑设计,实现对压缩机、马达启停、切断阀开关、加热炉急停、全站紧急停车等逻辑控制,对设备起到保护作用,确保生产安全可靠。 系统上位机软件设计利用InTouch组态软件为开发平台,准确反映天然气处理站的工艺流程,实现DCSESD系统内温度、压力、流量等工艺参数的实时显示,完成报警设置、实时趋势和历史趋势查看、系统运行状况监视等功能。 本次设计的天然气处理装置DCSESD系统是一个集成、开放的系统。该系统配置选型合理,监控界面友好,完全满足生产控制要求,在现场运行平稳。通过这套系统能够极大的提高天然气处理的自动化水平,从而提高天然气处理能力,改善外输气品质,因此具有较大的工程应用价值。 【关键词】:天然气处理 集散控制系统 紧急停车系统 组态技术
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TE968
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-5
  • 目录5-7
  • 1 绪论7-9
  • 1.1 论文研究目的及意义7-8
  • 1.2 论文的主要研究内容8-9
  • 2 集散控制系统9-13
  • 2.1 集散控制系统的产生9
  • 2.2 集散控制系统的结构9-10
  • 2.3 集散控制系统的特点10-11
  • 2.4 集散控制系统的组态11
  • 2.5 集散控制系统的发展方向11-13
  • 3 天然气处理工艺流程13-18
  • 3.1 压缩单元13
  • 3.2 干燥单元13-14
  • 3.3 分馏单元14-15
  • 3.4 制冷单元15-16
  • 3.5 热油单元16
  • 3.6 放空单元16-18
  • 4 系统总体设计18-20
  • 4.1 控制任务和自动化水平要求18
  • 4.2 系统设计遵循的原则18-19
  • 4.3 系统设计任务的细化19
  • 4.4 系统设计的实现步骤19-20
  • 5 系统硬件设计20-38
  • 5.1 DCS系统和ESD系统的选型20
  • 5.2 APACS+系统和QUADLOG系统的特点20-22
  • 5.3 过程控制级22-30
  • 5.3.1 系统控制模块22-24
  • 5.3.2 系统I/O模块24-27
  • 5.3.3 电气机柜27-30
  • 5.4 控制通讯网络30-31
  • 5.4.1 数据通讯的可靠性30
  • 5.4.2 数据通讯组成30-31
  • 5.4.3 冗余通讯的特点31
  • 5.5 过程管理级31-34
  • 5.5.1 操作员站配置31
  • 5.5.2 操作员站功能31-32
  • 5.5.3 工程师站配置32-33
  • 5.5.4 工程师站功能33
  • 5.5.5 网络数据服务器33
  • 5.5.6 打印机33
  • 5.5.7 系统时钟同步33-34
  • 5.6 系统冗余34-38
  • 5.6.1 电源冗余34-35
  • 5.6.2 模块冗余35
  • 5.6.3 通讯冗余35-38
  • 6 系统下位机软件设计38-63
  • 6.1 4-mation软件简介38
  • 6.2 系统模块添加和I/O通道组态38-42
  • 6.3 控制策略组态概述42-44
  • 6.4 天然气流量计量44-49
  • 6.4.1 差压式天然气流量计算公式44-47
  • 6.4.2 流量计算的具体实现47-49
  • 6.4.3 流量计算的不确定度估算49
  • 6.5 调节阀的PID回路控制49-53
  • 6.5.1 调节阀的选择49-50
  • 6.5.2 调节器正、反作用的确定50
  • 6.5.3 控制规律的选择及编程50-53
  • 6.6 干燥吸附控制53-57
  • 6.7 ESD系统联锁逻辑组态57-63
  • 6.7.1 组态注意事项57-58
  • 6.7.2 组态具体内容58-59
  • 6.7.3 ESD调试步骤59-60
  • 6.7.4 SOE组态60-61
  • 6.7.5 与DCS系统通讯的组态61-63
  • 7 系统上位机软件设计63-84
  • 7.1 组态软件的选择63-64
  • 7.2 系统软件组建过程64-65
  • 7.3 基于InTouch组态软件的图形开发设计65-79
  • 7.3.1 建立应用项目和导入标记名字典65-66
  • 7.3.2 图形开发66-67
  • 7.3.3 系统变量的配置67-68
  • 7.3.4 动画链接68-72
  • 7.3.5 实时趋势和历史趋势配置72-75
  • 7.3.6 报警功能实现75-77
  • 7.3.7 系统运行状况77-79
  • 7.4 I/O通讯79-84
  • 7.4.1 通讯协议79-80
  • 7.4.2 In Touch I/O地址命名惯例80-81
  • 7.4.3 用 I/O服务器实现通讯81-84
  • 8 结论与建议84-85
  • 8.1 结论84
  • 8.2 建议84-85
  • 致谢85-86
  • 参考文献86-87
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文87-88
  • 附录88-96
  • 附录A DCS&ESD系统设备88-91
  • 附录B 流量计算使用表格91-94
  • 附录C 干燥吸附器控制逻辑表94-95
  • 附录D 上位机监控画面图95-96


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