DCS控制系统设计(本科生毕业论文)

1、III碱回收燃烧工段DCS控制系统设计摘 要燃烧是造纸过程的一个重要环节，旧的燃烧工段存在许多的缺点。本设计是利用DCS系统对造纸过程中碱回收燃烧工段进行控制。工业实时监控系统是目前研究的热点问题之一，其中生产数据采集的方法和生产数据发布系统的稳定性和高效性更是研究的重点。在该系统中采用西门子的S7300系列CPU模块内置的MPI 接口，PLC来对燃烧工段进行控制，并用WinCC5.0来组态一个HMI平台，对该控制系统进行监控。WinCC是一个功能强大的全面开放的监控系统，既可以用来完成小规模的简单过程监控，也可以用来完成复杂的应用。本文详细介绍了如何构建一个高效的基于WinCC软件的工业实时监控系统，本设计运用WinCC组态软件制作出了碱回收燃烧工段的上位机监控画面，通过控制画面可对碱回收燃烧工段的设备进行控制。本设计体现出WinCC软件的多种自动化设备及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活，功能齐全。在控制画面中还可以看见趋势曲线等，通过趋势曲线可了解工厂的生产状况，为操作者提供了直观的操作环境。不仅了解了工厂生产线状态，而且提高了工作效率。WinCC

2、能够用于多种用途的控制系统，同时提供嵌入式C语言编程，用户可以通过编辑项目函数和行为来实现特殊的功能。关键词:HMI，燃烧，WinCC，DCSThe Design of DCS Control System on Alkali Recovery Combustion Workshop SectionABSTRACTThe combustion is an important link of the deckle process, the old burnable work segment exists much weakness.This design is to make use of the DCS system to carry on a control to the alkali recovery combustion work segment in the deckle process，Supervised and control system when industry was solid heat be currently to study to order one of

3、 the problems，Produce the method and the production data that the data collect to release the stability of the system among them and efficiently is also the point of the research.Adopt the S7300 series CPU mold piece of Siemens in that system to connect inside the MPI place，The PLC comes to the work segment to carry on a control to the combustionCounteract Wincc5.0 come to set HMI terrace， carry on supervision to that control system.The WinCC is a function strong overall liberal supervision syst

4、em,since can use to the simple process supervision of complete the small scale,also can use to complete a complicated application.This design make use of WinCC software work alkali the recovery burn the work segment of the place of honor machine control appearance,The equipments that control appearance and cans recover the burnable work segment to the alkali carries on a control.The body appears various automation equipmentses and the control software integration of the WinCC software，Have abund

5、ant constitution item Can the Windows options with single fixed menu in restaurant,Use a way vivid，The function is well-found.Can also see trend curve etc. in the control the appearance，Pass the operation environment that the appearance can understand the production condition of the factory to provide to keep a view for the operation.Not only understood to produce period,And raise a work efficiency.Provide the built-in C language plait distance in the meantime， the customer can pass to edit the

6、item function and behavior to carry out special function. KEY WORDS：HMI，Combustion，WinCC，DCS目 录摘 要IABSTRACTII1 绪 论12 DCS系统的简介22.1 DCS的组成22.2 DCS系统的发展过程22.3 MPI网32.4 PROFIBUS-DP网络43 燃烧工段的工艺流程53.1 燃烧工段的工艺流程53.1.1 燃烧工段工艺流程53.1.2 现代碱回收炉控制系统的目标63.2 燃烧工段设备介绍63.2.1 碱回收炉63.2.2 静电除尘器73.2.3 圆盘蒸发器73.2.4 引风机73.2.5 一、二、三次风的作用73.3 本设计采用的方案84 PLC硬件设计94.1 可编程控制器PLC94.1.1 可编程序控制器的基本结构94.1.2 可编程控制器的工作原理104.1.3 可编程序控制器的特点104.2 硬件设计114.2.1 PLC模块的安装114.2.2 CPU模块114.2.3 SM321数字量输入模块134.2.4 SM322数字量输出模块134.2.5 SM331模拟

7、量输入模块134.2.6 SM332模拟量输出模块144.2.7 电源模块144.3 传感器154.4 PID算法155 WinCC组态部分175.1 西门子WinCC简介175.1.1 WinCC的主要功能175.1.2 WinCC选件185.2 WinCC组态195.2.1 创建新项目195.2.2 添加驱动程序与组态变量205.2.3 创建变量225.2.4 画面的创建245.2.5 创建动态265.3 组态报警315.3.1 模拟量报警315.3.2 离散报警335.3.3 报警画面345.4 数据归档和存盘355.4.1 变量的归档355.4.2 创建记录显示365.5 流量累计程序的设计365.6 用户登陆程序的设计375.7 用户登录权限的设定385.7.1 设置安全保护管理385.7.2 设定组态设定服务器的属性385.7.3 创建热键调用登录和退出对话框386.1 过程通讯原理406.1.1 过程通讯术语406.1.2 WinCC通讯原理406.2 通讯协议的组态407 总 结42致 谢43参考文献4441碱回收燃烧工段DCS控制系统设计1 绪 论造纸工业是国民经济的

8、重要组成部分。近年来，随着国家对环境保护的日益重视，解决造纸厂的废水排污问题已成为首要课题，特别是对于以麦草为原料的众多造纸厂来说，麦草浆黑液的处理问题尤为突出。黑液是由碱法制浆蒸煮得到的废液，其成分主要根据所采用的植物原料及制浆蒸煮条件不同而有所不同。对黑液采取回收的方法国内也做过许多尝试，但经过考核比较发现用燃烧法处理黑液回收碱是目前黑液治污中最为成熟和有效的技术。然而对麦草浆的黑液来说，燃烧绝非易事。首先是因为碱回收的投资成本较大，使用设备复杂，而且麦草浆黑液的燃烧工艺和设备也仍处在整理与完善中；其次是因为麦草浆黑液属于一种劣质燃料，由于其含灰、含硅量大，燃烧值低，粘度大，浓度低，对燃烧的许多工艺条件要求都很高，因而使黑液燃烧变得比较困难，极易造成因燃烧不稳定而甩不掉油枪，使碱回收成本大大增加的局面。因此，在麦草浆黑液的碱回收工程中，燃烧工段是最重要的环节之一。DCS系统在造纸行业的广泛使用，使得造纸的自动化程度越来越高。随着造纸工业的不断发展，废水污染日益加剧。因此，制浆黑液的碱回收工艺对工厂起着尤为重要的作用，它是变废为宝、化害为利、效益显著的综合利用工程，是造纸厂治理水污染

9、的首要措施1。碱回收生产过程大致包括黑液的提取，黑液的蒸发，黑液的燃烧，绿液的苛化及石灰的回收五个工段。2 DCS系统的简介多级计算机分布控制系统又称为集散控制系统（DCS，distributed control system）是网络技术和控制技术结合的产物。它是根据分布设计的基本思想，实现功能上分离，位置上分散，达到以分散控制为主，集中管理为辅。2.1 DCS的组成 集散控制系统DCS（Distributed Control System）是基于“4C” 技术（Computer Control Communication CRT）在20世纪70年代中期出现的新型工业控制系统。采用分布式的计算机系统结构，目的是为了减少风险，提高系统可靠性。它将整个控制系统按照区域、功能和回路作适当分解，再通过总线或通讯网络将它们连接为有机整体。1975 年Honey-well 公司推出了第一套DCS控制系统，首先被应用于石油化工行业2。自1975年以来，DCS控制系统的硬件和软件功能不断完善和强化，已经经历了三代，但从基本结构来看特性相同，可分解为三大基本部分。（1）过程控制站过程控制站是集散控制系统与生产过程之间的截面，生产过程的各种过程变量和状态信息通过过程控制站转化为操作监视的数据，而操作的各种信息也通过过程控制站送到执行机构。在过程控制装置内，进行模拟量与数字量的相互转换，完成各种控制算法的运算，以及对输入和输出量的数据处理等运算。（2）操作站操作站是操作人员与集散控制系统的界面，操作人员通过操作站了解生产过程的运行状况，并通过他发出操作指令。生产过程的各种参数在操作

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