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。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

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

液化天然气BOG处理控制系统的设计与实现    高凯

原料气压缩机控制系统的设计实现    吴俊学

我国工业控制自动化技术的现状与发展趋势    刘鑫

APACS特点及系统应用    邵宪,刘全伟,江怒,潘笑

Moore公司APACS系统网络接口应用    单永明

APACS在吸附塔控制系统中的应用    张自伟,顾鹏程

紧急停车系统组态探讨    刘美 ,张宪举 ,黄道平

面向DCS应用的软件集成与控制技术的研究    许斌

DCS系统设计及先进控制在DCS系统中应用探讨    廖芳芳

覆膜机在开发彩涂家电板中的应用    李伟;

基于组件技术的注塑机智能监控系统    刘玉伟;夏薇;周丰松;廖小平;

工控机在预熔颗粒保护渣物料配比中的应用    汤伟

基于单片微机测控系统中的数字滤波技术研究    华贵山;

一种简单可靠的DCS总线协议    徐波;

基于MCGS组态对机械手模拟现场工作的实现    杨洁霞;

计算机综合监控热处理系统    吴新胜,方祥圣

PROFIBUS总线接口在智能仪表中的应用    江明,王龙明,夏晓珍

电加热炉数字化温度制控系统    常桂兰，吴万国

液化天然气项目的清洁生产分析    张晓瑜;兰涛;武征;孙愿;

拖拉机智能导航转向控制方法研究与应用    王泷;刘刚;刘兆祥;孟庆宽;刘寅;杨飞;

多点温度无线检测与控制系统    李兰君;彭波;

高炉环保除尘多站集中监控与信息化管理系统的研发    刘文烽;谭仲海;杨欢;

西门子PLC与组态王在葡萄酒发酵过程控制系统中的应用    方赟;虎恩典;李帅;李晓婷;

中小型水电站自动控制系统设计    周荣富;

高精度温度标定仪    董慧;王红伟;王利华;

基于Intranet的火电厂水汽化学过程监控系统    曹顺安;

Claus工艺复杂化学反应平衡组成的计算    闫军玲;李涛;房鼎业;应卫勇;

不同类型天然气对LNG、CNG生产的影响    郑欣;王遇冬;

内模预测控制在三阶液位系统中的应用研究    陈冬梅;何西坤;蒋奇;隋青美;

新型溶剂高效吸收净化高酸性石油天然气技术开发研究    章建华

综合型电能质量调节装置的理论与技术研究    盘宏斌

基于模糊逼近的交流电动机自适应控制    于金鹏

高时间分辨近场扫描光学显微术的研究    张工力

一种新型水工模拟技术的研究    苏杭丽

打浆过程的建模与先进控制研究    张政江

四轴电火花数控系统的开发及研究    谷安

无位置传感器同步电机直接转矩控制理论研究与实践    田淳

激光调阻机快速实时在线检测系统的研究    黄永平

汽车前碰撞安全性的试验与仿真技术研究    曹立波

基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究    杨亮

基于组态技术和VVVF的驱动控制的连铸机监控系统的研究    李斌

带式输送机起动制动一体化自动控制系统的研究    苏鹏

基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计    刘鲁艳

基于运动控制的虚拟样机技术的研究    杨列坤

基于ARM9的机器人远程控制系统研究    刘强

BP神经网络研究与硬件实现    李安新

矿井风机监控保护系统研究    狄东晗

基于Hopfield神经网络控制系统的研究    陈少华

气垫式流浆箱智能解耦控制系统    徐玉颖

汽机驱动离心压缩机防喘振数字控制系统数值研究    黄钟岳,王晓放,白月维

Intouch8.0组态软件及其应用    张娜;李玉杰;

离心式压缩机的喘振及控制    魏龙,袁强

沈鼓技术发展与离心压缩机国产化    王学军;

试论螺杆压缩机发展现状及应用    范春艳;

天然气压缩机的控制设计    刘亮;

基于VB和Access的InTouch报表系统的开发    谢卓成;

往复式压缩机冷却系统的研究    朱玉峰;

LNG接收站BOG气体处理工艺    刘浩;金国强;

叶轮压缩机喘振的机理及防喘振策略研究    王志标,张早校,胡海军,姜培正

离心压缩机防喘振控制系统研究    赵丰

基于DCS的焦化工程自动化系统设计与实现    徐晓林

10万吨/年PVC聚合装置DCS控制系统设计    周哲民

LNG接收站再冷凝工艺模型与动态优化    陈行水

PID控制参数的整定方法    陈传硕，田丽华

PLANTSCAPE系统及其应用    张代华

EBI中第三方厂家弱电系统的集成    夏利华

基于OPC的工控软件设计    贾宏宇,施仁

PID控制器参数快速整定的新方法    胡晚霞,余玲玲,戴义保,何亨文

基于最优控制的新型非线性预测控制算法    印建平,高峰,崔振勇

过程控制中的一种新技术OPC    杨建军,陈小枫

基于OPC数据访问规范的客户端软件研究与开发    薛福珍,林盛荣,唐 琰

基于专家系统的统计质量智能控制    李刚,王霄,蔡兰

OPC技术及其在工控组态软件中的应用    林跃,张彦武

JX-300X DCS在造气工段的成功应用    王彦平;

中小型煤粉锅炉燃烧系统优化控制    张松;

SUPCON JX-300X DCS在青霉素发酵生产过程中的应用    汪志锋;袁景淇;

RSView32工控组态软件分析及在原矿运输控制系统中应用    张频;

基于组态软件的热处理电炉群控系统    尤慧芳;

集散控制系统在均苯四甲酸二酐生产装置中的应用    朱光衡;

基于HOLLIAS-MACS的薄页纸生产线集散控制系统    黄建兵;宁铎;

计算机系统在脱硫装置上的应用    邓磊

基于PROFIBUS-DP的污水处理集散控制系统    季建功;刘志峰;李杨;

YOKOGAWA ProSafe-PLC紧急停车系统在川化新三聚氰胺装置中的应用    李晓兰;郑述平;陆仁明;

电子皮带秤集散配料控制系统设计    毕思武;

造纸用的集散控制系统(DCS)    严国祥;邱志云;吴剑华;

软件工程与CS系列集散控制系统设计    路林吉;王直杰;

DCS在压力反应釜自控系统中的应用    林振坚;

天然气深冷处理装置控制系统开发研究    焦玉清;魏忠昕;赵军领;

多媒体光纤工业专用网中关键技术的研究    孙小菡;张明德;万遂人;丁东;

某基因楼净化车间空调集散控制系统设计与调试    张子慧;剧明安;付晓光;王安民;吴敏雯;

印染生产线集散控制系统实践    黄敏明;成民伟;

基于JX-300X的原油脱水自控系统    李先红;

DCS简介及其在DHC中的应用前景    李刚;

西南石油大学物探人才培养基地挂牌    何莉

石油大学喜庆50华诞    屈金星

中国石油大学（北京）积极引导就业    文永红

春华秋实 岁月如歌    常斐

石油大学（北京）抗非典取得阶段性成果    记者　周文斌　通讯员　梁喜书

中国石油大学科研工作实现跨越    孙兴文

三大石油巨头首次聚首中国石油大学选人才    记者 赵凤华

管道局与西南石油大学签订合作协议    记者 李程　实习记者 董宁宁

中石油天然气与石油大学深度合作    本报记者 赵笛

到基层去寻找事业大舞台    记者　 黄蔚 通讯员　 文永红

基于嵌入式集散电气系统的啤酒生产过程控制与应用研究    孙波

生化过程智能控制研究    潘丰

轻合金铸造用EPA改性酚醛树脂及应用的研究    冀运东

基于USB接口的测井电缆数据传输系统研究    李会银

涠洲11-4N油田始新统流沙港组一段油藏精细描述    江文荣

油田企业能耗评价与优化决策研究    孙宁

中国能源预警模型研究    李继尊

气井井下气液分离回注技术研究    付静

过渡金属离子催化的气相氧原子转移研究    赵联明

川东北海相碳酸盐岩气藏酸化压裂技术及应用研究    张朝举

120万方/日天然气处理装置DCS & ESD系统的设计实现    艾裕丰

集散控制系统组态软件的设计与实现    王英

基于模糊神经网络的过程控制实验装置计算机监控系统设计    李明伟

小型集散控制系统组态软件设计    沈娣丽

中小型集散控制系统工程师站组态软件设计    王芳

柴油定量装车监控系统的开发与研究    王剑

基于.NET的DCS组态软件研究与设计    康玮

汽车底漆涂装线集散控制系统的设计与实现    刘文鹏

集散控制系统组态软件的设计与实现    薄迎春

分布式传感器的组态控制研究    蒋坚