CN116474405A - 基于5g预警的plc控制气提精馏塔控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于5G预警的PLC控制气提精馏塔控制系统，采用到串级温度控制,用到具有温度自整定控制功能的PLC温度控制模块,分两种情况的运用到积分分离算法,大大地提高到了实际温度的控制测量精度,PLC所完成控制后的恒温系统温度控制相对更加简单。基于工业专用PLC系统控制的精馏塔温度控制系统,系统长期运行工作稳定且可靠,该温度控制系统设计为精留塔系统的快速正常连续运行工作创造好了极其良好稳定的工况条件,提高了设备生产的总体效率。并且配合5G灾备救援系统，以防止有线控制的PLC某个节点失效，造成串联控制的整体失效，当出现PLC控制线路故障时，5G辅助控制成为主导。日常工作中，5G属于休眠待机状态，以实现低功耗、低成本运营的设计。
Description
技术领域
本发明属于石油化工、材料分离医药分离等领域，是一种通过PLC(即可编程逻辑控制器：Programmable Logic Controller)控制系统实现分离过程进出料、初馏、进出料速度、精馏压力和温度控制，提高精馏系统分离提纯效率。
背景技术
精馏塔操作装置是整个化工装置生产作业过程控制系统中至关重要的其中一个又十分的重要的组成环节。精馏塔控制系统是指可以多出一个输出、多一级输入,需要由很多级塔板来组成,各塔装置上的各参数又都是需要相互进行关联,而其人工的控制参数要求的较高。这些特征都给工业自动化的控制设计系统方案设计带来计算困难,并且由于每个控制塔设计的具体工艺结构特点本身又具有千变万化,这一点就导致更需要深入了解分析具体工艺特性,进行复杂自动设备控制设计方案系统的系统初步设计。基本物料的控制温度、流量稳定控制等多种因素驱动下的自动控制设备已经完全能自动达到流量稳定和温度控制。需要根据精馏塔系统的设计工艺要求,来全面考虑和选择制定出一个最优的设计的方案。同时，化工厂工作环境复杂，且控制系统需要实时不间断，因此任何有线控制虽然提供了比无线控制更稳定的性能，但是由于串联控制，也会因为一个节点失控，全线失控，因此需要有线控制与无线控制的配合，且需要考虑工业成本。
发明内容
由于精馏塔系统温度变化反馈信息的线性反馈和滞后性特征一般也较明显,具有隐藏着相对较大范围的惯性时间常数,如果该系统即使只是单纯采用一种单纯的线性控制的反馈方式并且选择到了一种单回路控制回路形式，则系统也可能无法保证真正能消除对整个控制系统正常运行过程的不完全反馈稳定性。因此，必须只能是采用串级线性控制方式。另外在采用串级控制主PID(Proportional Integral Derivative,自动控制器算法)的过程控制中可以采用积分分离的最佳方案。串级控制系统可以进一步增加系统动态的稳定性,改善控制过程动态特性。对信号与过程进入系统二次输出回路之间的各种扰动变量,串级控制系统将能够自动迅速的作出相应判断,通过信号反馈的控制过程从而可以快速地消除系统扰动,使控制系统性能恢复动态稳定。串级控制系统更能及时有效安全地自动提高其响应周期频率,增加控制系统本身的工作稳定性,克服整个系统内部的谐波扰动。在整个蒸汽精馏炉的控制及运行调节过程中,最可能对蒸馏炉产物原料水的质量纯度等特性有着很直接地影响和关系到的控制指标的,便是整个蒸汽塔炉系统的炉底部蒸汽的实际蒸汽温度。因此就更应能够将其为主要依据的控制与运行控制参数直接的确定其为蒸汽塔炉底温度,而整个蒸汽塔炉系统的炉底部的蒸汽温度的运行温度的控制也又都将是直接地要受到物料进炉料罐中的实际蒸汽温度,流量大小来进行影响,因此其副回路主要的控制系统参数直接便将可直接被确定为底部蒸汽流量的调控阀门,物料温度的控制配送管道,包括原料温度、流量。串级控制系统内设计有主节与主副调节的两个半连续半闭合回路,主调节和主副节两对调节器能通过串联控制共同稳定工作,相互作用,使控制整个系统时的控制过程性能将更加地连续而稳定。基本参数主副调节器所输出的输出信号只作为控制输入和副双调节器的输入之间的唯一或给定量的输入值,而主被控机系统则又要通过把主或副双控制调节器输入之间唯一的控制信号的输出信号作为被控制系统的控制执行器动作,实现控制系统对的主被控或副被主控的系统变量值间的一个恒定输出值而进行控制。基本控制参数是通过系统对各种主变量和各类副回路量间变化的一个综合的协调计算和综合工作,使涉及各主参数的基本被控参变量参数可以都较为准确清晰或准确地同时被设计限定为在设计与工艺要求中容许误差的基本取值的范围限值之内。副回路控制的补充和作用,使串级控制系统中的控制单元品质将相对应于单回路控制系统的性能会有所提高。并且配合5G灾备救援系统，以防止有线控制的PLC某个节点失效，造成串联控制的整体失效，当出现PLC控制线路故障时，5G辅助控制成为主导。日常工作中，5G属于休眠待机状态，以实现低功耗、低成本运营的设计。
本发明公开的有益效果如下:它采用到串级温度控制,用到具有温度自整定控制功能的PLC温度控制模块,并且可分两种情况的运用到积分分离算法,大大地提高到了实际温度的控制测量精度,PLC所完成控制后的恒温系统温度控制相对更加简单,能够让系统温度保持在安全生产工作所可能需要达到的工作温度范围内。这种是基于工业专用PLC系统控制的精馏塔温度控制系统,系统长期运行工作稳定且可靠,使用管理及保养维护十分简洁且方便,可以较持久精确地稳定将塔温度稳定控制范围在安全可靠的范围限内。该温度控制系统设计为精留塔系统的快速正常连续运行工作创造好了极其良好稳定的工况条件,提高了设备生产的总体效率。同时配备了5G网络灾备救援系统，使得整体系统的安全可靠性提升。
附图说明
图1为汽提塔工艺流程图。
图2为PLC与5G灾备功能控制逻辑：精准控制出入物料的温度和流量(进料指废机油和氮气，出料指冷凝器冷下来的产物)
图3为PLC与5G灾备功能控制逻辑：精准控制汽提塔塔顶温度和塔釜压力、冷凝器和冷却器压力。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构和控制方法进行详细说明。
如附图2所示，PLC精准控制出入物料的温度和流量，即进料指废机油和氮气，出料指冷凝器冷下来的产物。
如附图3所示，PLC精准控制汽提塔塔顶温度和塔釜压力、冷凝器和冷却器压力。
针对于在本塔系统的自动化系统设计工作中存在的工艺要求,要求自动控制系统具有可以有效实现的事先自动确定的温度流量和控制设定范围内的自动控制等功能，精馏塔塔筒衬底温度流量能保证在(300-900℃)的设定范围内自动得到其中任意某一个输入设定值范围的(X10-X19输入给定值)后,经过积分和分离就完成了。并且整个系统就采用到了对温度流量串级的控制方式手动调节,实现自动恒温定温控制功能。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.基于5G预警的PLC控制气提精馏塔控制系统，其特征在于，通过PLC用于串级温度控制,即到具有温度自整定控制功能的PLC温度控制模块,并且运用到积分分离算法。
2.根据权利要求1所述的基于5G预警的PLC控制气提精馏塔控制系统，其特征在于：在PLC串联控制逻辑中，配合5G灾备救援系统，以防止有线控制的PLC某个节点失效，造成串联控制的整体失效，当出现PLC控制线路故障时，5G辅助控制成为主导，日常工作中，5G属于休眠待机状态，以实现低功耗、低成本运营的设计。
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- 2023-03-29 CN CN202310316201.1A patent/CN116474405A/zh active Pending
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