甘油生产过程监控系统设计plc子系统
甘油是现代社会中应用非常广泛的一种化工产品，但它的提纯过程较为复杂，随着社会生产力的迅速发展，自动化生产水平的提高，将计算机技术，智能控制技术以及通信技术相结合应用于该领域以优化过程控制已成为必然要求。鉴于此，本课题基于SIEMENS PLC和WinCC flexible提出了甘油生产监控系统的设计方案。它涉及压力、真空度、温度、液位等参数，且有些参数具有滞后性与非线性的特点，为了能够稳定的控制这些参数以及繁杂的物理化学变化，关键参量采用PID控制策略，并可通过触摸屏在实时监控甘油生产过程的同时修改系统工艺参数。调试结果表明，系统具有操作方便，易于学习的优点，提高了甘油生产过程的稳定性。关键词 甘油生产过程监控，PLC，控制策略，通信
目 录
1 引言 1
1．1 课题研究的背景与意义 1
1．2 国内外研究现状 1
1．3 课题中承担的任务 4
2 控制要求与方案设计 4
2．1 工艺流程 4
2．2 控制要求与方案 5
2．3 现场采集与控制设备的选择 7
2．4 PLC与触摸屏通讯 7
3 PLC的硬件配置 8
3．1 PLC的输入输出 8
3．2 甘油生产监控系统硬件配置 10
3．3 PLC I/O口接线设计 12
3．4 系统电气接线设计 13
4 程序设计 14
4．1 系统的启停 14
4．2 真空控制程序设计 15
4．3 釜温控制的程序设计 17
4．4 冷凝控制程序设计 21
4．5 供水控制的程序设计 22
4．6 收集控制的程序设计 23
4．7 排渣控制的程序设计 25
5 控制系统的仿真和调试 26
5．1 PLC调试 26
5．2 系统调试 28
结 论 31
致 谢 32
参考文献 33
附录：PLC源程序 34
1 引言
1．1 课题研究的背景与意义
甘油在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
当今社会的生产生活中有着非常广泛的用途，它不但是诸多化学产品的重要原料，还应用于食品、香料、医药等各个方面。甘油具有独特的化学性质，在生产化工产品或制作食用甘油时，甘油可用作主要原料或间接使用。各国对甘油的应用有不同的需求，一般用于涂料、树脂占25%，医药、牙膏、化妆品、盥洗用品占30%，食品饮料占22%，其它约占23%，近年来用于医药、牙膏、化妆品及食品等方面在增加[1]。
随着我国经济的迅猛发展，我国各相关行业对甘油的需求日益增加，虽然国内企业加大生产，却依然难以满足市场的需求，不得不从国外进口大批精甘油[2]。而提纯甘油又是甘油生产中极为重要的一环，因此，甘油精炼控制方案的设计对于甘油生产有着重要的意义。
目前，使用PLC进行控制在各行各业的生产过程中的应用非常广泛，用PLC来对甘油提纯过程进行控制具有编程简单，价格便宜，可靠性较高的优点。本设计中还应用了PID控制来提高控制的稳定性。
通过良好的控制方案来进行甘油生产既可以满足市场对于甘油生产的需求，又可以获得较好的经济回报。通过对未来发展的全面考量，我国的甘油消耗必然逐年增加。因此，无论是甘油的产量（尤其是精制甘油），还是精制甘油工艺的完善都是值得引起重视的[3]。所以，对甘油生产过程控制的研究就显得十分有必要。
1．2 国内外研究现状
1.2.1 甘油产量现状
甘油可以分为天然甘油、合成甘油及副产物甘油。上世纪八十年代以前，我国甘油生产主要依靠从动植物油脂中提取。直到目前为止，天然甘油的生产依旧是我国甘油生产的主要来源，但天然甘油的生产具有一定局限性。通过这种方法生产出来的甘油多为粗甘油而且生产率低。合成甘油的生产是以丙烯为主要原料的，还可以通过环氧氯丙烷合成得到[4]。由于原料成本的上涨以及通过这种方法生产的产品质量一般，在我国合成甘油产量很低。副产物甘油生产的主要原料为工业废油或地沟油，因为原料内杂质较多，油脂的化学性质经过高温遭到改变，所以副产物甘油产品质量较差。但随着化工产业的发展，生物柴油副产物甘油制法的完善，副产物甘油可能成为未来我国甘油生产的主要来源。
从全球角度看，在2000年全球甘油生产总量为75万吨，2004年为130万吨，甘油生产总量迅速提升。但是，涂料、医药、牙膏等行业对甘油的需求也逐年增加，对甘油的纯度要求也越来越高[5]。
随着近年来甘油生产控制技术的提高，甘油生产总量快速增加，却仍然达不到企业生产的需求量。2007年我国甘油产量达到了20万吨，而精甘油产量却较少，每年需要大量从国外进口[6]。由此可见，甘油提纯控制系统的研究具有重要的意义。
1.2.2 甘油生产工艺现状
1、水解工艺
水解工艺的原料为各种植物油脂，具体工艺流程如图1.1所示。
图1.1 水解工艺流程图
现今生产规模较大的企业均采用该工艺。它的优点是通过自动化控制达到密闭生产，从而减少了其他因素的干扰，产品质量高，生产率高，安全性高，污染较小，杂质少[7]。
2、皂化工艺
皂化工艺的原料为各种动植物油脂，通过一定的物理化学反应来进行生产。采用这种方法生产的甘油易出现杂质，不适合用于医疗，但目前该方法生产规模较大，生产工艺如图1.2所示。
图1.2 皂化工艺流程
3、精制工艺
该工艺的原料为粗甘油，具体工艺流程如图1.3所示。
图1.3 精制工艺流程图
精制工艺生产的甘油适用于医疗行业，该工艺对生产原料要求高，使用精制工艺生产合格的产品需要优质的原料与良好的生产条件[7]。
1.2.3 PLC控制技术发展状况
目 录
1 引言 1
1．1 课题研究的背景与意义 1
1．2 国内外研究现状 1
1．3 课题中承担的任务 4
2 控制要求与方案设计 4
2．1 工艺流程 4
2．2 控制要求与方案 5
2．3 现场采集与控制设备的选择 7
2．4 PLC与触摸屏通讯 7
3 PLC的硬件配置 8
3．1 PLC的输入输出 8
3．2 甘油生产监控系统硬件配置 10
3．3 PLC I/O口接线设计 12
3．4 系统电气接线设计 13
4 程序设计 14
4．1 系统的启停 14
4．2 真空控制程序设计 15
4．3 釜温控制的程序设计 17
4．4 冷凝控制程序设计 21
4．5 供水控制的程序设计 22
4．6 收集控制的程序设计 23
4．7 排渣控制的程序设计 25
5 控制系统的仿真和调试 26
5．1 PLC调试 26
5．2 系统调试 28
结 论 31
致 谢 32
参考文献 33
附录：PLC源程序 34
1 引言
1．1 课题研究的背景与意义
甘油在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
当今社会的生产生活中有着非常广泛的用途，它不但是诸多化学产品的重要原料，还应用于食品、香料、医药等各个方面。甘油具有独特的化学性质，在生产化工产品或制作食用甘油时，甘油可用作主要原料或间接使用。各国对甘油的应用有不同的需求，一般用于涂料、树脂占25%，医药、牙膏、化妆品、盥洗用品占30%，食品饮料占22%，其它约占23%，近年来用于医药、牙膏、化妆品及食品等方面在增加[1]。
随着我国经济的迅猛发展，我国各相关行业对甘油的需求日益增加，虽然国内企业加大生产，却依然难以满足市场的需求，不得不从国外进口大批精甘油[2]。而提纯甘油又是甘油生产中极为重要的一环，因此，甘油精炼控制方案的设计对于甘油生产有着重要的意义。
目前，使用PLC进行控制在各行各业的生产过程中的应用非常广泛，用PLC来对甘油提纯过程进行控制具有编程简单，价格便宜，可靠性较高的优点。本设计中还应用了PID控制来提高控制的稳定性。
通过良好的控制方案来进行甘油生产既可以满足市场对于甘油生产的需求，又可以获得较好的经济回报。通过对未来发展的全面考量，我国的甘油消耗必然逐年增加。因此，无论是甘油的产量（尤其是精制甘油），还是精制甘油工艺的完善都是值得引起重视的[3]。所以，对甘油生产过程控制的研究就显得十分有必要。
1．2 国内外研究现状
1.2.1 甘油产量现状
甘油可以分为天然甘油、合成甘油及副产物甘油。上世纪八十年代以前，我国甘油生产主要依靠从动植物油脂中提取。直到目前为止，天然甘油的生产依旧是我国甘油生产的主要来源，但天然甘油的生产具有一定局限性。通过这种方法生产出来的甘油多为粗甘油而且生产率低。合成甘油的生产是以丙烯为主要原料的，还可以通过环氧氯丙烷合成得到[4]。由于原料成本的上涨以及通过这种方法生产的产品质量一般，在我国合成甘油产量很低。副产物甘油生产的主要原料为工业废油或地沟油，因为原料内杂质较多，油脂的化学性质经过高温遭到改变，所以副产物甘油产品质量较差。但随着化工产业的发展，生物柴油副产物甘油制法的完善，副产物甘油可能成为未来我国甘油生产的主要来源。
从全球角度看，在2000年全球甘油生产总量为75万吨，2004年为130万吨，甘油生产总量迅速提升。但是，涂料、医药、牙膏等行业对甘油的需求也逐年增加，对甘油的纯度要求也越来越高[5]。
随着近年来甘油生产控制技术的提高，甘油生产总量快速增加，却仍然达不到企业生产的需求量。2007年我国甘油产量达到了20万吨，而精甘油产量却较少，每年需要大量从国外进口[6]。由此可见，甘油提纯控制系统的研究具有重要的意义。
1.2.2 甘油生产工艺现状
1、水解工艺
水解工艺的原料为各种植物油脂，具体工艺流程如图1.1所示。
图1.1 水解工艺流程图
现今生产规模较大的企业均采用该工艺。它的优点是通过自动化控制达到密闭生产，从而减少了其他因素的干扰，产品质量高，生产率高，安全性高，污染较小，杂质少[7]。
2、皂化工艺
皂化工艺的原料为各种动植物油脂，通过一定的物理化学反应来进行生产。采用这种方法生产的甘油易出现杂质，不适合用于医疗，但目前该方法生产规模较大，生产工艺如图1.2所示。
图1.2 皂化工艺流程
3、精制工艺
该工艺的原料为粗甘油，具体工艺流程如图1.3所示。
图1.3 精制工艺流程图
精制工艺生产的甘油适用于医疗行业，该工艺对生产原料要求高，使用精制工艺生产合格的产品需要优质的原料与良好的生产条件[7]。
1.2.3 PLC控制技术发展状况
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