二氯三氟甲苯生产监控系统设计(附件)
三氟甲苯是氟化学中重要中间体，医药、染料的中间体，涂料溶剂并用作硫化剂及绝缘油的制造。 采用三个可编程序控制器（PLC）对二氯三氟甲苯生产过程的电气控制系统进行改造,论文将包括三氟甲苯的用途,目前生产的状况，详细阐述改进设计方案。根据工艺流程图的各个具体部分,确定PLC的输入输出点数,选择PLC型号,依据其生产流程的工作原理, 完成二氯三氟甲苯生产的PLC梯形图设计，使得生产设备控制系统的可靠性、抗干扰能力有明显的提高。其中，温度和液位的控制由PID的闭环调节来完成，通过PROFIBUS DP总线协议，实现三个S7-300之间的通讯，进行整个流程的监控。关键词 二氯三氟甲苯，S7-300，PID控制，梯形图
目 录
1 引言 1
1.1 二氯三氟甲苯生产意义和背景 1
1.2 课题研究的前景 1
1.3 论文的主要工作及主要任务 2
2 二氯三氟甲苯生产工艺 3
2.1 生产现状 3
2.2 生产原理 3
2.3 生产工艺及说明 5
3 总体设计 9
3.1 总体介绍 9
3.2 PLC介绍及选型 9
3.3 相关功能块介绍 10
3.4 通讯总线 12
4 控制电路的硬件设计 13
4.1 I/O分配表 13
4.2 硬件配置 15
4.3 硬件接线图 18
4.4 PROFIBUS DP总线组态配置图 22
4.5 PROFIBUS DP 通讯I/O表 22
5 程序设计 24
5.1 程序分析 24
5.1.1 主站程序 24
5.1.2 从站1程序分析 24
5.1.3 从站2程序分析 34
5.2 程序调试 37
结论 46
致谢 47
参考文献 48
1 引言
1.1 二氯三氟甲苯生产意义和背景
随着科技进步，人类对含氟化合物的使用越来越广泛，尤其是在农药 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
、医药、涂料、染料、表面活性剂、高性能材料等繁多的精细化工领域。目前新型农药、医药等创制和开发的主要方向之一就是三氟甲基化技术，并且未来几年仍将是研究热点，随着近几年来 ，国内外市场对三氟甲基化合物的需求持续加大，特别是对氯代三氟甲基这类中间化合物关注持续增加，更受到各大市场的青睐，相关产品经济效益大都很好且市场潜力巨大。现阶段，含氟精细化工中间体已受到各大国家和市场的青睐。这是因为氟原子体积相对较小, 电负性大 ,电子云密度高,再加上氟原子或含氟基团的引入 ,化合物能够拥有良好的热稳定性，抗氧化性，使得药效增强，作用持续时间长，并有副作用小等长处 ,因此人们相当关注含氟医药、农药的研发。无论从短期还是长期看，三氟甲苯的成批量生产既有重要性也有经济性。
1.2 课题研究的前景
可编程控制器（Programmable?Controller）保证设备在复杂的生产环境下也能正常完成生产任务，是一种可靠的数字化自动控制系统。它选用可编程的存储器，通过数字式或模拟式的输入将得到的数据执行各种逻辑、算术运算，使用定时、计数等操作指令，进行顺序控制，将结果保存在其内部，最后输出对应的信号给数字或模拟量输出，各种类型的工作设备或生产流程则由输出控制。
在现场实际工业生产中，通过使用可编程控制器，不仅可以让继电器实现逻辑控制功能，而且最主要的是可编程控制器的“可编程”功能，使得需要进行化学反应的条件控制时，只要相应地更改程序即可，而不需要像采用继电器控制系统那样频繁地改变硬件和接线。同时，根据上位机的主控指令及参数设置完成整个生产过程的PLC自动化控制，并将现场参数、运行状态、故障状态等信息上报。
另外，可靠性是生产设备的关键性能。20世纪以来，集成电路飞速发展，现代大规模集成电路也被应用到PLC中，PLC内部的集成电路加上使用现代成熟的生产工艺，PLC的适应能力变强，抗干扰能力也得到发展。PLC的正常工作时间基本保持在20000小时以上，相对于其他生产电气设备的运行时间，这是很可观的。[1.2.7]
产生的综合效益：
社会效益。苯加氢装置使用的出料管线优化技术及调节阀泵冲洗技术，一方面提升了环烃工业化生产工艺水平，另一方面，尼龙化工产业的优势在于低成本，也能得到保留。国内不断引进国外先进工艺的引进，学习先进的技术，在此基础上加以改进，不断创新，在生产技术提升和国产化的同时，促进企业的可持续发展。
环境效益。苯加氢装置出料管线优化技术及调节阀泵冲洗技术中使用的清洗介质是杂质极低的高纯水，催化剂再生系统会把冲洗后的废物集中到一起，实现废弃物零排放，废水的回收利用使得使用量不变，使产量和效率提升的同时，减少排放，保护环境。[9]
1.3 论文的主要工作及主要任务
1.3.1 论文的主要工作
本课题来源于制药企业企业，采用S7300PLC构建PROFIBUS主从网络及WINCC完成二氯三氟甲苯生产的氯化、氟化、精馏等过程的自动化监控。本子课题的任务是根据上位机的主控指令及参数设置完成整个生产过程的PLC自动化控制，并将现场参数、运行状态、故障状态等信息上报。
1.3.2本次设计的主要任务：
1)确定三氟甲苯生产工艺方案。
2)根据三氟甲苯生产工艺方案确定PLC控制方案。
3)进行三氟甲苯生产PLC控制的硬件和软件设计。
2 二氯三氟甲苯生产工艺
2.1 生产现状
三氟甲苯生产设备不断改进，但是近几年才使用自动控制设备，可以说，三氟甲苯生产设备是一种较成熟的自动化生产设备。它的特点是可通过编程方式来完成各种预定的生产任务，在性能上既有机器精确控制的优点，也有人的应变能力，尤其体现了生产过程的智能化和良好适应性。化工生产中的设备控制需要准确性和在各种环境中工作的适应力，由于其高要求，使得化工生产在国民经济各领域有良好的发展前景。
目 录
1 引言 1
1.1 二氯三氟甲苯生产意义和背景 1
1.2 课题研究的前景 1
1.3 论文的主要工作及主要任务 2
2 二氯三氟甲苯生产工艺 3
2.1 生产现状 3
2.2 生产原理 3
2.3 生产工艺及说明 5
3 总体设计 9
3.1 总体介绍 9
3.2 PLC介绍及选型 9
3.3 相关功能块介绍 10
3.4 通讯总线 12
4 控制电路的硬件设计 13
4.1 I/O分配表 13
4.2 硬件配置 15
4.3 硬件接线图 18
4.4 PROFIBUS DP总线组态配置图 22
4.5 PROFIBUS DP 通讯I/O表 22
5 程序设计 24
5.1 程序分析 24
5.1.1 主站程序 24
5.1.2 从站1程序分析 24
5.1.3 从站2程序分析 34
5.2 程序调试 37
结论 46
致谢 47
参考文献 48
1 引言
1.1 二氯三氟甲苯生产意义和背景
随着科技进步，人类对含氟化合物的使用越来越广泛，尤其是在农药 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
、医药、涂料、染料、表面活性剂、高性能材料等繁多的精细化工领域。目前新型农药、医药等创制和开发的主要方向之一就是三氟甲基化技术，并且未来几年仍将是研究热点，随着近几年来 ，国内外市场对三氟甲基化合物的需求持续加大，特别是对氯代三氟甲基这类中间化合物关注持续增加，更受到各大市场的青睐，相关产品经济效益大都很好且市场潜力巨大。现阶段，含氟精细化工中间体已受到各大国家和市场的青睐。这是因为氟原子体积相对较小, 电负性大 ,电子云密度高,再加上氟原子或含氟基团的引入 ,化合物能够拥有良好的热稳定性，抗氧化性，使得药效增强，作用持续时间长，并有副作用小等长处 ,因此人们相当关注含氟医药、农药的研发。无论从短期还是长期看，三氟甲苯的成批量生产既有重要性也有经济性。
1.2 课题研究的前景
可编程控制器（Programmable?Controller）保证设备在复杂的生产环境下也能正常完成生产任务，是一种可靠的数字化自动控制系统。它选用可编程的存储器，通过数字式或模拟式的输入将得到的数据执行各种逻辑、算术运算，使用定时、计数等操作指令，进行顺序控制，将结果保存在其内部，最后输出对应的信号给数字或模拟量输出，各种类型的工作设备或生产流程则由输出控制。
在现场实际工业生产中，通过使用可编程控制器，不仅可以让继电器实现逻辑控制功能，而且最主要的是可编程控制器的“可编程”功能，使得需要进行化学反应的条件控制时，只要相应地更改程序即可，而不需要像采用继电器控制系统那样频繁地改变硬件和接线。同时，根据上位机的主控指令及参数设置完成整个生产过程的PLC自动化控制，并将现场参数、运行状态、故障状态等信息上报。
另外，可靠性是生产设备的关键性能。20世纪以来，集成电路飞速发展，现代大规模集成电路也被应用到PLC中，PLC内部的集成电路加上使用现代成熟的生产工艺，PLC的适应能力变强，抗干扰能力也得到发展。PLC的正常工作时间基本保持在20000小时以上，相对于其他生产电气设备的运行时间，这是很可观的。[1.2.7]
产生的综合效益：
社会效益。苯加氢装置使用的出料管线优化技术及调节阀泵冲洗技术，一方面提升了环烃工业化生产工艺水平，另一方面，尼龙化工产业的优势在于低成本，也能得到保留。国内不断引进国外先进工艺的引进，学习先进的技术，在此基础上加以改进，不断创新，在生产技术提升和国产化的同时，促进企业的可持续发展。
环境效益。苯加氢装置出料管线优化技术及调节阀泵冲洗技术中使用的清洗介质是杂质极低的高纯水，催化剂再生系统会把冲洗后的废物集中到一起，实现废弃物零排放，废水的回收利用使得使用量不变，使产量和效率提升的同时，减少排放，保护环境。[9]
1.3 论文的主要工作及主要任务
1.3.1 论文的主要工作
本课题来源于制药企业企业，采用S7300PLC构建PROFIBUS主从网络及WINCC完成二氯三氟甲苯生产的氯化、氟化、精馏等过程的自动化监控。本子课题的任务是根据上位机的主控指令及参数设置完成整个生产过程的PLC自动化控制，并将现场参数、运行状态、故障状态等信息上报。
1.3.2本次设计的主要任务：
1)确定三氟甲苯生产工艺方案。
2)根据三氟甲苯生产工艺方案确定PLC控制方案。
3)进行三氟甲苯生产PLC控制的硬件和软件设计。
2 二氯三氟甲苯生产工艺
2.1 生产现状
三氟甲苯生产设备不断改进，但是近几年才使用自动控制设备，可以说，三氟甲苯生产设备是一种较成熟的自动化生产设备。它的特点是可通过编程方式来完成各种预定的生产任务，在性能上既有机器精确控制的优点，也有人的应变能力，尤其体现了生产过程的智能化和良好适应性。化工生产中的设备控制需要准确性和在各种环境中工作的适应力，由于其高要求，使得化工生产在国民经济各领域有良好的发展前景。
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