工业清洗剂生产自动投料监控系统设计(附件)
传统清洗剂的生产方式，在产品质量和生产安全得不到保障。以计算机为核心的集散控制系统使配料生产过程更加安全可靠。本论文根据清洗剂生产过程的工艺要求，确定酸性、碱性和季铵盐性清洗剂生产自动投料监控系统设计方案。主要完成自动投料系统变量配置、数据库建立、逻辑控制程序设计、上位机组态画面设计以及网络通讯设计，实现软水物料、酸性物料、碱性物料、量大的小料物料的准确投料和执行机构的精确控制。通过调试运行，该系统具有运行可靠、操作简单、功能可扩展性强等特点。关键词 清洗剂，投料系统，DCS，通讯网络目录
1 绪论 1
1.1 课题的背景及意义 1
1.2 化工自动化发展现状与发展趋势 1
1.3 配料系统的发展状况 2
1.4 研究内容 3
2 工艺流程及DCS控制系统 4
2.1 配料系统方案设计 4
2.2 DCS介绍 6
3 DCS控制系统编程设计与实现 8
3.1 DCS组态流程图 8
3.2 建立数据库 10
3.3 自动配料系统的逻辑控制设计 10
3.4 配料监控系统上位机操作步骤 23
4 调试运行 26
4.1 虚拟控制站介绍 26
4.2 仿真调试操作 27
结论 31
致 谢 33
参 考 文 献 34
1 绪 论
1.1 课题的背景及意义
随着科学技术的飞速发展及其在工业生产中广泛和深入的应用，近几十年工业生产的发展体现着两个明显的特征：一是生产规模越来越大，二是生产技术水平越来越高，这既表现为生产工艺技术水平的不断提高，又表现在生产控制的自动化水平的不断提高[1]。鉴于化学工业工艺复杂、高温、高压,许多物料易燃、易爆、有毒等特性,特别需要有可靠有效的检测与控制手段来保证安全生产和优质高产[2]。
清洗剂生产的原料都是强腐蚀性的物料，采用人工投料的方式容易造成人身意外伤害，所以在投加这些强腐蚀性的物料时需要采取自动投料，这样可以减少人体与物料的接触，从而降低危险发生的可能性，保证操作人员的安全，
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提高，又表现在生产控制的自动化水平的不断提高[1]。鉴于化学工业工艺复杂、高温、高压,许多物料易燃、易爆、有毒等特性,特别需要有可靠有效的检测与控制手段来保证安全生产和优质高产[2]。
清洗剂生产的原料都是强腐蚀性的物料，采用人工投料的方式容易造成人身意外伤害，所以在投加这些强腐蚀性的物料时需要采取自动投料，这样可以减少人体与物料的接触，从而降低危险发生的可能性，保证操作人员的安全，提高生产效率和可靠性。随着工业控制计算机集散控制系统的运用，操作人员可以通过上位机的组态画面对配料系统进行监控，而无需亲临现场就可以控制和观察整个生产过程。上位机通过组态软件进行监视，通过仪器或设备对现场生产工作进行操控。监控系统可实现实时过程数据监视、模拟显示工艺流程、实时数据记录查阅、系统操作员权限设定、工艺参数设定、设置运行过程事件报警及手自动控制切换[3]。这种控制方式不仅提高了效率，而且功能强大，可靠性和抗干扰能力也得到了进一步的提升。
清洗剂投料监控系统采用自动化方式将有以下几个意义
1、减少物料与人体的接触，减少劳动力，避免危险的发生，保证生产安全可靠。
2、入釜原料稳定，可以提高原料的利用率，节省时间、提高产品的产量和质量。
3、系统具有实时采集数据、记录数据和查询数据的功能，方便操作人员现场抽查生产情况和出现问题时对当时生产情况的回顾。
4、可以用计算机实现管理配方、保存配方、修正配方、打印配方、运行配方等功能，操作简单方便。
1.2 化工自动化发展现状与发展趋势
1.2.1 化工自动化发展现状
大型化工生产装置对工艺控制指标的要求十分严格，所以要求相应的自动化控制程度比较高，控制系统的设计也较复杂。目前，在工业生产中，采用的比较普遍的工业过程自动控制系统主要包括DCS(分散控制系统）和PLC（可编程控制器）。
1、DCS在化工生产中的应用
DCS是以微处理机为核心，采用组合组装式结构组成系统，对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种控制技术。伴随着DCS功能不断完善、可靠性的逐步提高、管理功能的不断增强，DCS控制系统解决了现代化大生产中传统的仪表控制系统难以胜任的过程控制问题，其在化工行业的应用不断扩大，应用水平也在不断提高[4]。在化工生产过程中，集散控制系统的应用越来越多。DCS 作为先进的控制系统，丰富的功能和简便灵活的组态方式，使其在提高控制回路品质，安全稳定生产和加强生产管理方面显示了其卓越的性能，DCS 系统的应用为提高化工行业的过程控制和生产管理水平，提供了先进的技术手段[5]。
2、PLC在化工生产中的应用
PLC是由模仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令，并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程[6]。PLC 控制技术巧妙地将自动化技术、计算机技术和通信技术有效地合为一个整体，很好地契合了工业企业的发展需求。它可以针对不同自动化设备的不同控制要求，提供可靠和完善的控制方法，因而PLC 控制技术在工业中的市场份额比较大。PLC 控制技术自身的优良特性还是比较突出：可靠性高、适应范围广、具有良好的通信功能、结构模块化等特征[7]。
1.2.2 化工自动化控制的未来趋势
随着计算机技术的日益提升和完全进入企业，科研成果的推陈出新，微电子技术和信息技术必然会在化工自动化控制技术中得到广泛的应用，而且会从单一的生产过程延伸到化工企业的各个管理环节，这将成为必然的发展趋势[8]。现代化工行业中，微电子技术普遍应用于检测工业工程线路和工业仪表仪器、监控工程作业、管理企业信息资源以及智能化控制等领域。在新时期，化工自动化控制的发展趋势逐步上升，行业规模逐步扩大，化工自动化控制的发展符合新时期化工行业的发展大局，因此要不断完善化工自动化控制技术，全面提升化工自动化控制水平[9]。
1.3 配料系统的发展状况
随着计算机技术和微电子技术的发展，微机配料控制系统经历了人工手动控制、机械电气控制、单片机控制、工业控制计算机集中控制等几个阶段。
在人工手动控制阶段，配料设备庞大且各设备之间无联系或联系很少。在产品生产时，需要对原料的投加进行详细的步骤划分，工人们按照操作书的要求全部进行人工计量和人工投料。但是一个工人的操作量有限，且只能通过观察记录相关数据，在这种操作方式下，操作员的操作技术的熟练度和对操作生产过程的掌握与产品的质量息息相关。
在机械电气控制阶段，一些小型化的微机配料电动组合仪表的应
1 绪论 1
1.1 课题的背景及意义 1
1.2 化工自动化发展现状与发展趋势 1
1.3 配料系统的发展状况 2
1.4 研究内容 3
2 工艺流程及DCS控制系统 4
2.1 配料系统方案设计 4
2.2 DCS介绍 6
3 DCS控制系统编程设计与实现 8
3.1 DCS组态流程图 8
3.2 建立数据库 10
3.3 自动配料系统的逻辑控制设计 10
3.4 配料监控系统上位机操作步骤 23
4 调试运行 26
4.1 虚拟控制站介绍 26
4.2 仿真调试操作 27
结论 31
致 谢 33
参 考 文 献 34
1 绪 论
1.1 课题的背景及意义
随着科学技术的飞速发展及其在工业生产中广泛和深入的应用，近几十年工业生产的发展体现着两个明显的特征：一是生产规模越来越大，二是生产技术水平越来越高，这既表现为生产工艺技术水平的不断提高，又表现在生产控制的自动化水平的不断提高[1]。鉴于化学工业工艺复杂、高温、高压,许多物料易燃、易爆、有毒等特性,特别需要有可靠有效的检测与控制手段来保证安全生产和优质高产[2]。
清洗剂生产的原料都是强腐蚀性的物料，采用人工投料的方式容易造成人身意外伤害，所以在投加这些强腐蚀性的物料时需要采取自动投料，这样可以减少人体与物料的接触，从而降低危险发生的可能性，保证操作人员的安全，
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提高，又表现在生产控制的自动化水平的不断提高[1]。鉴于化学工业工艺复杂、高温、高压,许多物料易燃、易爆、有毒等特性,特别需要有可靠有效的检测与控制手段来保证安全生产和优质高产[2]。
清洗剂生产的原料都是强腐蚀性的物料，采用人工投料的方式容易造成人身意外伤害，所以在投加这些强腐蚀性的物料时需要采取自动投料，这样可以减少人体与物料的接触，从而降低危险发生的可能性，保证操作人员的安全，提高生产效率和可靠性。随着工业控制计算机集散控制系统的运用，操作人员可以通过上位机的组态画面对配料系统进行监控，而无需亲临现场就可以控制和观察整个生产过程。上位机通过组态软件进行监视，通过仪器或设备对现场生产工作进行操控。监控系统可实现实时过程数据监视、模拟显示工艺流程、实时数据记录查阅、系统操作员权限设定、工艺参数设定、设置运行过程事件报警及手自动控制切换[3]。这种控制方式不仅提高了效率，而且功能强大，可靠性和抗干扰能力也得到了进一步的提升。
清洗剂投料监控系统采用自动化方式将有以下几个意义
1、减少物料与人体的接触，减少劳动力，避免危险的发生，保证生产安全可靠。
2、入釜原料稳定，可以提高原料的利用率，节省时间、提高产品的产量和质量。
3、系统具有实时采集数据、记录数据和查询数据的功能，方便操作人员现场抽查生产情况和出现问题时对当时生产情况的回顾。
4、可以用计算机实现管理配方、保存配方、修正配方、打印配方、运行配方等功能，操作简单方便。
1.2 化工自动化发展现状与发展趋势
1.2.1 化工自动化发展现状
大型化工生产装置对工艺控制指标的要求十分严格，所以要求相应的自动化控制程度比较高，控制系统的设计也较复杂。目前，在工业生产中，采用的比较普遍的工业过程自动控制系统主要包括DCS(分散控制系统）和PLC（可编程控制器）。
1、DCS在化工生产中的应用
DCS是以微处理机为核心，采用组合组装式结构组成系统，对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种控制技术。伴随着DCS功能不断完善、可靠性的逐步提高、管理功能的不断增强，DCS控制系统解决了现代化大生产中传统的仪表控制系统难以胜任的过程控制问题，其在化工行业的应用不断扩大，应用水平也在不断提高[4]。在化工生产过程中，集散控制系统的应用越来越多。DCS 作为先进的控制系统，丰富的功能和简便灵活的组态方式，使其在提高控制回路品质，安全稳定生产和加强生产管理方面显示了其卓越的性能，DCS 系统的应用为提高化工行业的过程控制和生产管理水平，提供了先进的技术手段[5]。
2、PLC在化工生产中的应用
PLC是由模仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令，并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程[6]。PLC 控制技术巧妙地将自动化技术、计算机技术和通信技术有效地合为一个整体，很好地契合了工业企业的发展需求。它可以针对不同自动化设备的不同控制要求，提供可靠和完善的控制方法，因而PLC 控制技术在工业中的市场份额比较大。PLC 控制技术自身的优良特性还是比较突出：可靠性高、适应范围广、具有良好的通信功能、结构模块化等特征[7]。
1.2.2 化工自动化控制的未来趋势
随着计算机技术的日益提升和完全进入企业，科研成果的推陈出新，微电子技术和信息技术必然会在化工自动化控制技术中得到广泛的应用，而且会从单一的生产过程延伸到化工企业的各个管理环节，这将成为必然的发展趋势[8]。现代化工行业中，微电子技术普遍应用于检测工业工程线路和工业仪表仪器、监控工程作业、管理企业信息资源以及智能化控制等领域。在新时期，化工自动化控制的发展趋势逐步上升，行业规模逐步扩大，化工自动化控制的发展符合新时期化工行业的发展大局，因此要不断完善化工自动化控制技术，全面提升化工自动化控制水平[9]。
1.3 配料系统的发展状况
随着计算机技术和微电子技术的发展，微机配料控制系统经历了人工手动控制、机械电气控制、单片机控制、工业控制计算机集中控制等几个阶段。
在人工手动控制阶段，配料设备庞大且各设备之间无联系或联系很少。在产品生产时，需要对原料的投加进行详细的步骤划分，工人们按照操作书的要求全部进行人工计量和人工投料。但是一个工人的操作量有限，且只能通过观察记录相关数据，在这种操作方式下，操作员的操作技术的熟练度和对操作生产过程的掌握与产品的质量息息相关。
在机械电气控制阶段，一些小型化的微机配料电动组合仪表的应
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