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摘 要：目前，国内自动化专业的现场控制对象主要以仿真模型为主，符合工程实践的理实一体设备几乎没有，或不便于大规模的使 用，为了更好地发展职业教育，提高技能水平，向学生提供能够满足其职业技能需求的实训装置，本文设计了基于 DCS&FCS 的乙醇精 馏生产控制系统，将浙江中控公司的 JX-300XP 系统作为系统实现的硬件平台，基于以上软硬件资源设计了乙醇精馏生产控制系统的 整体控制方案，通过 JX-300XP 控制系统对乙醇精馏生产设备进行联机调试，测试了各项功能，结果表明，系统能够实时、快速、准确的实现控制需求，验证了系统的稳定性和可靠性。
引言
国内 DCS 和 FCS 课程的教学依然停留在课堂多媒体教学或者机房仿真软件实操教学层面， 学生对于实际生产工艺没有直观的认识，尤其不能有效的将 DCS 和 FCS 与现场仪表和仪表控制回路有效联系起来， 针对这一弊端尤其是对于实际的生产过程的控制没有实物对照 [1]。 基于以上背景， 本文设计了基于DCS&FCS 的乙醇精馏生产控制系统。以实际生产过程为原型，设 计 DCS&FCS 的乙醇精馏生产控制系统，该系统不但可以用于实 训教学，让学生体会实际生产环境和工艺，还可以提供教师和现 场工程师进行培训和技术研究。 该设备完全自主研发，既锻炼了 教师的知识应用能力， 也可以给学生提供一个更为贴近实际生
产的学习设备[2]。
1 系统硬件设计
“DCS&FCS 生产过程控制实训装备”在实际的运行过程中，现场的检测参数有物位、压力、流量、温度、成分等多种参数，现 场仪表对于在现场参数的检测也是对应着不同型号、不同检测原理的多样检测仪表，所以仪表的选型是一项操作性、理论性较 强的工作，对选型技术人员提出了较高的技术要求，在仪表选型 前检测仪表的工作原理和仪表传感器的测量方法要有整体理解 和比较，而后在仪表的整体特性、安装方式、使用的环境条件以及性价比等方面全面的考虑， 在此基础上选型出来的检测仪表 才能适用于工业生产的要求，使用方便安全，性价比较高。 下面 是按照主要的工艺设备对其进行检测仪表的选型工作。
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香港理财婆169292一肖一码-理财婆169292彩民一码-理财婆169292三肖三码-理财婆彩民一码高手-理财婆169292四肖八码 乙醇检测仪：管线位置 P-10110。工艺条件：介质为乙醇水溶 液，工艺要求操作压力为 0～0.3MPa，操作温度为 91.7～120℃，根 据工艺要求，进一步选择变送器为分体式，测量范围在 0～20%，精度为±1%，输出信号为 4～20mA，电源为 24V 外部供电。 检测仪在使用过程中，根据乙醇的工艺特性，选择安全防爆的检测仪， 同时仪表的经济性较好，根据以上要求，选择 Multi pro 600A 固 定是气体检测仪， 仪表的性能特点是： 采用原装进口气体传感器，使用寿命更长，测量结果稳定、精确，采用嵌入式 32 位超低 功耗微处理器，响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好，整 机符合 EMC 设计标准，超强抗电磁干扰能力，适用于各种复杂 工业现场，多种信号输出方式，能同时输出 4～20mA 模拟信号、RS485 数字信号、无线数字信号，全自动温度、湿度补偿技术，测量数据真实有效，配备红外遥控器。
一体化孔板流量计：位置 P-10103。工艺条件：介质为乙醇水 溶 液 ， 工艺要求操作压力为 0.2～0.3MPa，操 作温度为 91.7～120℃，流量正常为 100kg/h，根据工艺要求，进一步选择变送器为一体式，测量范围在 0～16kPa，精度为±0.075%，输出信号为 4～20mA，电源为 24V 外部供电。工艺介质为清洁的乙醇水溶液，流 体在流动过程中不会形成湍流，根据以上要求，选择 DEC-LG 系 列孔板流量计一体化孔板流量计香港理财婆169292一肖一码-理财婆169292彩民一码-理财婆169292三肖三码-理财婆彩民一码高手-理财婆169292四肖八码，仪表的性能特点是：采用传感器单晶硅智能型，具有良好的测量精度，能进行故障的自诊断，带通讯接口可通过智能手持器进行量程修改。智能一体化孔板 流量计自带显示面板，通过调整可以显示累计流量、瞬时流量、压力、温度。 可进行多种形式的通讯，模拟量通讯和数字量通讯。 鲁棒性高，具有良好的测量精度，测量精度可达±0.075%；可持续性好，鲁棒性可达 0.1%FS/年；测量zui高压力可达 40MPa，测量过 程耐高温、高静压影响。
2 JX-300XP 系统硬件组成
“DCS&FCS 生产过程控制实训装备”在实际的运行过程中，现场的检测参数有物位、压力、流量、温度、成分等多种参数，现 场仪表对于在现场参数的检测也是对应着不同型号、不同检测 原理的多样检测仪表，所以仪表的选型是一项操作性、理论性较 强的工作，对选型技术人员提出了较高的技术要求，在仪表选型 前检测仪表的工作原理和仪表传感器的测量方法要有整体理解 和比较，而后在仪表的整体特性、安装方式、使用的环境条件以及性价比等方面全面的考虑，在此基础上选型出来的检测仪表 才能适用于工业生产的要求，即使用安全又能性价比高[3]。具体 组成如表 1 示。
3 系统组态设计
3.1 控制站主机设置 根据卡件选择及卡件数量统计，本项目需要配置 2 个机笼，1 个控制站。 其中主控制卡和数据转发卡设置冗余。
3.2 输入输出信号点组态设置
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以电流信号输入卡 XP313 为例进行描述输入输出信号点组 态设置，XP313 上集成有 6 路分组隔离型电流信号 （Ⅱ型或Ⅲ 型）输入卡。 而且对 6 路变送器提供+24V 隔离配电电源[4]。 在该 卡内部集成了一块带 CPU 嵌入式的智能型卡件， 在对现场需要 检测的物理量例如温度、压力、流量和物位等信息以模拟量电流 的形式输入到板卡上进行信号调理、在进行信号测量的时候，卡 间内部编写的软件可以完成自身故障检测及与主控制卡通信的 功能。
3.3 输入输出卡件组态设置 根据本项目的测点清单，进行卡件选择，并根据规范进行合
理分配，具体如下：
1）信号点在控制站中的分配原则。 在同一控制回路中囊括 的测点必须分配在一个控制站中。 在相同连锁条件中相应的测 点必须分配在一个控制站中。
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香港理财婆169292一肖一码-理财婆169292彩民一码-理财婆169292三肖三码-理财婆彩民一码高手-理财婆169292四肖八码 3）信号点（卡件）分配排列规范。 测点分配卡间位置时，按照 测点类型顺序分布排列。具体排布顺序：①4～20mA 输入配电；②热阻；③热偶；④4～20mA 输入不配电；⑤4～20mA 输出；⑥其他 （特殊卡件如脉冲量卡、SOE 卡等等）；⑦DI；⑧DO。 4）重要的信号处理。 设备上同一个位置上的多个测点，宜被 分配在不同的卡件中。 本项目中的卡件选择以及具体分配如图 1 所示。
3.4 算法组态设置
带跟踪处理的单回路控制方案组态。 LE_SFLOAT 模块用于 存储表质量，对输入的数据进行比较，如果比较发现较前个输入值小于等于第二个输入值，该模块输出 ON，如果发现较前个大 于第二个数就输出 OFF。 EN 和 ENO 能作为附加参数加以设置。
OR_BOOL 模块主要功能是对输入值进行逻辑，代表或运算， 然后从输出值位置输出运算结果， 该模块的输入值的数量有多 个，在用鼠标拖动该模块的时候会看到多个输入功能的引脚[5-6]。
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JX-300XP 控制系统组态调试做了简单的研究，为下一步系 统开车做准备。根据调试的一般步骤，系统上电、网络调试、操作 小组 I/O 点调试、控制方案调试。 通过联机调试，结果表明，JX-300XP 控制系统达到整体控制要求。
4 结论
本文以基于实际工程环境的自动化实训装置的具体需求和 实际问题出发，具体分析了乙醇精馏的工艺过程，采用浙江中控技术有限公司 JX-300XP 型 DCS 集散控制系统为控制手段，开发 出“基于 DCS&FCS 的乙醇精馏控制系统”。 本课题获得吉林工业 职业技术学院“DCS&FCS 生产过程控制实训装置”省财政专项项目支持，系统投入使用后，取得了良好的控制效果和社会效应。
