摘要:本次设计是基于西门子自动化挑战赛的连续过程控制赛项，对过程控制中的蒸发器控制系统进行调试优化。蒸发器是化工厂的反应设备中常用的设备，蒸发器的主要任务是对化工反应中的产品进行分离提纯，提高产品质量，已达到节约能源，提高设备的生产效率的目的。本次设计的开发环境为西门子PCS7软件，控制器为西门子S7-400PLC，仿真设备为SMPT-1000。硬件组态基于PROFIBUS DP总线协议。控制程序利用了PCS7中的CFC功能，CFC编写蒸发器的温度，液位和流量控制。通过调整其控制器的参数，使其快速达到稳定状态。SFC编写开车停车程序，调试SFC程序使温度、液位、流量等相关参数快速达到要求。通过对实验结果的分析，控制方案具有较好的实用性和可靠性，设计的蒸发器实验系统可以模拟实际工业现场的实际装置，是一个较为理想的实验教学平台。

关键词：蒸发器；压力控制；PID控制器；西门子PCS7软件

目录

摘要

Abstract

1 引言-1

1.1 蒸发器控制系统的背景和研究意义-1

1.2 实验设备介绍-1

1.3 主要工作内容-1

2 控制系统方案设计-2

2.1 工艺描述及流程分析-2

2.1.1 工艺描述-2

2.1.2工艺流程分析-3

2.1.3 性能指标-3

2.2 方案设计依据-3

2.3 蒸发器控制需求分析-4

2.3.1 闪蒸罐流量控制需求-4

2.3.2 闪蒸罐液位控制需求-4

2.3.3 闪蒸罐温度控制需求-4

2.3.4 最终产物浓度控制需求-4

2.3.5 闪蒸罐的压力控制需求-4

2.4 闪蒸罐控制对象特性分析-5

2.4.1 闪蒸罐压力对象分析-5

2.4.2 闪蒸罐流量对象分析-5

2.4.3 闪蒸罐液位对象分析-5

2.4.4 闪蒸罐温度对象分析-5

2.5 系统安全分析-5

2.6 闪蒸罐的液位控制方案设计-6

2.7 闪蒸罐负压控制方案设计-7

2.8 安全系统方案设计-7

2.9 绿色生产、节能减排降耗方面的考虑-8

3系统硬件设备选择与电气设计-9

3.1 系统组成-9

3.2 下位机系统组成及硬件选型-9

3.3 仪表系统组成及硬件选型-10

3.4 I/O表-10

3.5 电气设计-11

3.5.1 电气原理图-11

3.5.2 布局图-11

3.5.3 接线表-11

4软件设计及控制系统组态-12

4.1 软件总体架构-12

4.2 上位机设计-12

4.3 下位机设计-13

4.3.1 系统组态-13

4.3.2 控制程序设计-15

5 操作说明及运行效果-17

5.1操作流程-17

5.2 运行效果-17

结    论-18

参 考 文 献-19

附录A控制系统管道仪表流程图-20

附录B 蒸发器系统电气原理图-21

附录C 蒸发器系统电气配线表-22

致    谢-23