西门子模块总代理商-南昌地区

在自控工程设计的图纸上，按设计标准，均有统一规定的图例、符号。我国控制系统设计常用的标准或规范为《过程检测和控制系统用图形符号和文字符号》（HG-T20505—2014），下面对其中主要内容作简要介绍。这些图形符号和文字符号主要用于工艺控制流程图（PCD）、管道及仪表流程图（P&ID）上的应用。另外在新体制的设计规定中，专门有一个分规定。 3.4.1 基本图形符号 控制系统设计的基本的图形符号如表3.5 所示。表示仪表位置的图形 基本符号如表 3.6 所示。 表 3.5 控制系统设计的基本图形符号 表 3.6表示仪表位置的图形基本符号 标注说明： 1 共享显示、共享控制系统包括基本过程控制系统、安全仪表系统和其他具有共享显示、共享控制功能的系统和仪表设备。 2 可接近性指通常是否允许包括观察、设定值调整、操作模式更改和其他任何需要对仪表进行操作的操

黑液蒸发的主要设备是蒸发器。蒸发器串联组成蒸发站。本设计中所控制的蒸发站是由五台板式降膜蒸发器串联组成。除此之外，还有一些辅助的蒸发设备，如降膜板式冷凝器，温水槽，稀黑液槽, 闪蒸罐，液位罐等。在黑液蒸发过程中包含以下三个基本的工艺流程，即蒸汽流程，黑液流程，冷凝水流程。本蒸发站中，外网来低压蒸汽(0.4Mpa151℃)，采用216-2BD23-0XB8控制的首先进入I效蒸发器，I效蒸发器产生的二次蒸汽经闪蒸罐闪急蒸发后，再引入II效，为II效蒸发器提供热源，以此类推直至末效。末效二次蒸汽经冷凝后成冷凝水排出，不凝气体则由真空泵排空。而黑液则采用逆流供液方式，即制浆车间来稀黑液，首先进入稀黑液槽,经稀黑液泵进入末效蒸发器，然后再到IV效，III效，以此类推，直至I效。与蒸发流程反向而行。这样随着黑液浓度的提高，蒸发温度也提高，而黑液粘度增加缓慢。蒸汽流与黑液流反向而行的供液方式，不仅可节省蒸汽消耗，部分程度上也可缓解黑液结垢问题。

    在本蒸发工段的主要控制目标是通过CPU226CN稳定浓黑液的深度和降低蒸汽消耗，影响浓黑液波美度的因素主要是进效稀黑液的浓度和流量及蒸发设备各效的总有效差压。稳定有效差压首先要稳定进第I效的新鲜蒸汽的压力和末效二次蒸汽的真空度，即稳定总压差。然后尽量减少和稳定蒸发过程中的压差损失，因此，必须要控制下列参数：

进效稀黑液的浓度和流量；

（1）       出效浓黑液的浓度；

（2）       进效新鲜蒸汽的压力和流量；

（3）       末效的二次蒸汽的真空度；

（4）       出效黑液的液位；

（5）       出效冷却水液位；

所以，我们选取压力、流量、温度、液位为主要的控制对象，共设置了8路压力、6路流量、21路温度、16路液位总计51个测控点。为防止流送过程中，因电机启停不当而造成的不良后果，我们又对所使用的22台电机通过西门子变频器实行连锁控制。

1.1系统硬件设计

1.1.1本自动控制系统采用西门子先进的S7-400西门子plc可编程控制器。它是西门子公司开发的适合当代计算机技术发展的新一代可编程控制系统。它具有更高的控制能力、运算速度、网络功能和更优的性能价格比。通过PROFIBUS-DP现场总线可与ET200MI/0站相连。ET200M 可置于MCC低压柜旁边，从而可方便将MT8100ie电机和泵类的控制纳入DCS中去。

1.1.2系统网络采用工业以太网。其优点：

抗干扰能力强，不需特殊的接地要求，不对其它电子设备产生影响。

中央处理单元型号为CPU414-2DP西门子plc。系统的输入输出模板的型号和数量由现场电气和仪表信号的类型和数量决定。

概述

• 将 SIMATIC S7-400 连接到工业以太网

• 2 个 RJ45 接口，用于具有自动侦测/自动协商和自动交叉功能的 10/100 Mbit/s 全双工/半双工连接

• -集成的实时交换机 ERTEC，带有两个端口

• -多协议运行，支持 ISO、TCP/IP、UDP 和 PROFINET IO 协议

• -可调节的 Keep-Alive 功能

• 通讯服务：

• -开放式通信（ISO、TCP/IP 和 UDP）

• -PROFINET IO 控制器，具有实时属性 RT 和 IRT

• -编程器/OP 通信：通过 S7 路由的交叉网络

• -S7 通信

• 通过 UDP 多点传送

• 通过可组态的访问列表实现访问保护

• 支持与 SIMATIC S7-400 CPU 416F-3PN/DP 结合使用的故障安全型可编程控制器

• 不使用 PG 更换模块

• SIMATIC H 系统运行，用于冗余 S7 通信

• 使用 STEP 7 组态

• 可以在 STEP 7 中使用 Web 浏览器进行诊断

• 通过工业以太网，使用 NTP 或 SIMATIC 程序自动设置 CPU 时钟

• 通过 SNMP（MIB II 诊断信息）集成网络管理系统

1) ISA-S71.04 严重级别 GX：长期负载：SO2 < 4.8 ppm; H2S <9.9 ppm; Cl < 0.2 ppm; HCl < 0.66 ppm; HF < 0.12 ppm; NH< 49 ppm; O3 < 0.1 ppm; NOX < 5.2 ppm
限值（长 30 分钟）：SO2 < 17.8 ppm; H2S < 49.7 ppm; Cl < 1.0ppm; HCl < 3.3 ppm; HF < 2.4 ppm; NH < 247 ppm;O3 < 1.0 ppm; NOX < 10.4 ppm

2) 在含有腐蚀性气体的环境中工作时，必须将提供的插头盖盖在未使用的接口上！

2控制措施

纸机碱回收控制中浓黑液在线测量一直是一个难题，而浓度控制是碱回收蒸发工段的终控制目标，其控制效果的好坏对后续燃烧工段起着举足轻重的作用，虽然浓黑液的浓度无法直接测量，但在本项目中可利用黑液的沸点在一定的压力下随其浓度的增大而升高的特性进行间接测量。即D=F（P，T）其中D：浓度P：压力T：温度。为了使系统更稳定，对浓黑液的浓度和进效蒸汽实施串级控制方案。事实证明在对驻马店遂平白云纸业的工程中不但效果稳定而且节能。

3软件设计

本系统采用西门子公司的S7-300系列西门子plc产品。在设计当中，根据设备测控点的情况和厂方用户的要求，系统以CPU314-2DP控制器为核心，通过PROFIBUS-DP总线与2个ET200M远程站相连用于采集现场仪表数据信息和控制算法的实现。在现场实际应用中，数字量输入输出，、模拟量输入输出都留有部分备用，已备系统将来扩充的需要。西门子公司的ET200系列是采用PROFIBUS-DP协议的分布式I/O，应用时，S7PLC作为DP主站，通过带有集成DP接口的CPU315-2DP接到PROFIBUS总线，而ET200作为DP从站接到PROFIBUS。整个控制系统采用两个控制柜（主柜和副柜）。S7主站、#1ET200M从站放在主柜，采集系统的模拟信号；#2ET200M从站放在副柜，用来采集工段的电动机执行机构阀位反馈信号及输出执行机构的驱动信号。系统采用主站加从站的结构，可使系统造价降低，并且扩展灵活。

   4人机界面西门子触摸屏操作系统（HMI）

这部分主要由操作站、工程师站和打印机（外部设备）组成，实现人机接口。它的主要功能是集中各分散过程控制装置送过来的信息，通过监视和操作，把操作和命令下送到各分散控制装置。工业控制PC以Wincc作为人机界面，并分别设置了操作员站和工程师站。操作员站（OPU）用于画面显示、报警、泵和电机的手/自动启停以及现场各被控参数的采集、显示和控制，而工程师站（ENG）用于工程师对生产现场的监视、打印报表以及对工艺参数和控制器参数的修改等。操作员站和工程师站的画面组态软件选用SIEMEN公司的西门子触摸屏完成用户二次软件开发。PC的主要功能是显示工艺流程、电机及阀门等的运行状态及控制、故障报警、故障发生的部位及其处理方法；显示温度、液位等模拟量，并能通过打印机打印。WINCC是西门子公司专门为过程控制和现场监控开发的监控系统软件，本系统分别制作了蒸发工段一、蒸发工段二个工艺画面，画面中的各参数的设定都是随着西门子PLC的改变而改变的。工作人员可以通过这些画面监控各个电动机的运行和池中液位的高低，而且可随时根据系统运行状况而直接控制电动机的运行。

  进效蒸汽的压力

   3个被控参数在阶跃输入信号作用下的响应曲线的衰减比都近似于4：1，系统响应速度快，调节时间短，能很快达到稳定，系统超调量小，且控制精度都比较高，其动态性能、稳定性能都能满足厂方的要求，如精度为0.05,远小于厂方提出的0.02，蒸发器开机10秒左右，液位、温度基本稳定于设定值。

SIPLUS S7-400 具有两个不同通信接口：

• 通过将 MPI 接口集成在 CPU 上，为用户提供经济的解决方案。

• 通过通信模块进行点对点连接以及连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线系统，为用户提供功能强大的解决方案。

可为您提供下列通讯模板：

• 用于连接到 PROFIBUS 的 CP 443-5。

• 用于连接到工业以太网的 CP 443-1。