基于Rockwell PLC的精馏塔控制系统设计(2)
在众多化工生产中会产生由若干不同成分形成的混合物料，需要通过精馏过程进行分离。精馏塔就是现代精馏过程的关键设备装置。在精馏过程中，工作参数对实际控制作用的响应缓慢，选择不同变量之间又存在相互联系，因此，精馏操作是一个多参数的被控过程；不同工艺要求的精馏对精馏塔的结构选择也不经相同，工艺参数，控制变量之间存在多种组合，控制方案更是举不胜举；另外，精馏过程的工艺控制一般要求较高，达到理想的控制要求相对困难。而PLC设计的优点是可靠性高，编程简易方便，易于文护修改，可以广泛应用于各种工业过程控制系统。因此针对精馏过程控制难度大的特点，利用Rockwell PLC控制技术，组成一个自动控制网络化模块，进行有效便利的系统设计，实现根据对过程控制装置精馏塔不同的工况来设计实用合理的控制方案。
1.2 国内外研究现状、水平和发展趋势
1.3 本课题的主要研究内容
本课题的主要内容是针对精馏过程的改进即提高生产能力、降低能耗、提高产品质量或采用新技术等目标。熟悉现代化工精馏塔的工艺原理，了解精馏塔的特性和结构，结合所学的自动化专业知识，完成对精馏塔温度控制系统的设计。由于精馏塔是一个多变量的被控过程，所以可控选择的控制方案繁多，要合理确定参考变量选取最佳的控制方案。仔细设计精馏塔温度控制的工艺流程，PLC编程及监控组态界面，使系统应便于人员操作修改，能实际的应用于现场并稳定有效的运行操作。
2精馏塔控制系统概述
2.1 精馏塔的概述
2.1.1 精馏塔的工作原理
精馏是指化工生产中分离互溶液体混合物的典型单元操作，其实质是多级蒸馏，即在一定压力下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽分压不同这一性质，使轻组分（沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽化，经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，使混合物轻重组分互相转移，从而实现分离。精馏过程是现代化工、炼油等工业生产过程中应用极为广泛的一种传质过程，其目的是利用混合液中不同组分挥发温度的差异性将各个组分分离的过程并按规定达到预期的各组分纯度要求。
对精馏过程来说，精馏设备是使过程得以进行的重要前提。功能强大且性能出重的精馏设备，为工业精馏创造了良好的条件。而精馏塔是实现精馏过程混合物组分分离的主要设备，从结构上分，有板式塔和填料塔两大类别。板式塔主要包含泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、穿流板塔等等。板式塔虽然结构上比较简单，适应性较强，便于精馏过程的放大，在分离设备中被广泛利用。但是，随着气液传热、传质技术的发展，对高效填料塔的深入研究和开发，在近些年中，有逐步替代板式塔的趋势。填料塔分为散堆填料和规整填料两种。填料塔是另一类传质设备，主要特点是结构简单，易于耐蚀材料制作，蒸汽通过塔的阻力小、压降小。
在实际生产过程中，精馏操作可分为间歇精馏和连续精馏两种，对石油化工等大型生产过程，主要采用连续精馏。间歇精馏就是将处理的物料一次添加进精馏塔塔内，然后加热进行精馏，直到塔顶生产产品不符合要求时结束。排出剩下的废料后，再重新装入一批物料进行精馏。其精馏塔没有提馏段和精馏段之分。连续精馏就是使精馏操作保持连续进行、连续采出。连续精馏的塔通常由精馏段和提馏段组成，而少数的连续精馏塔只有精馏段而无提馏段或者只有提馏段而无精馏段。