精餾過程監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　精餾操作是煉油、化工生產(chǎn)過程中的一個十分重要的環(huán)節(jié)。精餾塔的控制直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和能量的消耗，因此精餾塔的自動控制長期以來一直受到人們的高度重視。</p><p>　　精餾塔是一個多輸入和多輸出的對象，它由很多級塔板組成，內(nèi)在機理復雜，對控制作用響應緩慢，參數(shù)間互相關聯(lián)嚴重，而控制要求又大

2、多較高，這就更需要進行自動控制方案的設計和研究。與此同時，組態(tài)軟件與多種自動化設備及控制軟件的集成使用，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率，已經(jīng)成為工業(yè)自動化不可或缺的一部分。</p><p>　　本文在雙組分精餾塔自控系統(tǒng)的設計過程中，根據(jù)精餾塔具體特點分析了工藝原理，并確定了系統(tǒng)被控變量和操縱變量，設計出能量平衡控制方案。依據(jù)自動化設備及控制軟件集成使用的理念，使用西門子公司開發(fā)的WinCC組態(tài)軟件組態(tài)出精餾塔

3、的計算機監(jiān)控系統(tǒng),其中繪制出工藝流程圖，組態(tài)啟動畫面、過程監(jiān)控畫面、過程值歸檔顯示畫面、報警畫面、以及報表系統(tǒng)，設置并分配管理員權限。</p><p>　　關鍵詞：精餾塔、自動控制系統(tǒng)、WinCC組態(tài)軟件</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The handle of rectify is a very i

4、mportant link in refine oil and chemical industry procedure of production field.The control of rectifying tower affects product quality,output and the consumption of energy directly,therefore, the control of rectifying t

5、ower is attached great importance by people for a long time. </p><p>　　Rectifying tower is a more input and output object,composed of many tower boards ,and inherent mechanism is complicated,it respond to sl

6、owly to control action,and its mutual correlation of parameter room is grave,but control a requset mostly more comparatively highly,right away more,this needs to carry out autocontrol scheme design and studise. Meanwhile

7、, the use of configuration software integration with the various automation equipment and under the control of software has improved commercial </p><p>　　In the process of designing autocontrol system of com

8、ponents rectifying tower by the main body of this book，According to the rectifying tower, the concrete characteristic has analysed handicraft principle, ascertained the controlled variable of system and controlled a vari

9、able，designed a energy balance controls scheme. Idea that the software integration judging by automation equipment and controlling uses, use the development WinCC of Siemens configuration software configured to produce t

10、he rect</p><p>　　Keywords：Rectifying tower, Autocontrol system, WinCC configuration software</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章緒論1</b></p><p>

11、;　　1.1背景和意義1</p><p>　　1.2 精餾設計概要1</p><p>　　第2章 精餾塔工藝及其流程3</p><p>　　2.1精餾塔的控制目標3</p><p>　　2.1.1質(zhì)量指標3</p><p>　　2.1.2產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗4</p><p>　　2

12、.2精餾塔的靜態(tài)特性4</p><p>　　2.2.1全塔物料平衡4</p><p>　　2.2.2能量平衡4</p><p>　　2.2.3內(nèi)部物料平衡5</p><p>　　2.3動態(tài)影響分析5</p><p>　　2.3.1上升蒸汽和回流的影響6</p><p>　　2.3.2

13、組分滯后的影響6</p><p>　　2.3.3回流罐蓄液量和塔釜蓄液量引起的滯后影響6</p><p>　　第3章 雙組分精餾過程監(jiān)控系統(tǒng)8</p><p>　　3.1精餾塔質(zhì)量指標的選取8</p><p>　　3.1.1 精餾塔的溫度控制8</p><p>　　3.1.2 塔壓p的控制9</p&g

14、t;<p>　　3.2 精餾段控制一端產(chǎn)品質(zhì)量方案10</p><p>　　3.2.1 精餾段能量平衡控制方案11</p><p>　　3.2.2 精餾段物料平衡控制方案12</p><p>　　第4章 Wincc組態(tài)軟件的應用13</p><p>　　4.1 西門子WinCC組態(tài)軟件簡介13</p>&

15、lt;p>　　4.2 運行環(huán)境以及安裝要求13</p><p>　　4.3 組態(tài)軟件總體結構13</p><p>　　4.4 組態(tài)一個工程14</p><p>　　4.5 組態(tài)變量15</p><p>　　4.6 創(chuàng)建系統(tǒng)啟動畫面16</p><p>　　4.7 創(chuàng)建主畫面16</p>

16、<p>　　4.8 創(chuàng)建過程畫面以及工藝流程畫面16</p><p>　　4.9過程值歸檔18</p><p>　　4.9.1 組態(tài)過程值歸檔18</p><p>　　4.9.2 輸出過程值歸18</p><p>　　4.10 組態(tài)報警畫面19</p><p>　　4.10.1 組態(tài)模擬量報警19

17、</p><p>　　4.10.2 組態(tài)報警顯示20</p><p>　　4.11 報表設計21</p><p>　　4.12 用戶權限設置23</p><p>　　4.13 WinCC與PLC的通訊24</p><p><b>　　結論25</b></p><p&g

18、t;<b>　　參考文獻26</b></p><p><b>　　致 謝27</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.1背景和意義</b></p><p>　　自19世紀世界工業(yè)革命以后，工業(yè)生產(chǎn)過程隨著

19、生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)過程的強化，對產(chǎn)品質(zhì)量的嚴格要求，以及各公司之間的激烈競爭，人工操作與控制已經(jīng)遠遠不能滿足生產(chǎn)的要求。工業(yè)過程控制系統(tǒng)已成為工業(yè)生產(chǎn)過程必不可少的設備，工業(yè)生產(chǎn)過程由簡單到復雜，規(guī)模由小到大。至今，已有各種各樣的工業(yè)生產(chǎn)過程，生產(chǎn)出多種多樣的產(chǎn)品滿足人們的生活需要。作為工業(yè)生產(chǎn)過程一部分的工業(yè)過程控制系統(tǒng)也在不斷發(fā)展和提高。因為，它是保證現(xiàn)代企業(yè)安全、優(yōu)化、低消耗和高效益生產(chǎn)的主要技術手段。</p>

20、<p>　　監(jiān)控組態(tài)軟件不僅有監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集功能，而且有組態(tài)、開發(fā)和開放功能。監(jiān)控組態(tài)軟件是伴隨著計算機技術、DCS和PLC等工業(yè)控制技術的突飛猛進而發(fā)展起來的。隨著個人計算機的普及和開放系統(tǒng)的推廣，基于PC的監(jiān)控組態(tài)軟件在工業(yè)控制領域不斷發(fā)展壯大。監(jiān)控軟件廣泛應用與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、樓宇和辦公等領域的自動化系統(tǒng)。</p><p>　　隨著計算機硬件和軟件技術的發(fā)展，自動化產(chǎn)品呈現(xiàn)出小型化、網(wǎng)絡化、PC化、開

21、放式和低成本的發(fā)展趨勢，并逐漸形成了各種標準的硬件、軟件和網(wǎng)絡結構系統(tǒng)。監(jiān)控組態(tài)軟件已經(jīng)成為其中的橋梁和紐帶，是自動化系統(tǒng)集成中不可缺少的關鍵組成部分。</p><p>　　1.2 精餾設計概要</p><p>　　本文對工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用的氣液傳質(zhì)設備---精餾塔，進行自動控制方案的設計，并且使用組態(tài)軟件組態(tài)其計算機監(jiān)控系統(tǒng)。具體工作內(nèi)容如下：</p><p>　

22、?、鸥鶕?jù)精餾塔類型和進料構成，確定精餾塔的質(zhì)量指標。</p><p>　?、普页鱿到y(tǒng)的被控變量以及相對應的可操作手段，系統(tǒng)擾動主要來源。最后總結出精餾塔的基本控制問題圖表。</p><p>　?、歉鶕?jù)圖表的輸入輸出多變量復雜關聯(lián)系統(tǒng)，最后確定一種控制方案。</p><p>　?、葘W習西門子公司開發(fā)的WinCC V6.0軟件對系統(tǒng)進行相應組態(tài)。</p>

23、<p>　　⑸組態(tài)變量：首先創(chuàng)建一個新項目，并且根據(jù)精餾塔現(xiàn)實系統(tǒng)的有效參數(shù)，利用變量管理器，在WinCC V6.0中組態(tài)相應的變量。</p><p>　　⑹創(chuàng)建主畫面：為了有更好的人機交互界面，命名為main.pdl的畫面是整個項目控制的主畫面，起到導航的作用。</p><p>　　⑺創(chuàng)建過程監(jiān)控畫面以及工藝流程圖畫面：模擬現(xiàn)場狀況，使用軟件自帶的圖庫和控件為系統(tǒng)組態(tài)過程畫面。

24、其中包括各種設備、PLC、I/O變量顯示窗口、時間狀態(tài)、標題名稱等。</p><p>　　⑻過程值歸檔：過程歸檔的目的是采集、處理和歸檔工業(yè)現(xiàn)場的過程數(shù)據(jù)。以這種方法獲得的過程數(shù)據(jù)可用于獲取與設備的操作狀態(tài)有關的管理和技術標準。</p><p>　?、蛨缶嬅妫汗I(yè)生產(chǎn)把安全問題列在首位。系統(tǒng)中的報警可以通知操作員在生產(chǎn)過程中發(fā)生的故障和錯誤消息，并且記錄存檔，操作員可根據(jù)報警記錄填寫報警

25、日志，更方便的進行管理。因此建立alrams.pdl畫面。</p><p>　?、螆蟊硐到y(tǒng)：作為工業(yè)生產(chǎn)的一部分，記錄和打印輸出變量記錄數(shù)據(jù)不可缺少。這里列出了所有報表的名字可供操作員使用，并組態(tài)報表的布局。</p><p>　?、瞎芾頇嘞迒栴}：在控制計算機監(jiān)控系統(tǒng)上，工程師、操作員應該有相應的不同權限級別，因此，控制權限有管理員編輯器來完成。本文建立了兩個權限不同的用戶，進入系統(tǒng)要求輸入

26、帳號和密碼，以此控制操作權限。</p><p>　　第2章 精餾塔工藝及其流程</p><p>　　2.1精餾塔的控制目標</p><p>　　精餾就是將一定濃度的溶液送入精餾裝置，使其反復地進行部分汽化和部分冷凝，從而得到預期的塔頂與塔底產(chǎn)品的操作[1]。完成這一操作過程的相應設備除精餾塔外，還有再沸器、回流罐、和回流泵等輔助設備。目前，工業(yè)上一般所采用的連續(xù)

27、精餾裝置的流程入圖2·1所示。</p><p>　　為了對精餾塔實施有效的自動控制，必須首先了解精餾塔的控制目標。一般來說，精餾塔的控制目標，應該在滿足產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下，使總的收益最大或總的成本最小。因此，精餾塔的控制要求，應該從質(zhì)量指標、產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗三方面進行綜合考慮。</p><p><b>　　2.1.1質(zhì)量指標</b></p>

28、<p>　　精餾操作的目的是將混合液中各組分分離為產(chǎn)品，因此產(chǎn)品的質(zhì)量指標必須符合規(guī)定的要求。也就是說，塔頂或者塔底產(chǎn)品之一應該保證達到規(guī)定的純度，而另一產(chǎn)品也應保證在規(guī)定的范圍內(nèi)[2]。</p><p>　　在本文涉及到的二元組分，即雙組分精餾中，進料組成只有兩種成分，因此情況較簡單，質(zhì)量指標就是使塔頂產(chǎn)品中輕組分純度符合技術要求或塔底產(chǎn)品中重組分純度符合技術要求。即使是多元精餾中，也使其簡化成為對

29、二元關鍵組分的分離，這就大大簡化了精餾操作。</p><p>　　在精餾操作中，產(chǎn)品質(zhì)量應該控制剛剛好能滿足規(guī)格上的要求，即處于“卡邊”生產(chǎn)。超過規(guī)格的產(chǎn)品是一種浪費，因為它的售價不會更高，只會增大能耗、降低產(chǎn)量而已。</p><p>　　2.1.2產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗</p><p>　　精餾塔的其他兩個重要控制目標是產(chǎn)品的產(chǎn)量和能量消耗。精餾塔的任務，不僅要保證產(chǎn)

30、品質(zhì)量，還要有一定的產(chǎn)量。另外，分離混合液也需要消耗一定的能量，這主要是再沸器的加熱量和冷凝器的冷卻量消耗。此外，塔的附屬設備及管線也要散失一部分熱量和冷量。從定性的分析可知，要使分離所得的產(chǎn)品純度越高，產(chǎn)品產(chǎn)量越大，則所消耗的能量越多。</p><p>　　以上討論說明，在精餾操作中主要產(chǎn)品的質(zhì)量指標，剛好達到質(zhì)量規(guī)格的情況是期望的，低于要求的純度將使產(chǎn)品不合格，而超過純度要求會降低產(chǎn)量。然而，在一定的純度要求

31、下，提高產(chǎn)品的回收率，必然要增加能量消耗?？墒菃挝划a(chǎn)量的能耗最低并不等于單位產(chǎn)量的成本，因為決定成本的不僅是能耗，還有原料成本。由此可見，在精餾操作中，質(zhì)量指標、產(chǎn)品回收率和能量消耗均是要控制的目標。其中質(zhì)量指標是必要條件，在質(zhì)量指標一定的前提下，在控制過程中應使產(chǎn)品產(chǎn)量盡量高一些，同時能量消耗盡可能低一些。至于在質(zhì)量指標一定的前提下，使單位產(chǎn)品產(chǎn)量的能量消耗最低或使單位產(chǎn)品的成本最低以及使綜合經(jīng)濟效益最大等，均是屬于不同目標函數(shù)的最優(yōu)

32、控制問題[3]。</p><p>　　2.2精餾塔的靜態(tài)特性</p><p>　　所謂靜態(tài)特性就是以物料平衡和能量平衡為基礎來確定穩(wěn)態(tài)下精餾塔各參數(shù)之間的定量關系。</p><p>　　2.2.1全塔物料平衡</p><p>　　穩(wěn)態(tài)時，進塔的物料必須等于出塔的物料，所以總的物料平衡關系為：</p><p>　　F=D

33、+B (2·1)</p><p>　　輕組分的物料平衡關系為</p><p>　　FXF=DXD+BXB (2·2) </p><p>　　式中，F(xiàn)，D，B分別為進料量、塔頂采出量和塔底采出量，xF,xD,xB分

34、別為進料、塔頂采出物和塔底采出物中輕組分的濃度。</p><p><b>　　2.2.2能量平衡</b></p><p>　　在穩(wěn)態(tài)時，通過傳熱和進料帶入精餾塔的所有能量必然與通過傳熱和產(chǎn)品帶出的離開塔的能量平衡。這種平衡可以用數(shù)字形式表示成</p><p>　　QH+FHF=QC+DHD+BHB

35、 (2·3)</p><p>　　式中，QH為再沸器加熱量；Qc為冷凝器冷卻量；HF,HD和HB分別為進料、塔頂和塔底產(chǎn)品的熱焓。在式(2·3) 中，假定熱損失可以忽略不計。</p><p>　　2.2.3內(nèi)部物料平衡</p><p>　　為簡化起見，以二元精餾塔及塔頂和塔底產(chǎn)品均是液相為例，在恒分子流假設的前提下

36、，分析塔內(nèi)各項物料平衡關系。對于普通的二元精餾塔，假定：</p><p>　?、旁诰s段內(nèi)，通過各層塔板的上升蒸汽流量Vr均相等；</p><p>　?、圃谔狃s段內(nèi)，通過各層塔板的上升蒸汽流量Vs均相等;Vs=V(V為再沸器)；</p><p>　?、窃诰s段內(nèi)，通過各層塔板的上升蒸汽流量Lr均相等;Lr稱為內(nèi)回流，當回流溫度等于塔頂溫度時，內(nèi)回流Lr等于外回流Lr

37、；</p><p>　?、仍谔狃s段內(nèi)，通過各層塔板的上升蒸汽流量Lr均相等;</p><p>　　⑸回流罐和塔底液位不變；</p><p><b>　?、仕阂脖３植蛔儯?lt;/b></p><p>　　由以上條件可以分析，影響精餾塔過程的主要因素可概括如下：</p><p>　　⑴進料量⑵進料濃度⑶

38、進料溫度和進料狀態(tài)⑷再沸器的加熱量⑸冷凝器的冷卻量⑹回流量⑺塔頂采出量⑻塔底采出量⑼塔壓的影響</p><p>　　上述各種擾動中，有些是可控制的，有些是不可控制的。一般情況下，進料是不可控制的，例如分離裂解氣的乙烯塔，它的進料煉受前一工序的影響。有些情況下進料量也可以控制，例如，煉油廠中初餾塔的原油流量可以驚醒定值控制。</p><p>　　進料濃度的變動是無法控制的，它由上一工序所決定

39、，但一般說來變化是緩慢的。</p><p>　　進料溫度和狀態(tài)的變化，對塔的操作影響較大。為了維持塔操作的能量平衡和穩(wěn)定運行，在單相進料時，可以采用進料溫度控制，以便克服這種擾動。在兩相進料時，則可設法控制熱焓恒定以克服擾動。對于冷凝器的冷卻量和再沸器的加熱量，一般都用定值控制系統(tǒng)來加以穩(wěn)定。</p><p>　　總之，從前面對塔的靜態(tài)特性和內(nèi)部平衡關系的分析，不難看到，為了克服塔的主要擾

40、動，可采用以下控制手段：</p><p>　　①塔頂采出量②塔底采出量③回流罐排氣量④回流量⑤再沸器的加熱量⑥冷凝器的冷卻量</p><p>　　前三個量是通過影響全塔的物料平衡與塔的內(nèi)部平衡，從而起到控制作用；后三個量直接改變塔的能量平衡關系和改變塔內(nèi)氣液比，從而起到控制產(chǎn)品質(zhì)量的作用。</p><p><b>　　2.3動態(tài)影響分析</b>

41、</p><p>　　在動態(tài)過程中，上述參數(shù)對塔操作的影響是有快有慢各不相同的，因此在設計控制方案時，必須考慮動態(tài)影響，才能使控制系統(tǒng)即使克服各參數(shù)對塔操作的影響。由于精餾塔是一個多變量、時變和非線性的對象，各變量之間又存在相互關聯(lián)，因此定量分析動態(tài)影響，建立其數(shù)學模型已經(jīng)成為一項相當復雜的課題，本文不討論。僅從下面幾個角度分析塔的動態(tài)影響[4]。</p><p>　　2.3.1上升蒸汽和

42、回流的影響</p><p>　　在精餾塔內(nèi)，上升蒸汽流量變化的影響應是相當快的。由于上升蒸汽只需克服塔板上極薄覆蓋的液相阻力，而塔內(nèi)汽相蓄存量的變化在塔壓控制一定時可忽略不計，因此上升蒸汽量的變化幾秒鐘內(nèi)就可影響到塔頂。</p><p>　　然而，從塔板下流的液相卻有相當大的滯后。這是因為回流量增加時，首先要使積存在塔板上的液相蓄存量增加，然后在著增加的液體靜壓頭的作用下，在次使離開塔板的

43、液相速度增加，因此對回流鄉(xiāng)變化的影響存在滯后。</p><p>　　由此可見，除頂部塔板外，要使塔的任何一點的汽液比發(fā)生變化，用再沸器的加熱量作為控制手段比用回流量的響應要快。</p><p>　　2.3.2組分滯后的影響</p><p>　　無論是改變再沸器加熱量引起上升蒸汽變化還是由于回流的變化，均通過對每塊塔板上組分之間的平衡施加影響，最終才引起頂部產(chǎn)品或底部

44、產(chǎn)品組分濃度的變化。由于組分要達到靜態(tài)平衡需要較長時間，因此盡管上升蒸汽汽量變化可以很快影響到塔頂組分濃度，但要使塔頂組分濃度變化并達到一個新的平衡仍需花費相當長時間?；亓髯兓闆r也是類似的，只是花費的時間更多。這就是說，塔板上的組分平衡要等到影響組分的液相或汽相流量穩(wěn)定相當時間后才能建立。</p><p>　　組分滯后隨著塔板上液相蓄存量的增加而增加，因而隨塔板數(shù)的增加而增加，也隨這回流比的增加而增加，以為回流

45、比的增加，意味這塔板上蓄液量的增加。由于再沸器加熱量的增加引起上升蒸汽良增加，將會改善汽、液接觸，從而使組分滯后減少。</p><p>　　2.3.3回流罐蓄液量和塔釜蓄液量引起的滯后影響</p><p>　　回流量L總是等于塔頂汽相流量Vr和塔頂采出量D之差。因此，恒定Vr時，控制D實質(zhì)上就是改變了回流量L。</p><p>　　然而，回流罐有一定的蓄液量，從D的

46、變化到L的變化會產(chǎn)生滯后。液位變化引起蓄液量變化，也會嚴重影響L和D之間的關系。為此要使Vr，L和D的關系式成立，回流罐液位必須嚴格保持一定，這樣在采用改變D來控制塔頂產(chǎn)品質(zhì)量的方案中，才能在Vr不變時使回流量L即使跟蹤采出量D變化，否則將引起滯后，影響控制品質(zhì)。</p><p>　　塔釜也有與回流罐類似的蓄液量引起的滯后影響，塔釜液位變化引起蓄液量變化，從而引起V和B的變化。要使Ls,V和B見的關系式(塔底和再

47、沸器的物料平衡關系為)B=Ls-V成立，塔釜液位必須嚴格保持一定。這樣在采用改變B來控制塔底產(chǎn)品質(zhì)量的方案中，才能在Ls不變時使再沸器加熱量所引起的上升蒸汽量，V及時跟蹤塔底采出量B的變化，否則將引起滯后，影響控制品質(zhì)[5]。</p><p>　　因此，本文在設計精餾塔控制方案時，已考慮上述因素。</p><p>　　第3章 雙組分精餾過程監(jiān)控系統(tǒng)</p><p>

48、　　3.1精餾塔質(zhì)量指標的選取</p><p>　　精餾塔最直接的質(zhì)量指標是產(chǎn)品純度。過去由于檢測上的困難，難以直接按產(chǎn)品純度進行控制。現(xiàn)在隨著分析儀表的發(fā)展，特別是工業(yè)色譜儀的在線應用，已逐漸出現(xiàn)直接按產(chǎn)品純度來控制的方案。然而，這總方案目前仍受到兩方面條件的制約，一是測量過程滯后很大，反應緩慢，而是分析儀表的可能性較差，因此，他們的應用仍然是很有限的[6]。</p><p>　　3.1

49、.1 精餾塔的溫度控制</p><p>　　最常用的間接質(zhì)量指標是溫度。因為對于一個二元組分精餾塔來說，在一定壓力下，溫度與產(chǎn)品純度間存在著單值的函數(shù)關系。因此，如果壓力恒定，則塔板溫度就間接反應了濃度。</p><p>　　采用溫度作為被控的質(zhì)量指標時，選擇塔內(nèi)哪一點的溫度或幾點溫度作為質(zhì)量指標，這是頗為關鍵的事，本文介紹如下兩種方案。</p><p><b

50、>　?、凫`敏板的溫度控制</b></p><p>　　一般認為塔頂或塔底的溫度似乎最能代表塔頂或塔底的產(chǎn)品質(zhì)量。其實，當分離的產(chǎn)品較純時，在鄰近塔頂或塔底的各板之間，溫度差已經(jīng)很小，這時，塔頂或塔底溫度變化0.5℃，可能已超出產(chǎn)品質(zhì)量的允許范圍。因而，對溫度檢測儀表的靈敏度和控制精度都提出了很高的要求，但實際上卻很難滿足。解決這一問題的方法是在塔頂或塔底與進料板之間選擇靈敏板的溫度作為間接質(zhì)量指

51、標。</p><p>　　當塔的操作經(jīng)受擾動或承受控制作用時，塔內(nèi)各板的濃度都將發(fā)生變化，各塔板的溫度也將同時變化，但變化程度各不相同，當達到新的穩(wěn)態(tài)后，溫度變化最大的那塊塔板即稱為靈敏板。</p><p>　　靈敏板的位置可以通過逐板計算或靜態(tài)模型仿真計算，依據(jù)不同操作共況下各塔板溫度分布曲線比較得出。但是，塔板效率不易估準，所以最后還須根據(jù)實際情況，予以確定。</p>&

52、lt;p><b>　?、跍夭羁刂?lt;/b></p><p>　　在精密精餾時，產(chǎn)品純度要求很高，而且塔頂、塔底產(chǎn)品的沸點差又不大時；可采用溫差控制。</p><p>　　采用溫差作為衡量質(zhì)量指標的參數(shù)，是為了消除壓力波動對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。因為，在精流塔控制系統(tǒng)中雖設置了壓力定值控制，但壓力也總是會有些微小波動而引起濃度變化，這對一般產(chǎn)品純度要求不太高的精流塔是可以

53、忽略不計的。但如果是精密精餾，產(chǎn)品純度要求很高，微小壓力波動足以影響質(zhì)量，就不能再忽略了。也就是說，精密精餾事若用溫度作質(zhì)量指標就不能很好地代表產(chǎn)品的質(zhì)量，溫度的變化可能是產(chǎn)品純度和壓力都變化的結果，為此應該考慮補償或消除壓力微小波動的影響[5]。</p><p>　　3.1.2 塔壓p的控制</p><p>　　與其他變量相比，塔壓對外部擾動與操縱變量的影響最為迅速。因此為維持塔壓的恒定

54、，同樣要求所選擇的操縱變量對塔壓控制靈敏[7]。在所有的操縱變量中，只有再沸器加熱量QH、冷凝器冷卻量QC與回流罐排氣量DG對芽壓p控制迅速，控制作用強。其中QH除了影響塔壓之外還將影響其他被控變量，因而，不宜做為塔壓p的操縱變量；而排氣量DG對于塔壓的影響最為迅速，而對其他被控變量的影響可忽略不計，因而是塔壓最適宜的操縱變量。只有當排氣量DG不可控制或過小時，才考慮選用冷凝器冷卻量QC作為操縱變量。常用的塔壓控制方案如圖3·

55、1所示。</p><p><b>　　外部擾動</b></p><p>　　操縱變量/控制變量 被控變量</p><p>　　塔頂采出量D 塔頂靈敏度TR</p><p>　　回流量 回流罐液

56、位LD</p><p>　　塔底采出量B 塔底靈敏度TS</p><p>　　再沸器加熱量QH 塔底液位LB</p><p>　　冷凝器冷卻量QC </p><p&

57、gt;<b>　　塔頂壓力p</b></p><p><b>　　塔頂采出量DG</b></p><p>　　圖3·1 精餾塔的基本控制方案</p><p>　　對于圖3·2(a)的塔壓控制系統(tǒng)，有時將取壓點放置在回流罐汽相段。由于塔壓p與回流罐汽相壓力pL僅相差一段汽相管線阻力壓差，當管線壓差與塔壓p

58、相比可忽略不計時，回流罐汽相壓力的平穩(wěn)必然使塔壓同樣平穩(wěn)。而對于圖3·2(b)所示的塔壓控制系統(tǒng)，當冷卻劑為液相時，可通過控制冷卻劑流量達到塔壓的目標；當冷凝器為空冷設備時，可通過變頻調(diào)速機構控制風機的轉速以達到塔壓控制的目的。</p><p>　　將塔壓控制問題分離后，精餾塔的基本控制問題可進一步描述成圖3·3所示的簡化控制問題。本文設計選擇塔壓p的控制系統(tǒng)。</p><

59、p>　　圖3·2 精餾塔的壓力控制系統(tǒng)</p><p>　　D TR</p><p>　　L LD</p><p>　　B TS</p><p>　　QH

60、 BL</p><p>　　圖3·3 精餾塔簡化控制問題</p><p>　　3.2 精餾段控制一端產(chǎn)品質(zhì)量方案</p><p>　　精流塔的控制目標是使塔頂和塔底的產(chǎn)品滿足規(guī)定的質(zhì)量要求。本文討論塔頂和塔底產(chǎn)品均為液相時的雙組分精餾基本控制問題。</p><p>　　對于雙組分精餾塔必然產(chǎn)生兩個液相產(chǎn)品，對

61、于這種精餾塔，可采用嚴格控制一端產(chǎn)品，而讓另一端產(chǎn)品質(zhì)量浮動(即不加以控制)的辦法。當擾動不很大時，若固定塔頂產(chǎn)品的純度xD，塔底產(chǎn)品一純度xB的變動也不會太大；反之也然。未加以嚴格控制一端的產(chǎn)品質(zhì)量變化范圍可用靜態(tài)特性關系來加以評估。</p><p>　　假設本文涉及到的雙組分精餾塔的塔頂采出液為主要產(chǎn)品。此種情況往往按精餾段指標進行控制。這時，可取精餾段某靈敏板溫度作為被控變量，而以回流量L、塔頂采出量D或再

62、沸器上升蒸汽量V作為操縱變量?？梢越M成單回路控制方式，也可以組成溫度-流量串級控制方式。串級控制方式雖較復雜，但可迅速有效地克服進入副環(huán)的擾動，并可降低對控制閥特性的要求，在需作精密控制時采用。</p><p>　　采用這種控制方案時，在L，D，V(或QH)和B四者之中，選擇一個作為控制產(chǎn)品質(zhì)量的手段，選擇另一個保持流量恒定，其余兩個變量則按回流罐和塔底的物料平衡關系由液位控制器加以控制。對應的控制問題如圖2&#

63、183;5所示。并可將上述問題分解成塔頂、塔底兩個子系統(tǒng)，有此考慮的控制方案3種，如表3·1 精餾段指標控制方案。</p><p><b>　　W</b></p><p>　　D TR</p><p>　　L LD</p><p>　

64、　B </p><p>　　QH LB</p><p>　　圖3·4 精餾段指標控制問題</p><p>　　表3·1 精餾段指標控制方案</p><p>　　由全塔物料平衡關系可知，D+B=F，即當塔底采出

65、量B一定時，D完全由F決定，而不是獨立變量，因而不能成為塔頂靈敏板溫度的操縱變量。故方案3無法采用，而其他兩種方案均是可以考慮的，對應控制流程如圖3·5~圖3·6所示。</p><p>　　3.2.1 精餾段能量平衡控制方案</p><p>　　方案1的特點是控制作用滯后小，反應迅速，所以對克服進入精餾短的擾動和保證塔頂產(chǎn)品是有利的，這是精餾塔控制中最常用的方案，如所示

66、。此方案通過直接控制塔內(nèi)能量平衡關系以實現(xiàn)對分離精度的控制，故稱為“精餾段能量平衡控制方案”。在該方案中，L受溫度控制器控制，回流量的波動對于精餾塔平穩(wěn)操作是不利的。所以在控制器參數(shù)整定時，采用比例加積分的控制規(guī)律即可，不必加微分。此外，再沸器加熱量需要維持一定而且應足夠大，以便塔在最大負荷時仍能保證產(chǎn)品的質(zhì)量指標。</p><p>　　圖3·5精餾段能量平衡控制方案</p><p&

67、gt;　　3.2.2 精餾段物料平衡控制方案</p><p>　　方案2如圖2·7所示，因該方案通過直接調(diào)整全塔物料平衡關系以控制塔頂產(chǎn)品的純度，常常被稱為“精餾段物料平衡控制方案”。該方案的優(yōu)點是有利于精餾塔的平穩(wěn)操作，對于回流比較大的情況下，控制D要比控制L靈敏。此外還有一個優(yōu)點，當塔頂產(chǎn)品質(zhì)量不合格時，如采用有積分作用的控制器，則塔頂采出量D會自動暫時中斷，進行全回流，這樣可保證得到的產(chǎn)品是合格的

68、。</p><p>　　然而，該方案溫度控制回路滯后較大，反應較慢，從采出量D的改變到溫度變化，要間接地通過回流罐液位控制回路來實現(xiàn)，特別是回流罐容積較大時，反應更慢，給控制質(zhì)量的提高帶來了困難。所以此方案不予采納</p><p>　　圖3·6精餾段物料平衡控制方案</p><p>　　第4章 Wincc組態(tài)軟件的應用</p><p&g

69、t;　　4.1 西門子WinCC組態(tài)軟件簡介</p><p>　　工控組態(tài)軟件WinCC是一個集成的人機界面(HMI)系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)，它是西門子公司在過程自動化領域中的先進技術和微軟公司強大軟件功能的產(chǎn)物，WinCC是視窗控制中心(Windows Control Center)的簡稱[2]。它包括圖形設計器、報警記錄、標記記錄、報告設計器、全局腳本、控制中心、用戶管理等功能，使其具有高性能的過程耦合、快速的畫

70、面更新、以及可靠的數(shù)據(jù)管理。WinCC V6.0采用標準Microsoft SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫進行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔，同時具有Web瀏覽器功能，可使經(jīng)理、廠長在辦公室內(nèi)看到生產(chǎn)流程的動態(tài)畫面，從而更好地調(diào)度指揮生產(chǎn)，是工業(yè)企業(yè)中MES和ERP系統(tǒng)首選的生產(chǎn)時實數(shù)據(jù)平臺軟件。作為SIMATIC全集成自動化系統(tǒng)的重要組成部分，WinCC確保與SIMATIC S5，S7和505系列的PLC連接的方便和通訊的高效；WinCC與ST

71、EP7編程軟件的緊密結合縮短了項目開發(fā)的周期。此外，WinCC還有對SIMATIC PLC進行系統(tǒng)診斷的選項，給硬件維護提供了方便。</p><p>　　4.2 運行環(huán)境以及安裝要求</p><p>　　(1)Windows XP Professional操作系統(tǒng)。</p><p>　　(2)使用Mircosoft Internet Exploer 6.0 瀏覽器。

72、</p><p>　　(3)安裝WinCC V6.0前，必須安裝Microsoft消息隊列服務。</p><p>　　(4)WinCC V6.0的組態(tài)數(shù)據(jù)和運行時的歸檔數(shù)據(jù)使用關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Microsoft SQL Server 2000來儲存。安裝WinCC V6.0前，必須安裝Microsoft SQL Server 2000 SP3。</p><p>　　4

73、.3 組態(tài)軟件總體結構</p><p>　　本系統(tǒng)的功能較多，要將所有的功能都顯示在一張畫面里是不可能的，所以將功能按照主次分級在多張畫面內(nèi)?；痉譃闅g迎畫面，工藝流程畫面，主過程監(jiān)控畫面，趨勢以及數(shù)據(jù)顯示畫面，報警畫面和報表畫面。要將他們在同一畫面中切換，就需要另建立一個主畫面main.pdl，之間的切換使用按鈕的鼠標動作來實現(xiàn)?？傮w結構如圖4·1所示。</p><p>　　圖

74、4·1組態(tài)軟件總體結構</p><p>　　4.4 組態(tài)一個工程</p><p>　　第一步首先啟動WinCC，建立一個新的WinCC項目，項目分為三種類型: </p><p>　　(1) 單用戶項目 </p><p>　　這是一種只擁有一個操作終端的項目類型。在此計算機上可以完成組態(tài)、與過程總線的連接以及項目數(shù)據(jù)的存儲。 <

75、/p><p>　　(2) 多用戶項目 </p><p>　　特點是同一項目使用多臺客戶機和一臺服務器。在此最多可有16臺客戶機訪問一臺服務器?？梢栽诜掌骰蛉我饪蛻魴C上組態(tài)。項目數(shù)據(jù)，如畫面、變量和歸檔，最好存儲在服務器上，并且使它們能被所有客戶機使用。服務器執(zhí)行與過程總線的連接和過程數(shù)據(jù)的處理。運行系統(tǒng)通常由客戶機控制。 </p><p>　　(3) 多客戶機項目 &

76、lt;/p><p>　　這是一種能夠訪問多個服務器的數(shù)據(jù)的項目類型。每個多客戶機和相關的服務器都擁有自己的項目。在服務器或客戶機上完成服務器項目的組態(tài);在多客戶機上完成多客戶項目的組態(tài)。最多16個客戶機或多客戶機能夠訪問服務器。在運行時多客戶機能訪問至多6個服務器。也就是說，6個不同的服務器的數(shù)據(jù)可以在多客戶機上的同一幅畫面中可視化顯示[8]。</p><p>　　不同的項目類型之間可以切換，

77、在此我們選擇單用戶項目。然后在標簽管理器(Tag Management)中選擇添加PLC驅(qū)動程序，選擇支持S7協(xié)議的通信驅(qū)動程序“SIMATIC S7 Protocol Suite. CHN”。在其中TCP/IP下新建驅(qū)動程序連接，并且命名為PLC_1。如果系統(tǒng)連接的是現(xiàn)場信號，便可以在PLC_1下新建外部變量與現(xiàn)場信號連接，由外部過程為其提供變量值。</p><p>　　本文沒有使用過程變量，具體變量的組態(tài)將在

78、下面說明。</p><p><b>　　4.5 組態(tài)變量</b></p><p><b>　　(1)外部變量</b></p><p>　　由外部過程為其提供變量值的變量，稱為WinCC的外部變量，也成為過程變量。每一個外部變量都屬于特定的過程驅(qū)動程序和通道單元，并屬于一個通道連接。相關的變量將在該通訊驅(qū)動程序的目錄結構中創(chuàng)

79、建。所組態(tài)的內(nèi)部變量的數(shù)目由Power Tags授權限制。</p><p><b>　　(2)內(nèi)部變量</b></p><p>　　過程沒有為其提供變量的變量，稱為內(nèi)部變量。內(nèi)部變量沒有對應的過程驅(qū)動程序和通道單元，不需要建立相應的通道連接。內(nèi)部變量在“內(nèi)部變量”目錄中創(chuàng)建。所組成的內(nèi)部變量數(shù)目不受限制。</p><p>　　在WinCC項目管

80、理器的變量管理器中，打開“內(nèi)部變量”目錄。右擊并從快捷菜單中選擇“新建變量”菜單項，打開“變量屬性”對話框。輸入變量名稱并在數(shù)量類型列表中選擇變量數(shù)據(jù)類型。</p><p>　　由于本系統(tǒng)無實際設備與其相連接，即無法從外部引入相應變量，使用內(nèi)部變量便可滿足操作要求。因此這里按照第二章所述，創(chuàng)建了精餾塔系統(tǒng)所要用到的變量(內(nèi)部變量)，如表4·1所列。</p><p><b&g

81、t;　　表4·1內(nèi)部變量</b></p><p>　　4.6 創(chuàng)建系統(tǒng)啟動畫面</p><p>　　在繪圖區(qū)相應位置添加兩個按鈕，文本屬性分別改為“進入系統(tǒng)”和“退出”。并組態(tài)“進入系統(tǒng)”按鈕，使鼠標點擊后進入主畫面(下面介紹)，組態(tài)“退出”按鈕，使鼠標點擊后取消系統(tǒng)激活。并給兩個按鈕分別設置管理員權限，如圖4·2所示。</p><p&g

82、t;　　圖4·2 系統(tǒng)啟動畫面</p><p><b>　　4.7 創(chuàng)建主畫面</b></p><p>　　為了使人機交互界面更加友好，本系統(tǒng)依照人們的習慣，仿造Windows操作系統(tǒng)界面風格來組態(tài)主畫面main.pdl。把“流程圖”、“過程畫面”、“趨勢畫面”、“報警畫面”、“報表畫面”、“退出”六個需要相互切換的按鈕和管理員帳號以及系統(tǒng)時間組態(tài)到一個任務

83、欄里，如圖4·3所示。</p><p><b>　　圖4·3 任務欄</b></p><p>　　其余空間用來顯示各按鈕對應的畫面。在“對象選項板”中選擇“畫面窗口”，在繪圖區(qū)拖動至滿意尺寸后釋放，組態(tài)六個按鈕，使鼠標點擊其中任意一個按鈕后，“畫面窗口”中顯示出相應畫面，但六個按鈕和管理員帳號顯示以及系統(tǒng)時間沒有改變。此設計方案避免了各個畫面之間相

84、同按鈕的重復設置和連接，使界面簡潔易操作。</p><p>　　4.8 創(chuàng)建過程畫面以及工藝流程畫面</p><p>　　過程畫面是精餾塔現(xiàn)場的主要監(jiān)視和控制畫面，因此必須首先組態(tài)與現(xiàn)場相似的設備和工藝流程圖。圖形編輯器的庫是一種用于對創(chuàng)建過程畫面所使用的圖形對象進行保存和管理的通用工具。 “全局庫”提供了多種預先完成的圖形對象，這些對象可作為庫對象插入到畫面中，并根據(jù)需要進行組態(tài)。選擇“

85、視圖”->“庫”，選擇精餾塔、管道、泵、再沸器、冷凝器、回流罐、閥等圖形視圖，拖放到繪圖區(qū)，組成與現(xiàn)場類似的畫面。然后選擇“對象選項板” -> “智能對象”中的“輸入/輸出域”，拖動到繪圖區(qū)內(nèi)，右鍵點擊選擇“組態(tài)對話框”彈出“I/O域組態(tài)”對話框，在“變量”文本框中選擇對應的內(nèi)部變量。依次組態(tài)出進料流量、熱流體流量、回流罐液位、塔頂溫度、塔釜液位、回流泵狀態(tài)以及閥開度的I/O域，使得虛擬現(xiàn)場的以上數(shù)據(jù)能顯示在過程畫面中。并在

86、此基礎上簡化形成工藝流程畫面，如圖4·4所示，讓使用者對工藝流程一目了然。</p><p>　　圖4·4 工藝流程圖</p><p>　　要顯示現(xiàn)場是否正在生產(chǎn)還要添加“庫”中的Toggle Buttons圖形對象，使其與進料流量連接，形成二進制的開關量來表示現(xiàn)場是否正在生產(chǎn)，進料流量不為零，說明生產(chǎn)顯示綠燈，否則顯示紅燈。添加開關圖形對象，用于控制泵的開關。在閥門手動

87、調(diào)節(jié)時，點擊閥旁邊的“%”可彈出手動調(diào)節(jié)框進行調(diào)節(jié)，點擊“隱藏”調(diào)節(jié)框消失。再按照第二章設計的方案，在過程畫面里組態(tài)PLC控制回路共6個。如圖4·5。</p><p><b>　　圖4·5過程畫面</b></p><p><b>　　4.9過程值歸檔</b></p><p>　　過程歸檔的目的是采集、處

88、理和歸檔工業(yè)現(xiàn)場的過程數(shù)據(jù)。以這種方法獲得的過程數(shù)據(jù)可用于獲取與設備的操作狀態(tài)有關的管理和技術標準。在運行系統(tǒng)中，采集并處理將被歸檔的過程值，然后將其存儲在歸檔數(shù)據(jù)庫中。在運行系統(tǒng)中，可以以表格或趨勢的形式輸出當前過程值或已歸檔過程值，也可將所歸檔的過程值作為記錄打印輸出。</p><p>　　4.9.1 組態(tài)過程值歸檔</p><p>　　打開“變量記錄”編輯器，首先這里可以選擇采集周期

89、也可以自定義采集周期，本系統(tǒng)選擇500毫秒快速，過程值歸檔。并通過“歸檔向?qū)А苯⒚Q為“TowerState”的歸檔。在其中分別添加Hot_L、Input_L、Level、Level_s、Temp，對其進行歸檔。隨后打開“過程變量屬性”對話框，采集框中全部選擇500毫秒，并將歸檔值存儲到主存儲器中。</p><p>　　通過上述步驟，組態(tài)創(chuàng)建了一個名為TowerState的歸檔，歸檔存儲在內(nèi)存中。這個歸檔對上述

90、5個變量進行歸檔，他們的采集周期和歸檔周期都為500毫秒。</p><p>　　4.9.2 輸出過程值歸</p><p><b>　　(1)創(chuàng)建趨勢圖</b></p><p>　　WinCC的圖形系統(tǒng)提供兩個ActiveX控件用于顯示過程值歸檔：一個以表格的形式顯示已歸檔的過程變量的歷史值和當前值；另一個以趨勢的形式顯示。</p>

91、<p>　　在WinCC項目管理器中建立一個名為trends.pdl的圖形文件，并用圖形編輯</p><p>　　器打開此圖形文件。在“對象選項板”上選擇WinCC Online Trend Control控件，拖放到繪圖區(qū)。打開“WinCC在線趨勢控件的屬性”對話框，在“常規(guī)”選項卡上，輸入“TowerState”作為趨勢窗口的標題。選擇“曲線”選項卡，輸入“進料流量”作為第一條曲線的名稱。單擊“選

92、擇歸檔/變量”框中的“選擇”按鈕，打開“選擇歸檔/變量”對話框，選擇歸檔TowerState下的變量Input_L。同樣創(chuàng)建熱流體流量、回流罐液位、塔溫度、塔釜液位曲線。如圖4·6所示。</p><p><b>　　圖4·6 趨勢圖</b></p><p><b>　　(2)創(chuàng)立表格窗口</b></p><

93、p>　　在“對象選項板”上選擇WinCC Online Table Control控件。打開“WinCC在線表格控件的屬性”對話框，具體設置與“趨勢圖的創(chuàng)建”類似，在此不再表述。如圖4·7所示。</p><p><b>　　圖4·7表格窗口</b></p><p>　　4.10 組態(tài)報警畫面</p><p>　　報警記

94、錄分兩個組件：組態(tài)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)[9]。報警記錄的組態(tài)系統(tǒng)為報警記錄編輯器。報警記錄定義顯示何種報警、報警的內(nèi)容、報警的時間。使用報警記錄組態(tài)系統(tǒng)可對報警消息進行組態(tài)，以便將其以期望的形式顯示在運行系統(tǒng)中。報警記錄的運行系統(tǒng)主要負責過程值的監(jiān)控、控制報警輸出、管理輸出、管理報警確認。</p><p>　　4.10.1 組態(tài)模擬量報警</p><p>　　要使用模擬量報警必須先激活模擬量報警

95、組件。單擊報警記錄編輯器上的菜單“工具”>“附加項”,打開“附加項”對話框，激活復選框“模擬量報警”如圖4·8所示。</p><p><b>　　圖4·8 附加項</b></p><p>　　本系統(tǒng)通過“報警記錄”建立4個模擬量的報警，分別為 Hot_L、input_L、Level、Temp上限分別為90，90，80，90。并且通過“單個消息

96、”對話框設置了各個被監(jiān)視變量的信息文本、消息文本和錯誤點。具體設置如表4·2所示。</p><p><b>　　表4·2報警信息</b></p><p>　　4.10.2 組態(tài)報警顯示</p><p>　　WinCC Alarm Control作為顯示消息事件的消息試圖使用。通過使用報警控件，用戶在組態(tài)時就可獲得高度的靈活性

97、，因為希望顯示的消息試圖、信息行和消息塊均可在圖形編輯器中進行組態(tài)。在WinCC運行系統(tǒng)中，報警時間將以表格的消息使用報警記錄數(shù)據(jù)。</p><p>　　在圖形編輯器中，創(chuàng)建一個alarm.pdl畫面。選擇WinCC Alarm Control控件，拖放到繪圖區(qū)。默認情況下，WinCC項目在運行狀態(tài)下時并不裝載“報警記錄”。為了在運行系統(tǒng)中使用報警記錄功能，需要重新定義運行系統(tǒng)的屬性。右鍵單擊“計算機”按鈕在“計

98、算機屬性”對話框中的“啟動”選項卡中激活“報警記錄運行系統(tǒng)”方可。效果如圖4·9所示。</p><p><b>　　圖4·9報警顯示</b></p><p><b>　　4.11 報表設計</b></p><p>　　為了創(chuàng)建一個方面操作員管理打印報表的過程畫面，創(chuàng)建一個圖形文件reports.pdl用

99、于組態(tài)報表文件。從“對象選項板”中選擇應用窗口程序拖放到繪圖區(qū)，并選擇Print Jobs--All Context Menu保存設置。在運行時所有報表對象都自動出現(xiàn)在系統(tǒng)打印作業(yè)中， 同時為每個報表布局都給出一了個名字，也出了下一次打印的時間和報表狀態(tài)，以及打印報表的打印機，操作員也可以選擇打印機。</p><p>　　本文分別為Report Alarm Logging TR Message sequence和

100、Report Tag Logging TR Tables New打印作業(yè)組態(tài)了報警消息報表和變量記錄運行報表，如圖4·10~圖4.11所示。當使用以上兩項打印作業(yè)時，打印輸出為本文自定義格式如圖4.12所示。</p><p>　　圖4·10 報警消息順序報表組態(tài)</p><p>　　圖4.11 變量記錄運行報表組態(tài)</p><p>　　圖4.12

101、 自定義布局</p><p>　　4.12 用戶權限設置</p><p>　　要為WinCC項目設置安全保護管理，本文使用用戶管理器如圖4·13所示，創(chuàng)建一個名為Operators的用戶組權限，為該操作員用戶組設置訪問權限為“改變畫面”和“窗口選擇”。并在組下添加兩個用戶User_01和User_02設置密碼分別為111111和222222，并且十分鐘不活動自動退出。由于用戶可能

102、為工程師或操作員等多種不同身份，所以User_01需再添加“解除報警”“項目管理器”和“Deactivate the project”權限。User_02則為缺省用戶組權限。</p><p>　　創(chuàng)建start.pdl畫面如4.6所述，如圖4·2所示。設置“進入系統(tǒng)”按鈕權限為“改變畫面”，設置“退出” 按鈕權限為“Deactivate the project”。即點擊“進入系統(tǒng)”時，系統(tǒng)自動彈出對話框

103、要求輸入管理員帳號和密碼才能進入系統(tǒng)主畫面。按“退出” 按鈕和主畫面中的“退出” 按鈕都為取消系統(tǒng)激活。但本操作只能由User_01用戶完成，User_02用戶并無此權限。</p><p>　　圖4·13 用戶管理器</p><p>　　4.13 WinCC與PLC的通訊</p><p>　　WinCC使用變量管理器來處理變量的集中管理。此變量管理器不為用

104、戶所見。變量管理器處理WinCC項目生產(chǎn)的數(shù)據(jù)和存儲在項目數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。在WinCC運行系統(tǒng)中，變量管理器管理WinCC變量。WinCC的所有應用程序以WinCC變量的形式從變量管理器中請求數(shù)據(jù)[10]。這些WinCC應用程序包括圖形運行系統(tǒng)、報表記錄運行系統(tǒng)和變量記錄運行系統(tǒng)等。</p><p>　　WinCC變量管理器管理運行時的WinCC變量。他的任務是從過程中取出請求的變量值。這個過程通過集成在WinC

105、C項目中的通訊驅(qū)動程序來完成。通訊驅(qū)動程序利用其通道單元構成WinCC與過程處理之間的接口。在大多數(shù)情況下，到過程處理的基于硬件的連接是利用處理器來時間的。WinCC通訊驅(qū)動程序使用通訊處理器來向PLC發(fā)送請求消息[4]。然后，通訊處理器將回答響應消息親求的過程值發(fā)回WinCC。</p><p>　　要建立WinCC與PLC間通訊的步驟，需要創(chuàng)建WinCC站與自動化系統(tǒng)間的物理連接。在WinCC項目中添加適當?shù)耐?/p>

106、道驅(qū)動程序，在通道驅(qū)動程序適當?shù)耐ǖ绬卧陆⑴c指定通訊伙伴的連接，并且在連接下建立變量。本文并未涉及到WinCC的通訊，還需在將來不斷完善開發(fā)。</p><p><b>　　結論</b></p><p>　　工業(yè)生產(chǎn)過程的目標是以最少的原料和消耗，生產(chǎn)出更多的符合產(chǎn)品質(zhì)量要求的產(chǎn)品。雖然傳統(tǒng)的自動化控制技術已經(jīng)廣泛運用到現(xiàn)代生產(chǎn)過程當中，但是要達到更高的效率還是遠遠

107、不夠的。在現(xiàn)今科技飛速發(fā)展的時代，計算機監(jiān)視、控制技術的融入，利用計算機運算速度快、數(shù)據(jù)傳輸便捷、運行穩(wěn)定、方便管理等一系列的優(yōu)點，使得工業(yè)生產(chǎn)過程自動化技術得以錦上添花。</p><p>　　本文便是利用計算機組態(tài)軟件WinCC的強大功能，結合已有的傳統(tǒng)精餾塔控制策略，為其組態(tài)出監(jiān)視系統(tǒng)。通過軟件內(nèi)部的項目管理器、變量管理器、圖形編輯器、變量記錄編輯器、報警記錄編輯器、頁面布局編輯器等的綜合運用，設計出了簡單的

108、監(jiān)控系統(tǒng)。并切身實際的為用戶考慮，友好的人機交互界面的建立和管理權限的設置，使得系統(tǒng)的實用性和安全性得以保障。</p><p>　　但西門子WinCC組態(tài)軟件也應與PLC結合使用，本文的遺憾之處是專題部分并未涉及PLC的具體功能以及程序的編制，還有待將來繼續(xù)探索開發(fā)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]王樹

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