（最全版本）乙烯装置压缩单元控制系统设计.docxVIP

摘要

在全球乙烯产量不断攀升的背景下，乙烯装置压缩单元的控制系统设计显得尤为重要，其关系到整个装置的运行效率与安全性。本文针对乙烯提纯过程中的串级压缩和冷却周期，设计了一套先进的控制系统，实现压缩单元运行的高效性和稳定性。研究首先确立了高效调节机制、实时监控原则以及闭环控制网络为控制系统设计的基本原则。针对温度控制精度、压力维持稳定等工艺控制难点，制定了具体的控制策略，包括基于PID调节算法的串级换热器温度控制系统，以及采取死区消除技术的气开阀控制系统，实现温度和压力的精确控制，在稳态下分别达到±0.5℃和±0.01MPa的偏差范围内。硬件选型方面，文章详细评估了各类温度传感器与执行器的适用性，并最终选择了合适的型号，如热电偶型号K、铂电阻PT100等。控制面板、信号转换器、PLC选型经过严格对比，选定了适配性强、稳定性高的型号，如西门子S7-300PLC。软件设计与实现方面，研究集成了创新算法，优化了代码并提出了故障预测手段。开发了用户友好型的力控组态软件监控界面，实现了实时数据展示和多通道显示，建立了健全的实时数据库体系，并通过SCADA系统和DCS配置实现了压缩单元的自适应控制与顺序逻辑控制。最终，研究成果在实际的乙烯装置中得到了应用，通过实验对比验证了控制系统在提升压缩单元效率和安全性方面的有效性。研究还展望了未来技术创新的方向，为后续的研究提供了理论基础和实践指导。

关键词：乙烯装置；压缩单元；控制系统设计；PID控制；温度压力维持

Abstract

Inthecontextofconsistentlyrisingglobalethyleneproduction,thecontrolsystemdesignofethyleneplantcompressionunitshasbecomeparticularlyimportant,asitisrelatedtotheoperationalefficiencyandsafetyoftheentireunit.Thisarticlepresentsthedesignofanadvancedcontrolsystemtailoredforthecascadecompressionandcoolingcyclesintheethylenepurificationprocess,achievinghighefficiencyandstabilityintheoperationofcompressionunits.Thestudyfirstestablishedthebasicprinciplesforcontrolsystemdesign,includinganefficientregulationmechanism,real-timemonitoringprinciples,andaclosed-loopcontrolnetwork.Forprocesscontrolchallengessuchastemperaturecontrolprecisionandpressurestabilization,specificcontrolstrategieswereformulated.TheseincludeacascadeheatexchangertemperaturecontrolsystembasedonPIDregulationalgorithmsandagasvalvecontrolsystemthatemploysdeadzoneeliminationtechniques,ensuringprecisecontroloftemperatureandpressurewithindeviationrangesof±0.5°Cand±0.01MPa,respectively,insteadystate.Regardinghardwareselection,thearticledetailedanassessmentofthesuitabilityofvarioustemperaturesensorsandactuators,ultimatelychoosingappropriatemodelssuchastypeKthermocouplesandplatinumresistancePT100.Control