加热反应炉控制

7.2.5　加热反应炉控制

1）概述

加热反应炉是石油、化工、制药等行业常用的设备，如依靠人工经验进行操作，往往存在送料、温度、压力、液位等条件变化时不能实施有效控制的问题，产品质量不稳定甚至出现次品，造成原料浪费，给企业带来经济损失。而PLC可有效解决这些问题。某加热反应炉的结构示意图如图7.7所示。

2）控制要求

（1）第一阶段：送料控制

①检测下液面SL2、炉内温度ST、炉内压力SP是否都小于给定值（小于输出0，大于输出1）。

②若小于给定值，则开启排气阀YV1和进料阀YV2。

③当液位上升到SL1时，关闭排气阀YV1和进料阀YV2。

④延时20s，开启氮气阀YV3，氮气进入炉内，炉内气压上升。

⑤当压力上升到给定值，即SP＝1时，关闭氮气阀。

送料过程结束。

（2）第二阶段：加热反应控制

①交流接触器KM工作，接通加热器工作电源对炉内液体进行加热。

②当液体温度升高到给定值时，即ST＝1时，切断加热器电源。

③延时10min后，加热过程结束。

（3）第三阶段：泄放控制

①打开排气阀YV1，使炉内压力降到预定值（SP＝0）。

图7.7　加热反应炉示意图

②打开泄放阀YV4，当炉内液面下降到SL2＝0时，关闭泄放阀和排气阀，系统返回初始状态，准备进入下一个循环。

3）设计提示

（1）用基本逻辑指令编程。可根据系统的控制时序及逻辑关系设计控制程序。

（2）用顺序控制思想编程。加热反应炉工作过程实际上是一个按一定顺序动作的控制过程，因此用顺序控制设计方法编程较为方便，逻辑及时序不易出错。

4）设计报告要求

（1）设计报告封面、目录、设计任务书

（2）根据设计任务的要求，进行测点统计。

（3）选择PLC，进行PLC的I/O分配，完成系统组态或硬件配置。

（4）画出PLC I/O接线图及相关的图纸。

（5）根据控制要求设计梯形图控制程序并加以说明。

（6）给出语句表（指令助记符）程序。

（7）在PLC实验室上机模拟调试，检验设计功能。

（8）写出设计心得体会。

（9）列出参考文献。