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海洋石油平台废热回收装置控制系统设计与应用

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摘要

第一章 绪论

1.1 海上石油平台废热回收系统概述

1.2 国内外废热回收控制系统的研究现状及应用

1.3 研究的目的与意义

1.3.1 研究的目的

1.3.2 研究的意义

1.4 论文主要设计与研究内容

第二章 废热回收装置工艺流程分析

2.1 海上平台电站与热站概述

2.2 废热回收装置主要部件介绍

2.3 废热回收系统运行系统介绍

2.3.1 热介质系统

2.3.2 双燃料系统

2.3.3 柴油雾化空气系统

2.3.4 废热回收热负荷系统

2.4 本章小节

第三章 废热回收装置控制系统硬件设计

3.1 可编程控制器概述

3.1.1 可编程控制器定义与分类

3.1.2 可编程控制器的特点及性能指标

3.1.3 可编程控制器工作原理

3.2 Rockwell SLC500系列控制器简介

3.2.1 SLC500系列控制器CPU功能与类型

3.2.2 SLC500系列控制器I/O模块介绍

3.2.3 SLC500系列电源

3.3 废热回收控制系统硬件组态

3.3.1 废热回收控制系统I/O点数统计

3.3.2 控制系统硬件选型

3.4 废热回收控制系统网络设计

3.4.1 Rockwell网络介绍

3.4.2 废热回收控制系统网络架构设计

3.5 本章小节

第四章 废热回收装置控制系统软件设计

4.1 控制系统上位机监控系统设计

4.1.1 基于Rslink软件的通信组态和现场数据采集

4.1.2 基于RSview32软件的节点地址分配与标记建立

4.1.3 废热回收监控系统上位机监控界面设计

4.2 控制系统下位机编程设计

4.2.1 RSlogix500软件简介

4.2.2 下位机程序设计方案

4.2.3 下位机程序设计

4.3 本章小节

第五章 废热回收装置控制系统现场应用

5.1 手动/自动PID控制应用

5.1.1 PID控制原理简述

5.1.2 热介质油温度控制

5.2 废热回收系统控制系统现场调试

5.3 本章小节

第六章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢

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摘要

海上平台的燃气轮机运行后产生烟气,废热回收装置通过回收该部分烟气中的热量来为整个海上平台提供热源。由于海上平台废热回收装置对于控制系统具有高安全性和高可靠性的要求,因此,如何设计和开发过程控制系统,完成废热回收装置的可靠、稳定控制,保证燃气轮机和废热回收装置的安全运行是本文研究的意义所在。
  论文以中海油SZ36-1A海上平台废热回收装置控制系统设计项目为背景,首先,详细分析了废热回收的工艺流程特点及其运行系统,结合工艺特点和控制需求,完成了控制系统的控制点数统计和硬件设计方案。其次,在硬件设计方案的前提下,搭建了废热回收控制系统的网络架构,并实现了废热回收现场与中控室监控系统的实时通信。再次,在控制系统硬件系统与网络架构的基础上,根据废热回收装置运行的控制要求进行上位机监控系统开发和下位机控制程序的编写。最后,论文简述了废热回收装置控制系统现场调试的调试方案和调试结果。
  论文还针对废热回收工艺中滞后性较大的热介质油温度,着重讲述了手动/自动PID控制策略的原理,以及运用该策略对热介质出口油温进行控制的方法与结果。
  现场运行结果表明,设计的控制方案是可行的,热介质油温达到了海上平台的控制要求。整套控制系统确保了三台废热回收装置高效、可靠的正常运行,从而为海上平台提供源源不断的热源。

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