天然气净化装置优化及远程监控系统的研究

【摘要】： 本文主要的研究内容是天然气净化装置的优化和远程监控的实现。目的是通过先进技术的应用来提高H_2S的回收率、增强天然气净化的效果、减少酸气大量放空对空气造成的污染、提高系统整体运行性能、降低装置的能耗。同时提高企业的信息化水平、提升管理水平、降低管理成本、增强企业的市场竞争力。 本文首先介绍了天然气装置优化和远程监控的现状。结合实际项目分析了某厂天然气净化装置目前存在的问题,指出了问题的症结所在,提出了要达到的目标。通过综合利用内模控制技术(IMC)、优化技术(用于PID参数寻优)、辨识建模技术、OPC技术、数据处理技术、数据库技术等技术来实现了装置的整体优化。结合实际情况开发了数据接口、搭建数据传输通道实现了远程监控功能。 该课题的完成取得了很好的经济和社会效益。并且在完成远程监控功能的同时构建了一个通用的远程监控解决方案。 【关键词】：天然气净化 IMC PID整定 OPC DDE TCP/IP 远程监控
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-28
• 1.1 天然气净化装置情况概述14-21
• 1.1.1 天然气净化装置及远程监控现状14-16
• 1.1.2 天然气净化装置的工艺流程16-21
• 1.2 天然气净化装置中存在的问题21-22
• 1.3 天然气净化装置提高效益的方法22-23
• 1.4 天然气净化装置基于内模PID(IMC—PID)的装置优化概述23-24
• 1.5 天然气净化装置远程监控系统的概述24-26
• 1.6 本课题的主要研究内容及方法26-28
• 第二章 控制器优化问题的研究28-40
• 2.1 引言28
• 2.2 PID控制简介28-30
• 2.2.1 PID控制器参数对系统性能的影响29-30
• 2.2.2 PID控制规律的选择30
• 2.3 PID控制器参数整定方法30-31
• 2.4 内模控制技术31-32
• 2.5 改造传统PID控制器为IMC—PID来进行控制器的优化32-37
• 2.5.1 IMC控制器的设计步骤33
• 2.5.2 把IMC控制器的转化为传统PID控制器33-34
• 2.5.3 利用IMC—PID整定PID参数来优化控制器34-37
• 2.6 IMC—PID先进控制软件设计步骤37-38
• 2.7 小结38-40
• 第三章 天然气净化装置优化的实现40-52
• 3.1 装置优化前存在的问题40-43
• 3.1.1 装置自动控制率不高,手动比较普遍40-41
• 3.1.2 已投自动的回路控制效果不理想41-42
• 3.1.3 装置整体操作困难42
• 3.1.4 净化装置整体性能降低42-43
• 3.2 天然气净化装置优化的目标43
• 3.3 装置优化的实施43-45
• 3.3.1 装置优化实施的原则43-44
• 3.3.2 装置优化的总体技术方案44-45
• 3.4 优化的效果及优化前后对比45-49
• 3.4.1 装置优化效果45-46
• 3.4.2 装置优化前后效果对比46-49
• 3.5 效益分析49-50
• 3.5.1 经济效益49-50
• 3.5.2 社会效益50
• 3.6 小结50-52
• 第四章 数据接口—DDE的研究和开发52-64
• 4.1 DDE数据采集方式的分析52-53
• 4.2 DDE的应用开发实例53-63
• 4.2.1 VB开发DDE应用程序53-61
• 4.2.2 使用组态软件开发DDE的应用61-63
• 4.3 小结63-64
• 第五章 数据接口—OPC的研究和开发64-88
• 5.1 COM技术概述64-69
• 5.1.1 COM对象与接口64-67
• 5.1.2 COM库67
• 5.1.3 DCOM技术67-68
• 5.1.4 OLE技术68
• 5.1.5 ActiveX技术68-69
• 5.2 现有OPC标准特点及应用69-71
• 5.2.1 OPC DA(Data Access)69-70
• 5.2.2 OPC DX(Data eXchange)70
• 5.2.3 OPC A&E(Alarm&Event)70
• 5.2.4 OPC XML70-71
• 5.3 基于OPC规范的企业信息化建设框架设计71-73
• 5.4 OPC数据采集的实现73-79
• 5.4.1 程序的设计73-74
• 5.4.2 客户端数据采集功能的实现74-79
• 5.5 下一代OPC数据集成规范OPC UA(Unified Architecture)79-86
• 5.5.1 OPC UA出现的背景79-80
• 5.5.2 OPC UA的消息传递机制80-81
• 5.5.3 OPC UA的集成地址空间(Address Space)81-83
• 5.5.4 语义(Semantic)信息模型83-84
• 5.5.5 互联网访问机制84-85
• 5.5.6 安全性和可靠性85-86
• 5.6 小结86-88
• 第六章 天然气净化装置远程监控系统总体解决方案88-98
• 6.1 远程监控功能分析88-89
• 6.2 底层数据采集功能的设计和实现89
• 6.3 数据传输通道的设计设计和实现89-93
• 6.3.1 基于TCP/IP的远程通信89-92
• 6.3.2 基于modem的数据传输92-93
• 6.4 远程现场监控功能的设计和实现93-95
• 6.4.1 组态软件来实现远程现场的监控功能93-94
• 6.4.2 实时数据库来实现远程现场的监控功能94-95
• 6.5 天然气净化装置远程监控系统的实施和总体解决方案95-97
• 6.5.1 天然气净化装置远程监控系统的实施95-96
• 6.5.2 总体解决方案96-97
• 6.6 小结97-98
• 第七章 结束语98-100
• 7.1 研究工作总结98
• 7.2 未来工作展望98-99
• 7.3 体会99-100
• 参考文献100-102
• 致谢102-104
• 研究成果及发表的学术论文104-106
• 作者和导师简介106-107
• 附件107-108

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