西门子SIMATIC PCS 7是一款功能齐全的过程控制系统,可用于快速方便地组态工程项目。它提供了许多选项来创建个性化的项目和一些特定的解决方案。PCS 7是基于模块化,硬件和软件功能协调的全集成自动化系统。它是一种由中央工程和通用数据库集成的DCS系统,可实现制造和过程工程过程的完全自动化,通常用于过程生产和混合工业。本论文设计了基于SMPTLab仿真环境下化工厂三级物料流程的控制系统。控制过程使用PCS 7进行设计,由工程师站(ES)和操作员站(OS)以及一台计算机组成,控制器选用S7 400可编程逻辑控制器(PLC)。被控对象为SMPTLab系统,PM125模块作为被控对象和PLC之间的通信接口。控制系统的描述分别在第二,第三章和第四章。第一章给出了过程控制的简要介绍和背景;第五章和第六章分别介绍了本控制系统的总体结果和本论文所涉及工作的总结。第二章给出了三级物料过程的描述和控制指标。此化工厂三级物料处理从混合罐开始,两个反应物按一定比例均匀混合,然后将混合物输送到反应器中,加入一定量的催化剂进行反应,从而得到新的反应物。反应物随后被输送到闪蒸罐,按照需求对反应物进行纯化。反应过程的控制目标是有效控制各个阶段的原料成分,反应温度和闪蒸罐压力,以确保最终产品的合格率。在以上控制过程中,通过固定设定值控制,串级控制和多回路比例控制等方法来实现。固定设定值控制用于设定闪蒸罐反应的最终产物流量。串级控制用于通过固定入口或出口流量来保持混合罐,反应器和闪蒸罐中的液位;它也用于通过控制反应器周围循环冷却水的流量来调节反应器温度。多回路比率控制用于根据反应物所需的浓度确定反应物的流量。顺序控制也被用于控制运行启动,关闭和紧急关闭等。第三章阐述了控制系统的硬件配置。该硬件由安装在SMPTLab仿真环境中的ES/OS计算机,S7 400 PLC,PM125模块和SMPT-1000设备组成。网络配置通过以太网电缆将ES/OS连接到PLC来完成;并且借助Profibus-Dp电缆,PLC使用PM125作为接口模块与SMTP-1000设备建立通信第四章介绍了ES和OS以及其组态。SIMATIC PCS 7软件用于执行ES和OS。PCS 7项目是在正确配置的ES中创建的;根据第二章的介绍,在项目中使用CFC和SFC设计控制程序。一个完整配置的控制程序构成一个自动化站。CFC用于控制物料流动,罐体和反应器的液位,保持闪蒸罐中的温度和压力调节。如同第二章所述,SFC用于控制顺序操作,即:系统中的启动,关闭和安全关闭过程。启动过程监督三级物料过程的开始和完成情况。它确保物料进出系统,还可确保反应器温度,闪蒸罐压力以及罐和反应器的液位保持在操作员的设定值范围内。关闭过程通过随后排空罐和反应器,关闭泵和流量阀直到闪蒸罐排空。安全关闭过程在紧急情况下部署;它有效地切断了物料流入混合罐,然后完全排空系统的其余部分。OS可以通过配置好的自动化站编译;使用Win CC设计工具对参数进行更改。OS操作系统平台提供了对系统进行监控和控制的清晰视图。