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本课题针对某化工公司精细化工自动化生产线进行研究设计,根据生产工艺及对自动化系统的要求,设计了以S7-300 PLC为控制核心,TIA Portal为监控界面和操作界面的自动化生产系统。完成了Step7程序的编写、TIA Portal界面的组态并进行了调试,解决了精细化工间歇式生产过程中的几个关键问题。首先,介绍了本课题的生产工艺,针对该工艺的生产流程,结合生产工艺的特点及自动化要求,设计了基于西门子S7-300 PLC为核心的过程控制系统的整体设计方案和构架。在此基础上,进行WRE-3R工艺控制系统的设备统计和选型,I/O点的统计和分配,并且进行硬件组态和网络组态,完成控制系统的软件设计。针对有机相和水系分离的关键技术进行研究,阐述了新方案的控制策略,建立了流速的数学模型;通过对流体雷诺数的计算,验证流体的流动状态,解决分离过程因喘流引起的两相反混的问题;确定电导率仪和切断阀的安装距离,解决重力分离过程中水相残留过多或有机相过分的问题。根据新方案完成控制程序的编写,通过实验进一步验证新方案的有效性。针对压力转料的关键技术进行研究。根据设备性质和工艺参数,建立转料压力和补压压力的数学模型,确定了最佳的转料压力和补压压力参数。建立转料过程中补压时间和终点判断时间的数学模型,确定了理想补压时间和终点判断时间,解决了压力转料终点判断的问题。完成压力转料程序的编写,通过现场实验验证结果的有效性。针对反应釜夹套内介质智能切换的关键技术进行研究,提出适用于本项目的温度控制系统的解决方案。提出夹套介质判断策略,解决介质智能判断的问题;建立了压空时间的数学模型,解决介质压空终点判断的问题。通过西门子PLCSIM仿真器进行仿真,检验介质智能切换方案的有效性。整个自动化系统的仿真及现场调试都取得成功。系统生产运行可靠,精细化工间歇式生产过程的自动化程度得到提高,解决了之前生产过程中的一些关键技术和问题,满足了生产工艺要求,达到了预期的效果。