¿Cómo redactar el informe de propuesta y la especificación de diseño para el proyecto de graduación?

Universidad Xi'an Jiaotong

Informe de selección del tema de tesis de maestría en ingeniería

Título de la tesis:

Apellido:

Dirección de la investigación:

Profesor:

Tiempo de participación: septiembre de 2003

Tiempo del informe de selección de tema: mayo de 2006< /p >

1. La base científica y la importancia de este tema de investigación (incluida la importancia científica, la descripción general de la investigación nacional y extranjera, el nivel y las tendencias de desarrollo, las ideas académicas y la base teórica).

1. Razones, propósitos e importancia del establecimiento del proyecto

Hay muchas plantas de amoníaco sintético en nuestro país, pero el nivel de control de las plantas de amoníaco sintético es relativamente bajo. La mayoría de los fabricantes todavía se encuentran en el nivel semiautomático y muchos todavía dependen del control manual. Los problemas comunes son: alto consumo de energía, alto costo, proceso largo y bajo nivel de control de automatización. Los productos producidos en esta situación de producción tienen altos costos y poca competitividad en el mercado, por lo que la mayor parte de la industria de fertilizantes se encuentra en un estado de bajas ganancias o incluso pérdidas. Cambiar este estado, además de cambiar el flujo del proceso hacia atrás, es un método eficaz para lograr un control óptimo del proceso de producción del dispositivo.

Los equipos de producción de amoníaco sintético son la base de la producción de fertilizantes de mi país. Mejorando el nivel de control automático de toda la unidad de producción de amoníaco sintético, sólo estabilizando aún más la producción y reduciendo el consumo de energía se pueden reducir los costos y aumentar la eficiencia. La optimización de la unidad de síntesis de amoníaco es una de las medidas efectivas con baja inversión y resultados rápidos.

La importancia del control optimizado de la unidad de síntesis de amoníaco es mejorar el nivel de automatización de toda la unidad de síntesis de amoníaco, aprovechar al máximo las ventajas del control optimizado en las condiciones de proceso existentes y hacer que toda la producción funcione. en el mejor estado durante mucho tiempo. Al mismo tiempo, la aplicación de sistemas de optimización también puede ahorrar el consumo de materias primas, reducir el consumo de energía, mejorar las tasas de calificación de los productos y mejorar la competitividad de los productos en el mercado.

2. Descripción general y tendencias de desarrollo en el país y en el extranjero

La tecnología de automatización incluye la automatización del control de procesos de producción y la automatización de la gestión de transacciones, que es una alta tecnología en rápido desarrollo y cada vez más madura en el mundo actual. El continuo desarrollo de la tecnología de automatización también ha enriquecido el desarrollo de diversos software de control, especialmente el control óptimo, que ha pasado de la teoría a la práctica.

Con el rápido desarrollo de las microcomputadoras, la teoría de la automatización y la tecnología de la información, los sistemas DCS desarrollados por empresas extranjeras que utilizan la última tecnología de PC se han utilizado ampliamente en equipos de producción en diversas industrias, especialmente en la aplicación de DCS, desarrollado Muchos programas prácticos de optimización.

En países extranjeros, el desarrollo de la producción de amoníaco sintético se puede dividir aproximadamente en cinco etapas: ⅰ. Etapa de invención; Ⅱ Etapa de promoción de tecnología; Ⅲ Etapa de cambio de estructura de materia prima; ⅳ Etapa de reducción de consumo y ahorro de energía. La tecnología de automatización adaptada al proceso también está en constante desarrollo, especialmente en la tercera etapa, los diferentes procesos plantean diferentes requisitos para las tareas de control. En vista del desarrollo de las condiciones de los instrumentos y la teoría de control en ese momento, algunos bucles de control simples se establecieron principalmente para algunos parámetros importantes del proceso y gradualmente se desarrollaron en algunos bucles de control proporcionales y en cascada. Por ejemplo

Como esquema de control avanzado, su promoción es inseparable del desarrollo de las computadoras. Con el desarrollo de los ordenadores, por un lado, se pueden implementar de forma eficaz algunos sistemas de control y, por otro, también se proporciona una base de hardware para un funcionamiento optimizado. De acuerdo con las características de la unidad de síntesis de amoníaco, algunos filtros no lineales se controlaron con éxito mediante optimización asistida por computadora, lo que mejoró significativamente la producción de amoníaco. Actualmente, muchas plantas de amoníaco en todo el mundo adoptan sistemas de control por computadora o DCS. El nivel de control de las unidades de síntesis de amoníaco ha alcanzado un cierto nivel, y la investigación y aplicación de la optimización y la gestión informática han alcanzado un cierto nivel, aumentando la producción, reduciendo costos y mejorando la eficiencia.

2. Los métodos de investigación propuestos y las rutas técnicas (incluida la seguridad general del trabajo de investigación)

Disposición y progreso, cálculos, métodos y pasos experimentales y su demostración de viabilidad, posibles problemas. y soluciones que se presenten. )

El método de investigación adoptado es: primero realizar una investigación teórica, a partir de los requisitos del proceso y los equipos de producción de síntesis de amoníaco, y analizar los equipos y bucles clave que deben optimizarse. A partir de los bucles clave, analice en detalle los parámetros relevantes de cada parámetro de optimización y comprenda y analice el método de control antes de la optimización de este parámetro. Sobre esta base, se propone y optimiza un nuevo método de control con métodos de control avanzados. Escriba el esquema de control y dibuje el diagrama de bloques de control. Sobre esta base se elaboró ​​el programa de control. Ingrese el programa de control en el sistema DCS, realice la depuración fuera de línea y en línea y ponga en funcionamiento el programa optimizado.

Registre la curva operativa del parámetro antes de que se ponga en funcionamiento el sistema de control óptimo y la curva operativa después de que se ponga en funcionamiento el sistema de control óptimo. Analizar y optimizar el funcionamiento del sistema y realizar sugerencias para futuras mejoras. Repita el proceso anterior para un segundo experimento. hasta lograr resultados satisfactorios.

Plan de trabajo: desarrollar un plan de implementación técnica detallado (1. Demostración del proyecto e investigación preliminar, 2. Diseño y demostración del esquema, 3. Preparación del plan de implementación detallado, 4. Elaboración de planos de diseño relevantes, etc.) compilar software; depuración y operación de prueba; evaluación de operación de software e intercambio técnico de información; Se necesitará aproximadamente 1 año para completar el trabajo anterior.

Dificultades y soluciones que se pueden encontrar: las dificultades reales que se pueden encontrar son: las diferencias de proceso entre diferentes fabricantes hacen que el sistema de optimización no sea universal, y es necesario realizar más correcciones y adiciones en función de circunstancias y condiciones del sitio. Debido a la complejidad del proceso, un mismo parámetro controlado no puede lograr el efecto de optimización debido a algunos factores incontrolables como cambios en las materias primas, avance del tiempo, cambios en los ingredientes, etc. Incorpore tantos parámetros influyentes como sea posible en el sistema de optimización. Cuantos menos factores incontrolables, mejor.

Tres. Características e innovaciones de este proyecto.

Desde la década de 1980, los sistemas de control por computadora y los sistemas DCS se han ido introduciendo gradualmente en el control del proceso de producción de mi país, especialmente en la industria de fertilizantes. Más del 90% de las grandes empresas de fertilizantes han introducido sistemas DCS extranjeros, más del 80% de las empresas medianas de fertilizantes también han aplicado sistemas DCS extranjeros y entre el 30% y el 40% de las pequeñas empresas de fertilizantes también han introducido sistemas de control nacionales y extranjeros en algunos dispositivos. A juzgar por los sistemas DCS introducidos, la mayoría de las empresas solo utilizan sistemas DCS para reemplazar los sistemas de instrumentos originales, y algunas empresas han realizado algunos trabajos de desarrollo en circuitos individuales. En general, la aplicación de DCS está lejos de aprovechar al máximo sus poderosas ventajas funcionales. Para la planta de amoníaco sintético, la característica más importante de la planta es que el flujo del proceso es largo, la reacción se lleva a cabo a alta temperatura y alta presión, el diseño de automatización es relativamente simple y la tasa de operación manual es alta. Para controlar mejor el funcionamiento de toda la unidad de síntesis de amoníaco, de modo que toda la producción pueda lograr el propósito de ahorro de energía, reducción del consumo y producción alta y estable, es necesario desarrollar y utilizar aún más las potentes funciones de software del DCS. Sistema basado en el diseño preliminar original y de acuerdo con las necesidades de operación del proceso. Algunos algoritmos de control avanzados en la teoría de control moderna se aplican a las plantas de síntesis de amoníaco.

En cuarto lugar, los resultados esperados de la investigación.

Debido a que el dispositivo de producción de fertilizantes es un modelo de producción continuo, integral y a gran escala, la estructura del proceso es compleja. La escala de las plantas de amoníaco sintético de mi país continúa expandiéndose. El hecho de que dichos dispositivos puedan lograr un diseño y control óptimos tendrá un gran impacto en la inversión en infraestructura, la seguridad de la producción, los costos de los productos, etc. El software y hardware de control optimizados de la sección de síntesis, la sección de conversión y la sección de producción de gas de la planta de amoníaco sintético están diseñados para ahorrar energía y reducir el consumo con la ayuda de computadoras y mejorar la supervivencia y competitividad de la planta de fertilizantes.

Dado que las plantas de fertilizantes pequeñas y medianas de mi país tienen diseños no optimizados, cada equipo no ha sido sometido a una simulación de proceso formal, la transformación del dispositivo ha sido continua y las condiciones de operación (proceso parámetros) se determinan básicamente de forma empírica y se optimizan. Gran dificultad, gran potencial.

El control óptimo es la optimización online de los parámetros de funcionamiento. Bajo las condiciones existentes del flujo del proceso y del equipo, se utilizan computadoras para optimizar los parámetros operativos del dispositivo de producción para ahorrar energía y reducir el consumo, reducir el costo de producción de amoníaco por tonelada y maximizar las ganancias del dispositivo. El control óptimo es un medio nuevo y eficaz para que las empresas aprovechen su potencial y aumenten la eficiencia. Con la ayuda de modelos matemáticos y algoritmos de optimización multivariable, el control de optimización en línea de la gasificación, transformación y síntesis se logra mediante el establecimiento de modelos matemáticos de sistemas de gasificación, transformación y síntesis.

5. Bases de investigación existentes.

El Instituto de Investigación y Diseño de Automatización de Maquinaria Química Tianhua es una unidad de investigación profesional dedicada a la automatización e instrumentación química desde hace mucho tiempo. Dedicado al control de procesos de fertilizantes desde hace más de 30 años. Hay un equipo de investigación profesional con una gran fuerza técnica. Desde la década de 1980, hemos estado comprometidos con el desarrollo y aplicación de sistemas de control optimizados. Hemos diseñado y aplicado sistemas DCS en muchas plantas de amoníaco sintético, como la planta de fertilizantes Liujiaxia, la planta de fertilizantes Hebei Yixian, la planta de fertilizantes Anyang, la planta de fertilizantes Liuzhou, el grupo Shandong Hongri, etc., y hemos logrado resultados satisfactorios. Ha acumulado una rica experiencia en el desarrollo de DCS y ha desarrollado y aplicado sucesivamente sistemas como YEWPARK MARK, μXL, CENTUM-XL y CS-1000 de Yokogawa Corporation, y TDC-2000, TDC-3000, Micro-3000 y GUS. de Honey Well Corporation de Estados Unidos.

RS3, Provax; Rosement Company de Estados Unidos; PLC, PCS de Siemens de Alemania, etc.

Después de graduarme, me dediqué a la investigación y aplicación de la detección y control de fertilizantes químicos. Ha asumido sucesivamente el diseño, configuración, programación y aplicación de sistemas DCS para la planta de fertilizantes Anyang, la planta de fertilizantes Liuzhou, el grupo Shandong Hongri, el grupo químico Jinchang y otras unidades. Se han utilizado con éxito métodos de control avanzados en algunos circuitos de control. Se lograron resultados satisfactorios. Acumulé cierta experiencia y métodos en integración de sistemas y optimización de control. Además, con el apoyo y la ayuda de mis mentores y colegas, creo que con trabajo duro este proyecto saldrá bien.

6. Directorio principal de referencia.

1 Preguntas y respuestas sobre la producción y operación de pequeñas plantas de amoníaco sintético; Yang Chunsheng, Chemical Industry Press

2. Tecnología de producción y operación de pequeñas plantas de amoníaco sintético; Wang Yangbaohe, Industria Química; Prensa.

3 Manual de Operación del Sistema Honeywell TDC-3000.

4 Diseño y aplicación de sistemas de control distribuido;, Liao, Tsinghua University Press.

5 "Nuevo sistema de control"; Yu Jinshou, Chemical Industry Press.

6 Conceptos básicos de la teoría del control moderno; Wang, National Defense Industry Press.

Actas de 7 "Instrumentos químicos y automatización"

Actas de la Quinta Conferencia Nacional de Intercambio de Tecnología de Automatización de Instrumentos de Fertilizantes: Departamento de Fertilizantes, Ministerio de Industria Química

Qi Xilin 9 artículos sobre DCS, PLC y bus de campo.

Siete. Opiniones del Tutor Ayudante

Tutor Ayudante (Firma):

Año, Mes y Día

8. Tutor (Firma):

Año, Mes, Día