1.1. 精餾塔工作原理
        精餾是化工生產(chǎn)中分離互溶液體混合物的典型單元操作，其實(shí)質(zhì)是多級(jí)蒸餾，即在一定壓力下，利用互溶液體混合物各組分的沸點(diǎn)或飽和蒸汽壓不同，使輕組分（沸點(diǎn)較低或飽和蒸汽壓較高的組分）汽化，經(jīng)多次部分液相汽化和部分氣相冷凝，使氣相中的輕組分和液相中的重組分濃度逐漸升高，從而實(shí)現(xiàn)分離。

        精餾過(guò)程的主要設(shè)備有：精餾塔、再沸器、冷凝器、回流罐和輸送設(shè)備等。精餾塔以進(jìn)料板為界，上部為精餾段，下部為提留段。一定溫度和壓力的料液進(jìn)入精餾塔后，輕組分在精餾段逐漸濃縮，離開(kāi)塔頂后全部冷凝進(jìn)入回流罐，一部分作為塔頂產(chǎn)品（也叫餾出液），另一部分被送入塔內(nèi)作為回流液。回流液的目的是補(bǔ)充塔板上的輕組分，使塔板上的液體組成保持穩(wěn)定，保證精餾操作連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。而重組分在提留段中濃縮后，一部分作為塔釜產(chǎn)品（也叫殘液），一部分則經(jīng)再沸器加熱后送回塔中，為精餾操作提供一定量連續(xù)上升的蒸氣氣流。

1.2. 乙醇回收項(xiàng)目
在對(duì)山東一個(gè)乙醇回收項(xiàng)目中，從成本、穩(wěn)定性、可靠性、周期性考慮，采用了北京德姆森自控系統(tǒng)有限公司的MINI DCS系統(tǒng)，其蒸餾控制系統(tǒng)的工藝流程如下圖示：

1.3. 控制系統(tǒng)及控制方案

1.3.1. 控制系統(tǒng)
乙醇回收（精餾）整個(gè)工藝過(guò)程為連續(xù)操作，整個(gè)工藝路線(xiàn)比較清晰，但在實(shí)現(xiàn)整套裝置的自動(dòng)化生產(chǎn)方面卻比較復(fù)雜，存在著復(fù)雜的選擇控制、串級(jí)控制、聯(lián)鎖控制等因此控制系統(tǒng)必須保證裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行，并保證蒸餾檢測(cè)的實(shí)時(shí)、真實(shí)、準(zhǔn)確和透明。蒸餾裝置的主要工藝過(guò)程參數(shù)：溫度、壓力、流量、液位、濃度等在控制室進(jìn)行集中監(jiān)視、控制和管理、對(duì)重要的工業(yè)參數(shù)設(shè)置了超限報(bào)警及安全聯(lián)鎖。
蒸餾控制系統(tǒng)依托MINI DCS集散控制系統(tǒng)。MINI DCS的軟硬件采用系統(tǒng)擴(kuò)展方式，完成對(duì)系統(tǒng)主要工藝過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、生成監(jiān)視、過(guò)程控制、畫(huà)面操作、趨勢(shì)記錄、參數(shù)報(bào)警、安全聯(lián)鎖和報(bào)表打印。

MINI DCS控制系統(tǒng)包括1套控制站、1套操作站、6個(gè)DM241 PID模塊、2個(gè)DM231開(kāi)關(guān)量輸出模塊、2個(gè)DM243A 流量計(jì)模塊、4個(gè)DM221模擬量采集模塊、液位計(jì)3個(gè)，系統(tǒng)配置如下圖：

1.3.2. 控制方案
（1）精餾塔物料進(jìn)口管道上安裝調(diào)節(jié)閥（FV0104）和流量計(jì)（FI0103）、精餾塔底安裝液位計(jì)（LI0103），三者通過(guò)系統(tǒng)形成連鎖，當(dāng)流量或液位超過(guò)或低于設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)母液管道上的調(diào)節(jié)閥，控制進(jìn)入塔內(nèi)的物料，保持流量和液位穩(wěn)定。
（2）蒸汽管道上安裝調(diào)節(jié)閥（FV0106）、精餾塔底安裝熱電阻（TICA0102），兩者通過(guò)系統(tǒng)形成連鎖。通過(guò)底部的溫度傳感器，控制給塔內(nèi)輸送過(guò)熱蒸汽管道上的閥門(mén)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)的大小，保持塔內(nèi)溫度穩(wěn)定。
（3）回流管道上安裝調(diào)節(jié)閥（FV0105）和流量計(jì)（FI0104）、精餾塔頂安裝熱電阻（TICA0104），調(diào)節(jié)閥（FV0105）和熱電阻（TICA0104）通過(guò)系統(tǒng)形成連鎖。當(dāng)頂部溫度超過(guò)或低于設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)回流管道上的電動(dòng)閥，進(jìn)而調(diào)節(jié)回流的大小，保持溫度穩(wěn)定。
（4）精餾塔中部安裝熱電阻（TICA0103）隨時(shí)查看中部溫度；精餾塔底、中、頂分別安裝壓力變送器（PICA0102）（PICA0103）（PICA0104）隨時(shí)查看各部壓力。
（5）母液罐和回流罐上安裝液位計(jì)（LI0102）（LI0101），隨時(shí)查看液位高度
（6）再沸器蒸汽入口安裝壓力變送器（PICA0107）、冷凝器循環(huán)水進(jìn)、出口安裝壓力變送器（PICA0105）（PICA0106）和熱電阻（TICA0105）（TICA0106）隨時(shí)查看各部壓力和溫度。
（7）物料泵（P0101）、（P0102），回流泵（可能要加上）三組，每臺(tái)泵利用兩個(gè)繼電器進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制（相當(dāng)于兩個(gè)點(diǎn)動(dòng)按鈕）。
（8）在冷凝器的輸入、輸出端安裝溫度和壓力傳感器，檢測(cè)冷凝器的工作狀態(tài)。

1.3.3. 傳感器和執(zhí)行器
（1）系統(tǒng)中需要安裝溫度和壓力傳感器的位置有：蒸餾塔的塔頂、塔中、塔底，冷凝器的輸入和輸出；
（2）安裝液位傳感器的位置有：蒸餾塔的塔底、母液罐、回流罐；
（3）安裝流量傳感器的位置有：回流管道和母液輸送管道；
（4）安裝調(diào)節(jié)閥的管道有：蒸汽管道、回流管道、母液輸送管道。

1.3.4. 測(cè)量控制設(shè)備
（1）DM241智能PID控制模塊
采集測(cè)量溫度信號(hào)，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)電動(dòng)閥，達(dá)到預(yù)計(jì)溫度
（2）DM243A流量積算模塊；
測(cè)量流量傳感器信號(hào)，可直接配接兩線(xiàn)制變送器，用來(lái)顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量
（3）DM221四通道采集模塊
每個(gè)模塊可以四路信號(hào)輸入，可以配置各種類(lèi)型的傳感器。
（4）DM231開(kāi)關(guān)量輸出模塊
每個(gè)模塊可以控制4個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出

3.3.5. 組態(tài)軟件
為了能更好的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，在此系統(tǒng)中，采用DM7000 7英寸觸摸屏，利用組態(tài)軟件，實(shí)現(xiàn)管理、操作、監(jiān)控、設(shè)置、查詢(xún)和顯示功能。

查詢(xún)界面

曲線(xiàn)圖

參數(shù)設(shè)置界面

1.4. 結(jié)束語(yǔ)
MINI DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用在該系統(tǒng)中，自2011年投產(chǎn)以來(lái)，至今穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，全面實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、模擬量控制和開(kāi)關(guān)量邏輯控制及聯(lián)鎖保護(hù)等功能，實(shí)現(xiàn)蒸餾分離生產(chǎn)的自動(dòng)化，并真正做到了控制集中、危險(xiǎn)分散。該套裝置配置合理，運(yùn)行平穩(wěn)，其技術(shù)水平達(dá)到了國(guó)內(nèi)同級(jí)蒸餾設(shè)備的先進(jìn)水平。