【正文】 ，主要供冷凝水排水器補水、水封供水、旁通閥沖洗、水封逆止閥沖洗、三通閥沖洗、葉輪沖水器、旋風脫水器水封箱、噴淋塔冷卻等用水。 第九組水泵為連鑄二冷水冷卻用水 第十組水泵為供方坯連鑄設備噴淋濁循環(huán)供水泵組，主要供設備噴淋冷卻用水。 第十一組水泵為轉爐濁環(huán)回水上冷卻塔供水泵組，主要轉爐濁環(huán)回水加壓上冷卻塔供水。 第十二組水泵為泵站集水坑水泵組。 每臺水泵的出水管上均安裝有電動閥門，電動閥門均與水泵連鎖，同一 水泵組之間互為備用，并當工作泵發(fā)生故障時備用泵自動投入運行。 水泵既可在中央控制室集中控制，也可在機旁就地操作，且每臺水泵的運行狀況可在水處理中央控制室內的 CRT 屏幕上顯示，在每組的總出水管上還設有流量、壓力、溫度的檢測。 冷卻塔 1） 冷卻塔風機啟停既可在水處理轉爐連鑄循環(huán)水泵站的中央控制室集中控制，也可就地操作，就地操作設在冷卻塔頂部電動機附近，僅為風機調試和維修使用，當冷卻塔風機檢修及調試時，就地選擇開關選擇到檢修位，機旁和中央控制室集中控制啟動風吉林大學網絡教育 2021 屆 專科生畢業(yè)論文（設計） 第 4 頁 共 32 頁 機，以確保人身安全。 2） 冷卻塔投入運行前，應仔細 清除管道、塔頂配水槽、塔底水池、塔內填料等附著的雜物和污垢并清洗干凈，以防止運行時發(fā)生堵塞。 3） 冷卻塔運行狀況，包括電源、電壓、電流、風機齒輪箱的油溫、油位、振動、噪音等是否正常，若發(fā)現(xiàn)異常時，應立即停機檢查，排除故障后再開。 4） 冬季循環(huán)水可視具體情況，若不上冷水塔冷卻即可達到工藝要求的使用水溫可直接接入吸水池。 水質穩(wěn)定 為保證車間凈循環(huán)水及濁循環(huán)水的水質穩(wěn)定，防止在各冷卻設備中產生結垢、腐蝕及菌藻的滋生，分別在各系統(tǒng)中投加水質穩(wěn)定劑和殺菌滅藻劑。投加水質穩(wěn)定劑的種類和投藥量及投產的清洗、預膜 等由水質穩(wěn)定實驗確定。 安全供水措施 水泵站采用雙電路電源供電，如發(fā)生事故，由轉爐連鑄水處理設施保溫安全水塔供方坯連鑄結晶器， LF 爐冷卻事故用水。供水時間可連續(xù) 20 分鐘。 化學除油器間 1）化學除油器 化學除油器間有 3 臺化學除油器及配套加藥裝置，供方坯連鑄機和 VD 鋼坯真空精煉爐濁循環(huán)水處理。 混合后的污水中的油類與懸浮物中過藥劑凝聚、絮凝作用，形成大顆粒絮化沉淀在化學除油器下部的排泥斗中，上部清水經溢流堰出水管排出，自流到濁環(huán)熱水池內，化學除油器污泥每八小時排出一次，每次 3 到 5 分鐘，排出的污泥經排泥 溝最終排至泥漿調節(jié)池內。 化學除油器的加藥裝置設在化學除油器設備旁?；瘜W除油器位機旁就地操作，且設備的運行狀態(tài)信號傳至循環(huán)水泵站控制室操作臺上。 為安裝、檢修的需要，在化學除油器上方設有電動單梁懸掛式起重機。 2）加藥裝置 向化學除油器投加油絮凝劑和混凝劑的加藥裝置分為兩套，一套供方坯連鑄化學除油器加藥，另一套供 VD 鋼包真空精煉爐化學除油器加藥。 吉林大學網絡教育 2021 屆 ?？粕厴I(yè)論文（設計） 第 5 頁 共 32 頁 三、循環(huán)水泵房三電控制系統(tǒng)總述 (一 ) 循環(huán)水泵房系統(tǒng) 循環(huán)水泵房由 3 個冷卻塔， 16 個空冷器， 2 個軟水補充水泵運行 18 個電動蝶閥，2 個增壓水泵， 3 個高壓凈水循環(huán)冷卻泵 ， 1 個軟水閉路循環(huán)水泵。 (二 ) 系統(tǒng)整體設計 該系統(tǒng)由一套 PLC 系統(tǒng)。一臺 DELL 工控機， Profibus 現(xiàn)場總線， WinCC 工控軟件組成，該系統(tǒng)現(xiàn)場 泵、閥等設備現(xiàn)場信號直接采集進入 PLC，通過 PLC 完成設備的手動及自動程序運行及 集中 、 就地 控制 。該系統(tǒng)中央控制采用一套 S7400 控制系統(tǒng)， CPU為 S74142DP 下轄二個遠程控制站，分別有循環(huán)水泵站，漩流井組成。（其中粗顆粒分離及斜板沉淀器、安全水塔均屬于循環(huán)水泵站）遠程站的控制采用 S7300 信號模塊。 基礎自動化部分的控制模式主要有集中控制和就地控制兩種控 制模式，過程監(jiān)控級上位機的組態(tài)功能主要有顯示功能，報警功能，數據歸檔，報表功能，用戶管理等。 吉林大學網絡教育 2021 屆 專科生畢業(yè)論文（設計） 第 6 頁 共 32 頁 四、基礎自動化部分設計 （一）系統(tǒng)主要配置概述 1）主要硬件 基礎自動化部分采用西門子 PLC 來實現(xiàn)。 PLC 是以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。 （ 1） PLC 的特點 ： Ⅰ .可靠性高，抗干擾能力強 Ⅱ .配套齊全，功能完善，適用性強 Ⅲ . 易學易用，深受工程技術人員歡迎 Ⅳ . 系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造 Ⅴ . 體積小，重量輕，能耗低 （ 2） PLC 的應用領域 目前， PLC 使用情況大致可歸納為如下幾類。 Ⅰ . 開關量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應用領域，如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。 Ⅱ . 模擬量控制 在工業(yè)生產過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都 是模擬量。 Ⅲ . 運動控制 PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制。世界上各主要 PLC 廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 Ⅳ . 過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。 PID 調節(jié)是一般閉環(huán)控制吉林大學網絡教育 2021 屆 ?？粕厴I(yè)論文（設計） 第 7 頁 共 32 頁 系統(tǒng)中用得較多的調節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。 Ⅴ . 數據處理 現(xiàn)代 PLC 具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。 Ⅵ . 通信及聯(lián)網 本系統(tǒng)各站之間采用 profibus 現(xiàn)場總線進行通訊，主站 PLC 與上位機采用 TCP/IP協(xié)議進行通訊。 選擇 PLC 應注意的方面： （ 1） I/O 模塊的選擇 PLC 是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產設備或工業(yè)生產過程，它的工作環(huán)境是工業(yè)生產現(xiàn)場。它與工業(yè)生產過程的聯(lián)系是通過 I/O 接口模塊來實現(xiàn)的。 ①確定 I/O 點數 I/O 點數的確定要充分的考慮到裕量，能方便地對功能進行擴展。對一個控制對象，由于采用不同的控制方法或編程水平不一樣， I/O 點數就可能有所不同。 ②開關量 I/O 標準的 I/O 接口 用于同傳感器和開關 (如按鈕、限位開關等 )及控制 (開、關 )設備 (如指示燈、報警器、電動機起動器等 )進行數據傳輸。典型的交流 I/O信號為 24～ 240V(AC)，直流 I/O 信號為 5～ 24V(DC)。 ③模擬量 I/O 模擬量 I/O 接口用來傳輸傳感器產生的信號的。這些接口能測量流量、溫度和壓力等模擬量的數值，并用于控制電壓或電流輸出設備。 PLC 的典型接口量程對于雙極性電壓為 — 10～ +10V、單極性電壓為 0～ +10V、電流為 4～ 20mA 或 10～ 50mA， （ 2）電源模塊的選擇 電源模塊的選擇一般只需考慮輸出電 流。電源模塊的額定輸出電流必須大于處理器模塊 I/O 模塊、專用模塊等消耗電流的總和。以下步驟為選擇電源的一般規(guī)則： ①確定電源的輸入電壓； ②將框架中每塊 I/O 模塊所需的總背板電流相加，計算出 I/O 模塊所需的總背板電流值； 吉林大學網絡教育 2021 屆 ?？粕厴I(yè)論文（設計） 第 8 頁 共 32 頁 ③ I/O 模塊所需的總背板電流值再加上以下各電流： ，則加上處理器的最大電流值； I/O 適配器模塊時，應加上其最大電流值。 ④如果框架中留有空槽用于將來擴展時，可做以下處理： 的 I/O 模塊的總背板電流值與步驟 (3)中計算出的總背板電流值相加。 ⑤在框架中是否有用于電源的空槽，否則將電源裝到框架的外面。 ⑥根據確定好的輸入電壓要求和所需的總背板電流值，從用戶手冊中選擇合適的電源模塊。 本系統(tǒng)有一套西門子 PLC 系統(tǒng)。一套 DELL 工控機， profibus 現(xiàn)場總線， WinCC 工控軟件組成，該系統(tǒng)現(xiàn)場泵、閥等設備現(xiàn)場信號直接采集進入 PLC，通過 PLC 完成設備的手動及自動控制程序運行及集中、就地控制。該系統(tǒng)中央控制采用一套 S7400 控制系統(tǒng)， CPU 為 S7414 2DP 下轄三個遠程控制站 ，分別有循環(huán)水泵站，泥漿處理間，漩流井組成。（其中粗顆粒分離及斜板沉淀器、安全水塔均屬于循環(huán)水泵站）遠程站的控制采用 S7300 信號模塊。 (二 )三電系統(tǒng)設計任務 電氣部分 完成對上述工藝對象的電氣控制的整體設計、控制柜和機旁箱制作和調試工作。 儀表部分 完成對以上工藝系統(tǒng)新增過程參數檢測任務。包括壓力，流量，液位，溫度等，如供高爐軟水循環(huán)水泵出 /入水總管溫度，供高爐軟水循環(huán)水泵出 /入水總管流量 , 凈水（高壓）循環(huán)水泵出 /入水總管壓力 自動化部分 完成循環(huán)水泵房及加壓機進出口閥的自動控制及有關工 藝參數的自動監(jiān)測任務 。 （三）電氣及其儀表自動化系統(tǒng) 吉林大學網絡教育 2021 屆 ?？粕厴I(yè)論文（設計） 第 9 頁 共 32 頁 基礎自動化 基礎自動化以 PLC 為控制核心，考慮到性價比以及今后備件及維護需要我們選用了西門子 S7300 系列 PLC。 上位監(jiān)控自動化 上位監(jiān)控系統(tǒng)人機接口部分配兩套 HMI 操作站互為備用配置，其中一臺可兼作工程師站。操作站計算機選用研華原裝 IPC610L 工控機，主要配置如下： P4 CPU、320G 硬盤、 1G DDR 內存、 DVD 光驅，配 19” 液晶顯示屏。監(jiān)控軟件采用西門子 SP3 軟件。系統(tǒng)軟件采用 WINDOWS XP 專業(yè)版。 系統(tǒng)網絡結構 系統(tǒng)主干通訊網絡采用工業(yè)以太網，該網絡將本次工程 PLC 控制系統(tǒng)與原有的轉爐 PLC、風機房 PLC、汽化 PLC 一起構成一個統(tǒng)一環(huán)形網絡；本系統(tǒng)的分布式 I/O 網采用 Profibus DP 網。這樣由西門子的 S7 系列可編程控制器（ PLC）、上位監(jiān)控計算機和通信網絡構成一完善的循環(huán)水泵房三電監(jiān)控系統(tǒng)。 （四）電氣傳動控制系統(tǒng) 對上述所涉及的設備控制采用機旁手動、上位軟手動和自動三種控制方式。 系統(tǒng)主要電氣元件：斷路器、接觸器、熱繼電器、中間繼電器。 （五） 現(xiàn)場儀表檢測系統(tǒng) 所有現(xiàn)場儀表按防爆 標準選用。防爆等級：隔爆型。 吉林大學網絡教育 2021 屆 專科生畢業(yè)論文（設計） 第 10 頁 共 32 頁 五、正達循環(huán)水泵房系統(tǒng)電氣傳動設計 （一）電動蝶閥 電動蝶閥主回路如圖 51 所示，斷路器 1FQF1 閉合后，主回路電源接通；電動蝶閥控制回路如圖 52 所示，斷路器 1FCQF1 閉合后，控制回路電源接通。 轉換開關打到左側，選擇機旁手動控制時，由機旁操作箱手動控制。 當按下閥門打開按鈕 1FSB1 時，交流接觸器 1FKM1 線圈得電，輔助常閉觸點1FKM1 打開，實現(xiàn)互鎖，斷開反轉控制回路，限制電動機反轉，即電動蝶閥關閉，避免電動蝶閥正反轉回路同時接通，電動 機損壞。輔助常開觸點 1FKM1 閉合，正轉控制回路自鎖，主常開觸點 1FKM1 閉合，正轉主回路接通，電動機正轉，即電動蝶閥打開。 當電動蝶閥打開到位，觸動開到位接近開關，中間繼電器 1FKA1 線圈得電，常閉觸點 1FKA1 打開，正轉控制回路斷開，交流接觸器 1FKM1 線圈失電，主常開觸點打開，電動蝶閥停止正轉，閥門打開到位。常開觸點 1FKA1 閉合，指示燈 1FHR 亮，即閥門打開到位指示燈亮。如果限位失靈，閥門繼續(xù)打開，觸動過扭矩接近開關，中間繼電器1FKA3 線圈得電，常閉觸點 1FKA3 打開，正轉控制回 路斷開，交流接觸器 1FKM1 線圈失電，主常開觸點打開，電動蝶閥停止正轉，防止閥門損壞。常開觸點 1FKA3 閉合，指示燈 1FHY 亮，即閥門過扭矩指示燈亮。 當按下閥門關閉按