【正文】 吉林大學 網(wǎng)絡 教育 專 科生 畢業(yè)論文（設計） 中文題目 1080m179。 循環(huán)水泵房自動化設計 學生姓名 專業(yè) 電 氣 工 程 及其自 動化 層次年級 學號 指導教師 職稱 副教授 學習中心 成績 2021 年 04 月 12 日吉林大學網(wǎng)絡教育 2021 屆 ?？粕厴I(yè)論文（設計） 摘 要 循環(huán)水處理是冶金行業(yè)中一個不可缺少的部分 ，隨著全球人口和經(jīng)濟規(guī)模的不斷增長，能源使用帶來的環(huán)境問題及其誘因逐漸為人們所認識，“低碳經(jīng)濟”這一概念開始進入人們的視野，在本設計中依正達 1080m179。循環(huán)水泵房水處理工藝流程論述并設計其循環(huán)水處理自動化部分，正達鋼鐵有限公司循環(huán)水處理系統(tǒng) ，主要分為 4 個子系統(tǒng)：循環(huán)泵站 ； 漩流井；粗顆粒分離及斜板沉淀器；安全水塔。 系統(tǒng)采用分級自動控制系統(tǒng)，上位監(jiān)控級采用 DELLPC 機 +西門子 WinCC 組態(tài)軟件完成系統(tǒng)監(jiān)控功能；基礎自動化級采用西門子 S7300 完成數(shù)據(jù)采集、邏輯控制、回路控制等實時控制功能。設備采用機旁和集 中兩種控制方式。 本設計 主要以三電（電氣部分，儀表部分，自動化部分）設計部分為主，主要有： 1）電氣及其儀表自動化系統(tǒng)；其又包括： （ 1）基礎自動化； （ 2）上位監(jiān)控自動化； （ 3）系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)； 2）電氣傳動控制系統(tǒng)； 3）現(xiàn)場儀表檢測系統(tǒng)； 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(diào)試工作。 儀表部分完成對以上工藝系統(tǒng)新增過程參數(shù)檢測任務。包括壓力，流吉林大學網(wǎng)絡教育 2021 屆 專科生畢業(yè)論文（設計） 量，液位，溫度等。 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(guān)工藝參數(shù)的自動監(jiān)測任務。 電氣傳動設計部分主要講 述電動蝶閥的原理說明，配電系統(tǒng)說明，控制原理設計。 硬件選型：主要對循環(huán)水泵房電氣控制系統(tǒng)硬件選型進行說明，現(xiàn)場檢測儀表的選型和自動控制系統(tǒng) PLC 選 型。 循環(huán)水泵房系統(tǒng) PLC 設計：循環(huán)水泵房控制系統(tǒng)由循環(huán)水泵房系統(tǒng)和加壓機系統(tǒng)兩部分組成。主要完成循環(huán)水泵房的壓力、流量、溫度、柜位狀態(tài)檢測、監(jiān)視和報警，閥門的控制。本部分主要完成數(shù)字量、模擬量輸入 /輸出地址分配， PLC 選型，這也是本設計的第二個重點。另外還有電動蝶閥的控制流程圖。 組態(tài)軟件是使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動 控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用 層次的軟件工具。 上位機界面通過組態(tài)軟件 WinCC 進行界面設計， WinCC 監(jiān)控程序的功能： 1)畫面功能 2)歷史數(shù)據(jù) 3)歷史趨勢 4)統(tǒng)計分析和報表 5)報警 各個工藝參數(shù)的顯示和監(jiān)控通過上位機 WinCC 實現(xiàn)。而組態(tài)監(jiān)控軟件吉林大學網(wǎng)絡教育 2021 屆 ?？粕厴I(yè)論文（設計） WinCC 也是極為理想的工廠可視化工具，在此我們使用了西門子 WinCC 版本的軟件。 關(guān)鍵詞： 西門子 PLC WinCC 自動化 吉林大學網(wǎng)絡教育 2021 屆 ?？粕厴I(yè)論文（設計） 目 錄 一、前 言 ???????????? ???????????????????? 1 （ 一 ） 工程概述 ?????????? ??????????? ??????? 1 （二 ） 設計簡介???????????????????????????? 1 二、 循環(huán)水泵房水處理工藝流程 ?????????????? ???????? 2 (一 ) 循環(huán)水泵房水處理工藝流程概述 ????????????????? 2 (二 ) 循環(huán)水泵房及其工藝概述 ??????????????? ????? 2 水泵站 ??????????????????????????? 2 冷卻塔 ????????????????????? ?????? 3 水質(zhì)穩(wěn)定 ?? ???????????????????????? 4 安全供水措施 ???????????????????????? 4 化學除油器間 ???????????????????????? 4 三、 循環(huán)水泵房三電控制系統(tǒng)總述 ?????????? ??????????? 5 (一 ) 循環(huán)水泵房系統(tǒng) ??????????????????????? ? 5 (二 ) 系統(tǒng)整體設計 ???????????????????? ????? 5 四、 基礎自動化部分設計 ?????? ???????????????? ??? 6 （一） 系統(tǒng)主要配置概述 ?????????????????????? ?? 6 （二 ） 三電系統(tǒng)設計任務 ?????????????????????? ?? 8 電氣部分 ?????????????????????? ????? 8 儀表部分 ?????????????????????? ????? 8 自動化部分 ?????????????????????? ???? 8 （三） 電氣及其儀表自動化系統(tǒng) ?????????????????? ?? ? 9 基礎自動化 ?????????????????????? ???? 9 上位監(jiān)控自動化 ?????????????????????? ?? 9 系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) ?????????????????????? ??? 9 （四） 電氣傳動控制系統(tǒng) ?????????????????????? ?? 9 （五 ） 現(xiàn)場儀表檢測系統(tǒng) ?????????????????????? ?? 9 五、正達循環(huán)水泵房系統(tǒng)電氣傳動設計 ??????????????????? 10 （一 ） 電動蝶閥 ?????????? ???????????? ????? 10 吉林大學網(wǎng)絡教育 2021 屆 ?？粕厴I(yè)論文（設計） 六、硬件設備選型 ?????????????????????? ?????? 13 （一）循環(huán)水泵房系統(tǒng) ?????????????????????? ?? 13 （二）電氣柜設備選型 ?????????????????????? ?? 13 （三）設備選型 ?????????????????????? ????? 13 七、儀表檢測控制設計 ?????????????????????? ??? ? 15 （一）儀表檢測控制簡介 ?????????????????????? ? 15 （二 ） 檢測儀表選型說明 ?????????????????????? ? 15 溫度檢測儀表選型說明 ????????????????????? 15 壓力檢測儀表選型說明 ???????????????? ????? 15 流量檢測儀表選型說明 ????????????????????? 16 （三） 儀表的選型主要考慮 ?????????????????????? 16 八、循環(huán)水泵房系統(tǒng) PLC 設計 ?????????????????????? ? 18 （一） 設計任務 ?????????????????????? ??? ?? 18 （二） PLC 控制設備的 I/O 數(shù)量 ???????????????????? 18 （三） PLC 輸入輸出地址分配 ????????????????????? 18 （四） PLC 硬件選型 ?????????????????????? ??? 25 （五） PLC 程序調(diào)試 ?????????????????????? ??? 26 九、循環(huán)水泵房系統(tǒng)上位機組態(tài) ????????????????????? 27 （一）建立循環(huán)水泵房控制系統(tǒng)項目 ?????????????? ???? 27 （二 ） 組態(tài)控制畫面 ?????????????????????? ??? 27 結(jié)束語 ???????????????????????????????? 30 參考文獻 ??????????????????????????????? 31 致謝 ????????????????????????????????? 32 吉林大學網(wǎng)絡教育 2021 屆 ?？粕厴I(yè)論文（設計） 第 1 頁 共 32 頁 一、 前言 (一 ) 工程概述 本設計基于唐山正達鋼鐵有限公司技改工程水處理基礎自動化部分。 唐山 正達鋼鐵有限公司循環(huán)水處理系統(tǒng) ，主要分為 4 個子系統(tǒng)：循環(huán)泵站、漩流井、粗顆粒分離及斜板 沉淀器、安全水塔。根據(jù)各系統(tǒng)電控和儀控圖紙要求，水處理系統(tǒng)采用基礎自動化級配置，設備采用機旁和集中兩種控制方式。各系統(tǒng)設備的聯(lián)鎖、備用啟停、集中操作、工藝參數(shù)的采集和顯示通過 PLC 和 HMI 實現(xiàn)。通過 PLC 實現(xiàn)自動控制，在沒有大的狀況下可以無人堅守，節(jié)省人力勞動資源。若不慎出現(xiàn)問題可以通過機旁箱輔助控制，實現(xiàn)問題的軟著陸，保證人員和財產(chǎn)的安全。上位機用來實時監(jiān)控現(xiàn)場的各個參數(shù)，及時反映現(xiàn)場的問題。 (二 ) 設計簡介 本次設計主要是循環(huán)水泵房系統(tǒng)“三電”設計，是以正達 三電控制系統(tǒng)工程為參考設計的。 本工程的三 電自動化控制系統(tǒng)應具有較高的控制水平，此外還要考慮到今后技術(shù)發(fā)展的需要。要求電氣儀表計算機自動化控制系統(tǒng)一體化； EIC 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信一體化，具有高速、大容量和開放的技術(shù)性能。其主要特點包括： 1) 先進的硬件控制設備和網(wǎng)絡設備 2) 合理的系統(tǒng)劃分 3) 完全開放的通信總線 基礎自動化部分以 PLC 控制為核心， PLC 控制裝置采用 SIEMENS 公司 S7 系列可編程控制器（ PLC） ,人機接口終端采用工控機，通過液晶屏可直觀顯示工藝流程的實時工況，各工藝參數(shù)的趨勢畫面，使操作人員及時掌握工作情況。 主干通信網(wǎng)絡采用工業(yè) 以太網(wǎng)（轉(zhuǎn)爐 PLC、風機房 PLC 與循環(huán)水泵房 PLC 系統(tǒng)構(gòu)成統(tǒng)一環(huán)網(wǎng)），分布式 I/O 網(wǎng)采用 Profibus 網(wǎng)，這樣由 SIEMENS 公司 S7 系列可編程控制器 (PLC)、人機接口終端 (HMI)計算機和通信網(wǎng)，構(gòu)成完善的監(jiān)視、控制系統(tǒng)。 吉林大學網(wǎng)絡教育 2021 屆 專科生畢業(yè)論文（設計） 第 2 頁 共 32 頁 二、 循環(huán)水泵房水處理工藝流程 （ 一 ）循環(huán)水泵房水處理工藝流程概述 唐山正達鋼鐵有限公司煉鋼工程的水處理系統(tǒng) ，主要分為以下 4 個子系統(tǒng)：循環(huán)泵站、漩流井、粗顆粒分離及斜板沉淀器、安全水塔。凈循環(huán)水池經(jīng)現(xiàn)場設備后大部分返回到原凈循環(huán)水池內(nèi)，帶有污染的水進入濁環(huán)冷水池，熱循環(huán)水池內(nèi) 的水同樣是經(jīng)過現(xiàn)場設備后進入濁環(huán)冷水池，軟化吸水池與熱循環(huán)水的工藝流程大體相似，濁環(huán)冷水池內(nèi)的水經(jīng)鐵皮沖渣溝進入漩流井，經(jīng)過顆粒分離進入泥漿處理間，經(jīng)過處理泥漿排出，凈化后的水再次進行循環(huán)。 見圖 21。 圖 21 水處理工藝流程 （二） 循環(huán)水泵房及其工藝概述 水泵站 循環(huán)水泵房軟水閉路循環(huán)冷卻水系統(tǒng)共有 13 組水泵，第一組水泵為轉(zhuǎn)爐風機房、除塵冷卻凈循環(huán)供水泵組，主要供二次除塵系統(tǒng)、混鐵爐除塵系統(tǒng)、輔原料地下料倉除吉林大學網(wǎng)絡教育 2021 屆 ?？粕厴I(yè)論文（設計） 第 3 頁 共 32 頁 塵系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)加濕器、二次 除塵系統(tǒng)冷卻等用水。 第二組水泵為柴油備用泵。 第三組水泵為供空壓站設備冷卻凈循環(huán)供水泵，主要供煉鋼、連鑄空壓站冷卻等用水。 第四組水泵為轉(zhuǎn)爐本體設備冷卻凈循環(huán)供水泵組，主要供高架流槽沖洗、氧槍下料冷卻、水泵冷卻、取樣器冷卻、轉(zhuǎn)爐本體冷卻水、鋼包冷修、氧槍試壓水、混鐵爐噴補、水環(huán)密封、電機水冷卻器、噴淋塔入口漩流板冷卻用水。 第五組水泵為供轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻凈循環(huán)供水泵組，主要供氧槍及備用槍冷卻水。 第六組水泵為供連鑄液壓站、設備間冷卻凈循環(huán)供水泵組、主要共設備內(nèi)冷卻、液壓站冷等冷卻用水。 第七組水泵為方坯連鑄板 式換熱器冷媒水凈循環(huán)供水泵組，主要供板式換熱器冷卻軟化用水。 第八組水泵為供轉(zhuǎn)爐煙氣凈化系統(tǒng)濁循環(huán)供水泵組