【正文】 .................................................................................. 27 系統(tǒng)主程序流程圖 ......................................................................................... 27 溫度上限報警流程 圖 ..................................................................................... 28 一氧化碳報警流程圖 ..................................................................................... 28 調(diào)節(jié)閥控制流程圖 ......................................................................................... 29 變頻器輸出頻率調(diào)節(jié)流程圖 ......................................................................... 30 加壓機(jī)后壓力調(diào)節(jié)流程圖 ............................................................................. 31 PI 調(diào)節(jié)控制流程圖 ........................................................................................ 32 加壓站的生產(chǎn)工藝 ......................................................................................... 32 第 5 章 結(jié)論與展望 .................................................................................................... 36 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 38 致謝 .............................................................................................................................. 40 附錄Ⅰ .......................................................................................................................... 41 附錄Ⅱ .......................................................................................................................... 53 附錄Ⅲ .......................................................................................................................... 54 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒論 課題背景 煤氣既符合中國能源安全戰(zhàn)略和環(huán)保政策，又符合相關(guān)燃耗企業(yè)的利益要求，得到了諸如玻璃、陶瓷、冶金、機(jī)械、化工等 燃耗較大的廣泛應(yīng)用。將 PLC 應(yīng)用于該控制，具有操作簡單、運行可靠、抗干擾能力強、編程簡單，控制精度高的特點。相對而言，部分內(nèi)陸的鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)含量、生產(chǎn)組織管理方面還亟待提高。 上述的三種狀態(tài)代表了目前我國鋼鐵聯(lián)合企業(yè)在企業(yè)副產(chǎn)品的綜合利用方面的三種技術(shù)層次，顯然第一種狀況應(yīng)該是各企業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，只是由于各企業(yè)的具體條件的差異，需要逐步規(guī)劃實行。當(dāng)從一次能源 (如煤 )轉(zhuǎn)換成二次能源 (煤氣 )時，由于一次能源燃質(zhì)不穩(wěn)，在轉(zhuǎn)換過程中必然導(dǎo)致二次能源 (煤氣 )燃質(zhì)也不穩(wěn)，即煤氣燃質(zhì)具有較大的不確定性。故此，為保證氣源及熱值的穩(wěn)定，保證管網(wǎng)的煤氣壓力，滿足用戶的要求，應(yīng)建立相應(yīng)的煤氣混合加壓站系統(tǒng)。 （ 2）介質(zhì)為氣體 ，變化的過渡過程長。 令人欣慰的是，盡管在煤氣資源的整體綜合利用方面國內(nèi)各企業(yè)間存在著一定差距，但是混合煤氣加壓系統(tǒng)得到了一致的重視。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 工業(yè)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為煤氣加壓控制系統(tǒng)更好的融入整個工廠生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)提供了便利的條件。 冷軋煤氣 混 合加壓站以高爐煤氣為主氣，它不可控制，取決于用戶用量；焦?fàn)t煤氣為輔氣，要求控制其兩道閥門 ， 使高、焦配比約 4:1。 該控制思想一則使焦?fàn)t煤氣流量調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)量不至于過大，從而使高焦配比值在小范圍內(nèi)波動；二則使主環(huán)調(diào)節(jié)器不至于產(chǎn)生調(diào)節(jié)飽和，加快了滯后較大的主環(huán)的動態(tài)響應(yīng)，改善了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。 回路 混壓調(diào)節(jié)在實際中既影響熱值、又影響加壓機(jī)后壓力。 混壓調(diào)節(jié)回路如圖 所示 圖 混壓調(diào)節(jié)回路圖 混壓調(diào)節(jié)就是控制高爐煤氣的兩道閥門。從而改變加壓機(jī)的轉(zhuǎn)速，以 “變 ”求 “穩(wěn) ”。本回路為一定值單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其設(shè)定值為 14kPa，當(dāng)加壓機(jī)后出口壓力升高／降低時，增大／減小泄壓閥的開度，以 “泄 ”求 “穩(wěn) ”。在調(diào)節(jié)過程中，絕不會出現(xiàn)既保持加壓機(jī)轉(zhuǎn)速較高，又使泄放開啟一定高度的 “穩(wěn)定平衡 ”狀態(tài)。然后與高爐煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣混合。根據(jù)用戶用量，即平均量 12 萬 3/mh，最大量 14． 4 萬 3/mh。 209 3/kJ m ，壓力大于 10 kPa，該混合煤氣管道與公司 2 。最大量 17 萬 3/mh，最小量 6 萬 3/mh，混合管道直徑設(shè)計為 DN2 200，高爐煤氣管道和焦?fàn)t煤氣管道分別為 DNl 800 和 DNl 200。壓力大于 10 kPa。 3 混合站的混合煤氣熱值根據(jù)煤氣使用情況調(diào)整 ，高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣使用四個蝶閥調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)爐煤氣只有一個蝶閥控制。考慮將 1 混合站及 2 混合站的高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的二道流量調(diào)節(jié)蝶閥改用調(diào)節(jié)閥組形式，調(diào)節(jié)閥組設(shè)計為三個調(diào)節(jié)蝶閥，流量分配 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 比例為 ::，則兩混合站的二道流量調(diào)節(jié)閥組設(shè)計形式。 DN2200混合煤氣 DN2200混合煤氣 DN1000 DN800 DN1800 DN1200 DN1500 焦 爐煤 氣 DN1000 DN1500轉(zhuǎn)爐煤氣 DN2200高爐煤氣 DN1500焦?fàn)t煤氣 DN1800混合煤氣 1 混合站 1 加壓機(jī) 2 加壓機(jī) 3加壓機(jī) 4加壓機(jī) DN1600 高爐煤 氣 2 混合站 3混合站 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 解耦控制設(shè)計的主要任務(wù)是解除控制回路或系統(tǒng)變量之間的耦合 。因此便嘗試著以模糊數(shù)學(xué)來處理這些控制問題。加壓前壓力的變化先于機(jī)后壓力的變化，也是加壓機(jī)后壓力波動原因。 圖 解耦原理圖 在深入進(jìn)行煤氣混合加壓過程機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，利用模糊控制、解耦控制、專家控制、集成優(yōu)化建模等技術(shù)，建立了煤氣混合解耦控制模型，提出了二自由度專家控制方法，保證混合煤氣熱值壓力的穩(wěn)定。本方法解耦規(guī)則的確立依據(jù)來自兩個方面：雙蝶閥并聯(lián)狀態(tài)增益矩陣和專家經(jīng)驗。假設(shè)此時混合煤氣熱值偏低， A=4000，由 上面 公式可得到此時的系統(tǒng)相對增益矩陣為 13 11 1 1314 ???? ???? 此時熱值偏低，有兩種調(diào)節(jié)方法：開大焦閥或關(guān)小高閥。 以焦?fàn)t蝶閥組為例。 最 后 ，壓 力 流量系統(tǒng)的相對增 益 矩陣 ? 可寫為 01 120 2 0 21 1 1 22 1 2 2 01120 2 0 2PP PPP P P PPPPPP P P P????? ?????????? ? ??? ? ? ???? ?????? 如果系統(tǒng)中 1P 接近 2P ，則 ? 陣就十分接近單位陣，說明用閥 1去控制流量，用閥 2去控制壓力 1P 是合適的。 數(shù)字量輸入有； 系統(tǒng)的啟動，系統(tǒng)的手動停止，消鈴按鈕，試燈按鈕。 增加 20%備用量，以便隨時增加控制功能：數(shù)字量 輸入點數(shù)為： 4? （ 1 + 10%） =5 輸出點數(shù)為： 4? （ 1 + 10%） =5 模擬量 輸入點數(shù)為： 5? （ 1 + 10%） =6 輸出點數(shù)為： 2? （ 1 + 10%） =3 控 制系統(tǒng) PLC 的 I/O 點分配如表 所示。 (3) CPU 224 有 14 輸入 /10 輸出，存儲容量擴(kuò)大了一倍，有 7 個擴(kuò)展模塊，內(nèi)置時鐘，有更強的模擬量和高速計數(shù)的處理能力，是 S7200 系列中使用最多的產(chǎn)品。本設(shè)計的 PLC 選擇的 CPU224 的傳感器電源 24V(DC)可以輸出 600mA 電流。熱電偶有多種類型，它們覆蓋非常寬的溫度范圍，從 200℃ 到 20xx℃ 。它們特別穩(wěn)定，并有許多種配置。它們的不足之處在于溫度范圍有限 (+55℃ ～ +150℃ )，并且需要一個外部參考源。 綜上所述， 因為溫度測量范圍在 0800℃ 。（ +|t|） 。實物圖如圖 所示： 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 PT100 正溫度系數(shù)熱敏傳感器 壓力傳感器目前最長使用的工作原理 :壓阻式、電容式、壓電式、晶體諧振式等。 晶體諧振式是把壓力的作用轉(zhuǎn)化為頻率的變化，這種原理的應(yīng)用是輸出信號接近為數(shù)字信號 。 孔板流量計又稱為差壓式流量計，是由一次檢測件 (節(jié)流件 )和二次裝置 (差壓變送器和流量顯示儀 )組成，廣泛應(yīng)用于氣體、蒸汽和液體的流量測量。在已知有關(guān)參數(shù)的條件下，根據(jù)流動連續(xù)性原理和伯努利方程可以推導(dǎo)出差壓與 流量 之間的關(guān)系而求得流量。 氣動三通調(diào)節(jié)閥 ,電動三通分流調(diào)節(jié)閥 ,壓力調(diào)節(jié)閥 亦稱調(diào)節(jié) 閥、流量控制閥、流量控制器、動態(tài)平衡閥、流量平衡閥，是一種直觀簡便的流量調(diào)節(jié)控制裝置，調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成 調(diào)節(jié)閥通常由電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥體兩部分共同組成。 它的原理 是利用三維偏心原理。它可以廣泛的應(yīng)用在石油、石化、冶金、污水、油罐、等不同場合；性能穩(wěn)定，維修量小。其余三路為正常的開關(guān)功能，每一路繼電器對應(yīng)的探測器報警輸出路數(shù)的設(shè)置?？梢蚤L期檢測易燃易爆氣體，也可以長期工作于有毒有害環(huán)境。420mA/RS485 多種信號接口形式。無壓力 信號時閥全開，隨著壓力信號增大，閥門逐漸關(guān)小的氣動調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)式；反之，無壓力信號時閥全關(guān)，隨著壓力信號增大，閥門逐漸開大的氣動調(diào)節(jié)閥為氣開式。 由公式： 0 60 /n f p? 其中 0n 為旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速通常稱為同步轉(zhuǎn)速 f為電流的頻率 p 為旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù) 當(dāng)頻率 f 連續(xù)可調(diào)時（一般 P 為定數(shù)），電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也連續(xù)可調(diào)。 10%，三相，交 流， ； 矢量控制方式，可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制； 高過載能力，內(nèi)置制動單元； 三組參數(shù)切換功能。 根據(jù)第二章的設(shè)計可知， 主程序主要為 熱值調(diào)節(jié)系統(tǒng) ，系統(tǒng)流程圖如圖 ： 圖 系統(tǒng)主流程圖 我們的設(shè)計以熱值調(diào)節(jié)為主環(huán)．焦?fàn)t煤氣流 量調(diào)節(jié)為副環(huán)，還加入了高、焦煤氣量單交