【正文】 根據(jù)第二章的設(shè)計(jì)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(jì)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、焦煤氣量單交叉限幅。 由公式： 0 60 /n f p? 其中 0n 為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速通常稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速 f為電流的頻率 p 為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù) 當(dāng)頻率 f 連續(xù)可調(diào)時(shí)（一般 P 為定數(shù)），電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也連續(xù)可調(diào)。420mA/RS485 多種信號(hào)接口形式。其余三路為正常的開(kāi)關(guān)功能，每一路繼電器對(duì)應(yīng)的探測(cè)器報(bào)警輸出路數(shù)的設(shè)置。 它的原理 是利用三維偏心原理。在已知有關(guān)參數(shù)的條件下，根據(jù)流動(dòng)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。 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(hào)接近為數(shù)字信號(hào) 。（ +|t|） 。它們的不足之處在于溫度范圍有限 (+55℃ ～ +150℃ )，并且需要一個(gè)外部參考源。熱電偶有多種類(lèi)型，它們覆蓋非常寬的溫度范圍，從 200℃ 到 20xx℃ 。 (3) CPU 224 有 14 輸入 /10 輸出，存儲(chǔ)容量擴(kuò)大了一倍，有 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，內(nèi)置時(shí)鐘，有更強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)的處理能力，是 S7200 系列中使用最多的產(chǎn)品。 數(shù)字量輸入有； 系統(tǒng)的啟動(dòng)，系統(tǒng)的手動(dòng)停止，消鈴按鈕，試燈按鈕。 以焦?fàn)t蝶閥組為例。本方法解耦規(guī)則的確立依據(jù)來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：雙蝶閥并聯(lián)狀態(tài)增益矩陣和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)。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(dòng)原因。 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(jì)（論文） 9 解耦控制設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是解除控制回路或系統(tǒng)變量之間的耦合 。 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(gè)蝶閥調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)爐煤氣只有一個(gè)蝶閥控制。最大量 17 萬(wàn) 3/mh，最小量 6 萬(wàn) 3/mh，混合管道直徑設(shè)計(jì)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。根據(jù)用戶(hù)用量，即平均量 12 萬(wàn) 3/mh，最大量 14． 4 萬(wàn) 3/mh。在調(diào)節(jié)過(guò)程中，絕不會(huì)出現(xiàn)既保持加壓機(jī)轉(zhuǎn)速較高，又使泄放開(kāi)啟一定高度的 “穩(wěn)定平衡 ”狀態(tài)。從而改變加壓機(jī)的轉(zhuǎn)速，以 “變 ”求 “穩(wěn) ”。 回路 混壓調(diào)節(jié)在實(shí)際中既影響熱值、又影響加壓機(jī)后壓力。 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(hù)用量；焦?fàn)t煤氣為輔氣，要求控制其兩道閥門(mén) ， 使高、焦配比約 4:1。 令人欣慰的是，盡管在煤氣資源的整體綜合利用方面國(guó)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。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(mǎn)足用戶(hù)的要求，應(yīng)建立相應(yīng)的煤氣混合加壓站系統(tǒng)。 上述的三種狀態(tài)代表了目前我國(guó)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(shí)行。將 PLC 應(yīng)用于該控制，具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單，控制精度高的特點(diǎn)。四個(gè)調(diào)節(jié)回路主要是使 冷軋煤氣混合加壓站中高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣通過(guò)熱值調(diào)節(jié)回路控制使之比為 4:1，混合氣體的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)電路主要由 PI 調(diào)節(jié)電路進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)有手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)節(jié)閥保證了調(diào)節(jié)的精確度及穩(wěn)定性。 變頻器的調(diào)節(jié)保證了加壓 機(jī)的轉(zhuǎn)速在一個(gè)穩(wěn)定的的范圍，使加壓機(jī)的壓力穩(wěn)定。在控制的 過(guò)程中，煤氣加壓機(jī)可以根據(jù)參數(shù)的修改實(shí)現(xiàn)對(duì)供氣現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)確控制。而混合煤氣加壓系統(tǒng)由于處在整個(gè)煤氣 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 平衡系統(tǒng)最為關(guān)鍵的中間過(guò)渡環(huán)節(jié)，其建立或者技術(shù)升級(jí)是刻不容緩的。此舉對(duì)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、減少煤氣放散、降本增效和保護(hù)環(huán)境有著重要的意義。目前，國(guó)內(nèi)各鋼鐵聯(lián)合企業(yè)幾乎都建立了一個(gè)或數(shù)個(gè)煤氣加壓系統(tǒng)，并且基本上實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的電儀控制升級(jí)到了較為先進(jìn)的 PLC+變頻器控制，有的企業(yè)還實(shí)現(xiàn)了煤氣加壓系統(tǒng)數(shù)據(jù)和企業(yè)生產(chǎn)管理調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈接，增強(qiáng)了企業(yè)的生產(chǎn)信息化水平。 本回路為一串級(jí)、交叉限幅調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所以，混壓調(diào)節(jié)不好，則熱值調(diào)節(jié)、加壓機(jī)后壓力調(diào)節(jié)都無(wú)從談起。在計(jì)算機(jī)和變頻器上都設(shè)置了最低運(yùn)行頻率，從而保證出口壓不至于太低，也保證了自帶油泵能夠給給定值 —— 壓力 控制 器 調(diào)節(jié)器 壓力變送器 混合煤氣量 控制器 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 出足夠的油壓油量，以免燒壞軸瓦。 設(shè)定值 —— 壓力變送器器 變頻器 壓力變送器 油壓油量 控制器 —— 混合 氣調(diào)節(jié)器 壓力 調(diào)節(jié)器 泄放閥 壓力變送器 煤氣量 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 混合加壓站系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)資料得高爐煤氣進(jìn)站壓力為 13~15 kPa，焦?fàn)t煤氣壓力進(jìn)站壓力為 36 kPa 的煤氣壓力供應(yīng)特點(diǎn)，并結(jié)合煤氣用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)布置的實(shí)際情況。最小量6 萬(wàn) 3/mh，混合煤氣管道直徑設(shè)計(jì)為 DNl 800。高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的混合比例為 0． 67： 0． 33。平時(shí)不參與調(diào)節(jié)。 在傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域里，控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模式的精確與否是影響控制優(yōu)劣的最主要關(guān)鍵，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的信息越詳細(xì)，則 越能達(dá)到精確控制的目的。設(shè)計(jì)一種更完善的壓力控制方案是實(shí)際生產(chǎn)需求之一。 雙蝶閥并聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖 ，圖中 Ql為焦?fàn)t煤氣流量， Q2為高爐煤氣流量，U1,U2分別為 1蝶閥和 2蝶閥的開(kāi)度， H為混合管道煤氣總流量， A為混合煤氣熱值。焦?fàn)t煤氣壓力一流量管道系統(tǒng)如圖 。 模擬量輸出信號(hào)有； 變頻器的輸出頻率 ，泄放閥。 (4) CPU 224XP 最新推出的一款實(shí)用機(jī)型，最大的不同是主機(jī)上增加了2 輸入 /1 輸出的模擬量單元和一個(gè)通信口，適合有少量模擬信號(hào)的系統(tǒng)中使用。它們的特點(diǎn)是：低靈敏度、低穩(wěn)定性、中等精度、響應(yīng)速度慢、高溫下容 易老化和有漂移，以及非線(xiàn)性。 數(shù)字輸出 IC溫度傳感器帶有一個(gè)內(nèi)置參考源，它們的響 應(yīng)速度也相當(dāng)慢 (100 ms 數(shù)量級(jí) )。 （ 3）熱響應(yīng)時(shí)間 :30S。 因?yàn)閴毫Φ淖兓秶?穩(wěn)定 在 左右， 綜合價(jià)錢(qián)、性能等因素，我選用1151 電容式壓力變送器 。 節(jié)流裝置組成 ： 節(jié)流件：標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長(zhǎng)徑噴嘴、 1／ 4 圓孔板、雙重孔板、偏心孔板、圓缺孔板、 錐形入口 ： 孔板等取壓裝置：環(huán)室、取壓法蘭、 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 夾持環(huán)、導(dǎo)壓管等 ： 連接法蘭（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、各種標(biāo)準(zhǔn)及其它設(shè)計(jì)部門(mén)的法蘭）、緊固件 ：測(cè)量管 JYLGB 孔板流量計(jì) 是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參數(shù)差壓變送器（或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測(cè)量氣體、蒸汽、液體及天然氣的流量，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過(guò)程控制和測(cè)量。實(shí)現(xiàn)了消除碟版在 90176。 故障報(bào)警：系統(tǒng)可顯示探測(cè)器連線(xiàn)短路、斷路故障；傳感器故障；系統(tǒng)供電電源故障等。 主要技術(shù)指標(biāo)： 檢測(cè)氣體：可燃 /毒性氣體 測(cè)量范圍： 0100%LEL 0100/500/1000PPM 采樣方式：擴(kuò)散式 檢測(cè)原理：催化燃燒式 /電化學(xué)式 傳感器壽命： 23 年 檢測(cè)誤差： 177。又因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是比同步轉(zhuǎn)速略低一些，所以，當(dāng)同步轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也是連續(xù)可調(diào)的。這樣一則使焦?fàn)t煤氣流量調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)量不至于過(guò)大，從而使高、焦配比值在小范圍內(nèi)波動(dòng)；二則使主環(huán)調(diào)節(jié)器不至于產(chǎn)生調(diào)節(jié)飽和．加快丁滯后較大的主環(huán)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)．改善了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。 實(shí)物圖如圖 所示 圖 MicroMaster 440 變頻器 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序流程圖 本設(shè)計(jì)主要是控制高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣之比為 4:1，由于高爐煤氣的進(jìn)氣量不變，所以只控制焦?fàn)t煤氣的進(jìn)氣量就可以了。 實(shí)物如圖 所示 圖 STARPAC 型智能調(diào)節(jié)閥 變頻器的功用是將頻率固定的（通常為 50Hz的）交流電（三相或單相）變成頻率聯(lián)系可調(diào)（多數(shù)為 0400Hz）的三相交流電。 主要特點(diǎn)： 進(jìn)口傳感器、精度高、測(cè)量準(zhǔn)確、抗中毒、性能穩(wěn)定，探頭防爆式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適用于工廠(chǎng)等各類(lèi)危險(xiǎn)場(chǎng)所，方便與各種 DCS、 PLC 以及其他系統(tǒng)連接，高防護(hù)等級(jí)，防塵、防水抗腐蝕性能強(qiáng)，能工作于酸性堿性環(huán)境。 輸出信號(hào)： 4 路報(bào)警繼電器輸出，沒(méi)路額定輸出 5A， 250VAC/10A，30VAC（注：輸出均為開(kāi)關(guān)量輸出）第 1 路為固定的脈沖輸出（打閥）， 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 探測(cè)器中任意一路的報(bào)警都會(huì)引起該繼電器的打閥動(dòng)作。 通過(guò)查找資料選擇角 4 ZHTB 型三維偏心調(diào)節(jié)閥。 孔板流量計(jì)工作原理 ： 充滿(mǎn)管道的流 體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置，在節(jié)流件附近造成 局部收縮，流速增加，在其上、下游兩側(cè)產(chǎn)生靜 壓力差 。 壓電式的是利用壓電材料，把壓力的作用轉(zhuǎn)化為電量的變化。（ +|t|） ,B 級(jí) 177。 模擬輸出 IC 溫度傳感器具有很高的線(xiàn)性度 (如果配合一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器或ADC 可產(chǎn)生數(shù)字輸出 )、低成本、高精度 (大約 1%)、小尺寸和高分辨率。 熱電偶應(yīng)用很廣泛，因?yàn)樗鼈兎浅?jiān)固而且不太貴。 (2) CPU 222 有 8 輸出 /6 輸出，可以進(jìn)行模擬量的控制和 2 個(gè)模塊的擴(kuò) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 展，應(yīng)用更廣泛的全功能控制器。 系統(tǒng)框圖 根據(jù)以上的分析可得該系統(tǒng)的框圖為圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 西 門(mén) 子 S7200 手操器 手操器 開(kāi)度 輸出 開(kāi)度 輸出 氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥執(zhí)行器 氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥 氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥執(zhí)行器 氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥 繼電器 繼電器 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 聲光報(bào)警 溫度