【導(dǎo)讀】煉鐵生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物之一高爐煤氣，富含大量的熱能、化學(xué)能、壓力能和粉塵。企業(yè)的能源消耗和生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。袋式除塵器也稱為過濾式除。中的固體顆粒物，屬于精細(xì)除塵，袋式除塵器可將高爐煤氣含塵量降低到10mg/m3以下。為下位機的自動控制結(jié)構(gòu)。上位機通過MCGS組態(tài)監(jiān)控軟件制作出整個高爐煤氣。制，通過PLC編程實現(xiàn)閥門的關(guān)閉、開啟,從而控制除塵系統(tǒng)的運行、停止。好壞直接影響袋式除塵設(shè)備的效率和使用。設(shè)計中采用了離線反吹方式按壓差對5個箱。體進行依次反吹清灰。

　　

【正文】 向分為向下輸送，如卸灰裝置；水平輸送，如刮板輸送機、皮帶輸送機、螺旋輸送機；向上輸送，如帶式和鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C。本系統(tǒng)采用水平的螺旋輸送機和向上的斗式提升機。 螺旋輸送機是依靠螺旋葉片旋轉(zhuǎn)時，引導(dǎo)粉塵沿著固定的殼體內(nèi)壁向前移動而不停地工作著。它一般單獨用于小型除塵器的粉塵輸送。斗式提升機是一種常見的垂直輸送1 1 2 3 4 5 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 21 設(shè)備，用于運送粉狀物料。其優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，動力消耗低；外形尺寸小，能顯著地節(jié)省地面面積；在全封閉罩殼內(nèi)進行作業(yè)，不揚粉塵，避免污染環(huán)境；輸送能力大；并達(dá)到較高的輸送高度。 過程控制要 點 高爐煤氣除塵 工藝控制要點 主要 包括換熱器溫度控制、布袋反吹控制和輸排灰控制。 換熱器溫度控制 換熱器出口處的荒煤氣溫度應(yīng)控制在 80～ 300℃ 之間，如果溫度過低，則會因為煤氣溫度較低發(fā)生水蒸氣凝結(jié)現(xiàn)象，潮濕的煤氣經(jīng)過布袋除塵時會使布袋受潮，干燥的灰遇到潮濕的布袋會大量淤積進而糊住布袋的通氣孔，降低布袋的除塵能力，最終導(dǎo)致布袋報廢。如果溫度過高，則會降低布袋的使用壽命。 布袋反吹控制 本設(shè)計中采用的除塵器為外濾式、負(fù)壓反吹風(fēng)除塵器。當(dāng)某一袋室進行清灰時，首先關(guān)閉除塵器箱體的進、出口閥門，然后打開反吹風(fēng) 管的進口閥門。由于除塵器內(nèi)各室的進風(fēng)管是相通的，因此清灰后的氣體與含塵氣體一起被吸入各袋室凈化后排出。 布袋反吹為順序反吹，在每個箱體內(nèi)布袋的反吹 清灰 也為順序反吹，即依次打開反吹氣包上 10個 電磁 閥，對布袋箱體內(nèi)對應(yīng)的布袋依次進行反吹。 輸排灰控制 灰倉設(shè)有灰位上下限，當(dāng)灰位達(dá)到上限時，卸灰球閥打開，開始卸灰；當(dāng)灰位下降到灰位下限時，關(guān)閉卸灰球閥，停止卸灰?；覀}中的灰卸到中間灰倉，當(dāng)中間灰倉中的灰位大于灰位 上 限時，按順序開啟斗提機、螺旋刮板輸送機、葉輪給料機、中間倉卸灰球閥，將中間灰倉中的灰卸入高位灰倉， 再經(jīng)加濕機加濕，汽車外運。當(dāng)中間灰倉灰位下降到灰位下限時，按順序關(guān)閉中間倉卸灰球閥、葉輪給料機、螺旋刮板輸送機、斗提機。輸灰的好壞也影響到整個除塵系統(tǒng)的正常運行。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 22 第四章 除塵系統(tǒng)上位機設(shè)計 工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件 — MCGS 組態(tài)軟件通常是被用來為工業(yè)過程控制、計算機集散控制和實時監(jiān)測領(lǐng)域進行服務(wù)的一種計算機系統(tǒng)軟件。它一般具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護性強等優(yōu)點。 MCGS（ Monitor and Control Generated System） 是一套基于 Windows平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng) 的組態(tài)軟件系統(tǒng)。 MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。 MCGS具有操作簡便、可視性好等突出特點，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機械制造、交通運輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過各種現(xiàn)場的長期實際運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 MCGS 組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成 組態(tài)軟件整體結(jié)構(gòu) MCGS 行環(huán)境兩個部分。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用環(huán)境。運行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計的目標(biāo)和功能。 無論使用 PLC、儀表，還是使用采集板等設(shè)備，在進入工程現(xiàn)場前的組態(tài)測試時，均采用模擬數(shù)據(jù)進行，等測試合格后，再與設(shè)備連接。 組態(tài)軟件 的 組成部分 MCGS用一個“工作臺”窗口來管理構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的 5個部分，如圖 ，它們分別是主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫窗口和運行策略窗口，每個 窗內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 23 口都具有特定的功能并且負(fù)責(zé)管理用戶應(yīng)用系統(tǒng)的一個部分。 圖 MCGS組態(tài)軟件的工作平臺 主控窗口是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的主窗口 ,也是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架 ,它展現(xiàn)了工程的總體外觀。主控窗口提供菜單命令，響應(yīng)用戶的操作。主控窗口負(fù)責(zé)調(diào)度設(shè)備窗口的工作，管理用戶窗口的打開和關(guān)閉，驅(qū)動動畫圖形顯示和調(diào)度用戶策略的運行等工作。 設(shè)備窗口是連接和驅(qū)動外部設(shè)備工作環(huán)境的重要窗口，在這里可以配置數(shù)據(jù)采集和輸出設(shè)備之間的關(guān)系，定義它們之間的通信協(xié)議，將外部設(shè)備中的變量與組態(tài)軟件中的數(shù)據(jù)庫變量進行 鏈接，達(dá)到實時在線通信的目的。 用戶窗口是用來建立動畫圖形的，用戶在規(guī)定了不同名稱的動畫窗口后，就可以在其上編輯自己需要的工程畫面。然后再借助于內(nèi)部命令和腳本程序來實現(xiàn)其工藝流程和畫面的調(diào)用，從而實現(xiàn)現(xiàn)場工藝組態(tài)的目的。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 24 在 MCGS中的數(shù)據(jù)不同于傳統(tǒng)意義的數(shù)據(jù)或變量，它不只包含了變量的數(shù)值特征，還將與數(shù)據(jù)相關(guān)的其他屬性（如數(shù)據(jù)的狀態(tài)、報警限值等）以及對數(shù)據(jù)的操作方法（如存盤處理、報警處理等）封裝在一起，作為一個整體，以對象的形式提供服務(wù)。實時數(shù)據(jù)庫是 MCGS的核心，是應(yīng)用系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)處理中心，是實現(xiàn)各個部分協(xié)調(diào)動作的源泉依據(jù)。 一般簡單的動態(tài)畫面，可以利用 MCGS中的圖符與相關(guān)變量之間的關(guān)聯(lián)來完成。但對于復(fù)雜的工程，監(jiān)控系統(tǒng)必須設(shè)計成多分支、多層循環(huán)嵌套式結(jié)構(gòu)，按照預(yù)定的條件，對系統(tǒng)的運行流程及設(shè)備的運行狀態(tài)進行有針對性的選擇和精確的控制。 所謂“運行策略”，是用戶為實現(xiàn)對系統(tǒng)運行流程自由控制所組態(tài)生成的一系列功能模塊的總稱。根據(jù)運行策略的不同作用和功能， MCGS把運行策略分為啟動策略、退出策略、循環(huán)策略、用戶策略、報警策略、事件策略、熱鍵策略 7種。 MCGS 組態(tài)過程 首先了解整個工程的系統(tǒng)構(gòu)成和工藝流程 ,弄清測控對象的特征 ,明確主要的監(jiān)控要求和技術(shù)要求問題。在此基礎(chǔ)上，擬定組建工程的總體規(guī)劃和設(shè)想，主要包括系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)哪些功能，控制流程如何實現(xiàn)，需要什么樣的用戶窗口界面，實現(xiàn)何種動畫效果以及如何在實時數(shù)據(jù)庫中定義數(shù)據(jù)變量等環(huán)節(jié)，同時還要分析工程中設(shè)備的采集及輸出通道與實時數(shù)據(jù)庫中定義的變量的對應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來傳遞數(shù)據(jù)及用于實現(xiàn)動畫顯示的。 在系統(tǒng)運行的過程中 ,為了便于畫面的切換和變 量的提取 ,通常用戶要建立自己的菜單 ,第一步是建立菜單的框架 ,第二步是對菜單進行功能組態(tài)。在組態(tài)過程中，用戶可以內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 25 根據(jù)實際的需要，隨時對菜單的內(nèi)容進行增加和刪除，最終確定菜單。 制作動態(tài)畫面是組態(tài)軟件的最終目的，一般的設(shè)計過程是先建立靜態(tài)畫面，所謂靜態(tài)畫面就是利用系統(tǒng)提供的繪圖工具來畫出效果圖，也可以是一些通過數(shù)碼相機、掃描儀、專用繪圖軟件等手段創(chuàng)建的圖片。然后對一些圖形或圖片進行動畫設(shè)計，所有的動畫效果均應(yīng)和數(shù)據(jù)庫變量一一對應(yīng)，實現(xiàn)內(nèi)外結(jié)合的效果。 在動態(tài)畫面制作過 程中，除了一些簡單的動畫是由圖形語言定義外，大部分較復(fù)雜的動畫效果和數(shù)據(jù)之間的鏈接，都是通過一些程序命令來實現(xiàn)的， MCGS軟件為用戶提供了大量的系統(tǒng)內(nèi)部命令。其語句的形式兼容于 VB、 VC語言的格式。另外 MCGS軟件還為用戶提供了編程用的功能構(gòu)件（ 即 腳本程序），這樣就可以通過簡單的編程語言來編寫工程控制程序。 工程中的用戶程序編寫好后，要進行在線的調(diào)試。在進行現(xiàn)場的調(diào)試過程中，可以先借助一些模擬的手段來進行初調(diào)， MCGS軟件為用戶提供了較好的模擬手段。調(diào)試的目的是對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行模擬，檢 查動畫效果和控制流程是否正確，從而達(dá)到和外部設(shè)備進行可靠的連接。 利用 MCGS組態(tài)軟件編寫好的程序，最后要實現(xiàn)和外部設(shè)備的連接，在進行連通之前，裝入正確的驅(qū)動程序和定義通信協(xié)議是很重要的，有時不能與設(shè)備進行可靠的連接，往往就是通信協(xié)議的設(shè)置有問題而造成的。另外合理地指定內(nèi)部變量和外部變量之間的隸屬關(guān)系也很重要，此項工作在設(shè)備窗口中進行。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 26 上位機 MCGS 布袋除塵系統(tǒng)畫面設(shè)計 主畫面 主畫面 是反映整個生產(chǎn)流程工藝的工程畫面。利用 MCGS畫面對整個高爐煤氣除塵系統(tǒng)進行組態(tài)。整個除塵系統(tǒng)的工藝 過程：高爐煤氣由爐頂封板（爐頭）引出，經(jīng)導(dǎo)出管、上升管、下降管進入重力除塵器，經(jīng)過溫度調(diào)整的高爐煤氣沿荒煤氣管道從除塵箱體下側(cè)進入除塵箱體內(nèi)，為了滿足除塵工藝對溫度的要求，在荒煤氣進入除塵箱體之前，設(shè)有熱交換器，這是為了將溫度高于工藝要求的煤氣降溫后再進入除塵箱體，以保障布袋除塵器的安全。荒煤氣進入箱體后，在箱體內(nèi)繼續(xù)運動，一部分灰塵由于重力的作用和相互之間的碰撞得到凈化，另一部分在反吹氣流的作用下進行除塵，經(jīng)過布袋除塵的凈煤氣沿位于除塵箱體的上部出口流出，除去的灰塵集中在除塵器的灰斗由輸灰、排灰裝置進行貯 運。 為了實現(xiàn)整個高爐煤氣布袋除塵系統(tǒng)的監(jiān)控，在畫面中進行的動畫連接，使整個畫面有動態(tài)的變化，還運用腳本程序、定時器等功能，對實際的生產(chǎn)系統(tǒng)進行模擬。 主畫面有自動窗口和手動窗口，在自動狀態(tài)下，除塵系統(tǒng)能自動的對 布袋 進行按壓差反吹 清灰 ，在本設(shè)計中，有 5個箱體，按照逐個箱體進行反吹。為了更好的反映除塵器除塵的狀態(tài)，在畫面中設(shè)置了參數(shù)顯示、報警等功能。高爐布袋除塵主畫面的自動窗口如圖 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 27 圖 布袋除塵系統(tǒng)主畫面 當(dāng)高爐處于故障狀態(tài)時，除塵系統(tǒng)不能自動完成 布袋 的 清灰 ，這時就需要人為 的 干預(yù)，因此 在設(shè)計中還增加了手動窗口，操作人員只要在手動畫面上點擊鼠標(biāo)就可以控制閥門的開和關(guān)，從而對各個箱體進行反吹除塵。手動窗口如圖 。 為了實現(xiàn) 布袋除塵系統(tǒng) MCGS畫面的自動運行和手動運行，需要在運行策略的循環(huán)策略里面添加程序，根據(jù)系統(tǒng)要求，除塵系統(tǒng)的 反吹 程序見附錄 A。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 28 圖 布袋除塵系統(tǒng)手動畫面 報警窗口 實際 運行時 ,可能發(fā)生參數(shù)越限情況。報警顯示是最基本的安全手段。實時報警可提示操作人員進行及時處理，避免事故發(fā)生。歷史報警能對指定時間段內(nèi)的所有參數(shù)越限情況進行記錄、顯示和打印，以便對系統(tǒng)運行情 況進行分析。特別是在事故發(fā)生后，這種分析對于查找事故原因尤其重要。本系統(tǒng)設(shè)置的報警的數(shù)據(jù)對象包括：荒煤氣溫度、hui1（灰倉 1灰位）、 hui hui hui hui hui（高位灰倉）。報警顯示需要定義組對象 ,在該組對象中選擇組對象成員 GroupDAT(也就是報警的數(shù)據(jù)對象 )，還需要對各個需要報警的數(shù)據(jù)的屬性進行設(shè)置，對其設(shè)置需要的報警限值。 實時報警 在 “用戶窗口”中新建一個窗口，對其窗口屬性進行設(shè)置，把窗口名稱和窗口標(biāo)題改為“報警窗口”。進入窗口的動畫組態(tài)，選取“工具箱”中的“報 警顯示”構(gòu)件。鼠標(biāo)指針呈“十”字形后，在畫面的中拖動鼠標(biāo)至適當(dāng)大小畫出報警窗口，如圖 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 圖 報警窗口 雙擊報警窗口，彈出屬性設(shè)置窗口，在“基本屬性”中，將對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象的名稱設(shè)為 GroupDAT，單擊確認(rèn)。進入運行環(huán)境后，實時報警顯示如圖 。 圖 實時報警顯示 歷史報警 歷史報警功能使系統(tǒng)可以顯示指定時間段內(nèi)的所有報警信息。它的具體方法是：在運行策略里增加一用戶策略，名為報警數(shù)據(jù)，打開這個策略并且增加一個策略行，從“策略工具箱”中選取“報警信息瀏覽”圖 標(biāo)，加到策略行上。雙擊“報警信息瀏覽”圖標(biāo)，對其基本屬性進行設(shè)置，將“報警信息來源”中的“對應(yīng)數(shù)據(jù)對象”改為： GroupDAT。單擊確認(rèn)。歷史報警數(shù)據(jù)的畫面如圖 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 30 圖 歷史報警數(shù)據(jù)報表 報警限值的修改 在實時數(shù)據(jù)庫中 ,對荒煤氣溫度的上限、灰倉灰位的上限值都是已定義好的。如果用戶想在運行環(huán)境下根據(jù)實際需要隨時改變報警上、下限值，就需要一個窗口來改變報警限值。這個報警限值的修改窗口的建立需要設(shè)置數(shù)據(jù)對象、制作交互界面、編寫控制流程。 在實時數(shù)據(jù)庫里，增加變量，分別為：荒煤氣溫 度上限、 hui1上限（灰倉 1灰位）、hui2上限、 hui3上限、 hui4上限、 hui5上限、 hui上限。接下來是制作交互界面，通過對輸入框的設(shè)置，實現(xiàn)用戶與數(shù)據(jù)庫的交互。至于編寫控制流程，就是進入“運行策略”窗口，雙擊‘循環(huán)策略”，進入編輯環(huán)境，在腳本程序中增加以下語句： !SetAlmValue( 荒煤氣溫度 ,荒煤氣溫度上限 ,3) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 31 !SetAlmValue(hui1 ,hui1上限 ,3) !SetAlmValue(hui2 ,hui2上限 ,3) !SetAlmValue(hui3,hui3上限 ,3) !SetAlmValue(hui4 ,hui4上限 ,3) !SetAlmValue(hui5 ,hui5上限 ,3) !SetAlmValue(hui ,hui上限 ,3) 這樣，當(dāng)進入運行環(huán)境后，就可以對報警限值進行修改。報警限值窗口如圖 。 圖