【正文】 感謝四年來教育我們的老師們，是你們的辛勤教育，才有了我們今天的收獲。在此次設計中，我遇到了很多問題，可是在燕芳老師的教導下，使我從對設計中的MCGS組態(tài)軟件的迷茫直到現在對它的清晰認識，從對整個除塵系統(tǒng)流程的模糊認識到現在的清楚了解。同時，也要提高高爐操作技術和除塵器的管理水平，才能使高爐煤氣布袋除塵器的除塵效果達到最佳。通過上位機人機界面MCGS組態(tài)與下位機S7300PLC的連接，使整個系統(tǒng)可以在安全平穩(wěn)的工作狀態(tài)下運行。系統(tǒng)中S7300PLC通過RS485轉RS232適配器轉換后連接至上位機。S7300的CPU模塊都有一個編程用的RS485接口，有的有PROFIBUSDP接口或PtP串行通信接口，可以建立一個MPI（多點接口）網絡或DP網絡。根據系統(tǒng)的要求，布袋除塵系統(tǒng)的反吹清灰按荒、。當溫度高于布袋使用溫度時，會降低布袋的使用壽命，嚴重時會燒毀袋子；當低于設計溫度時會引起袋子結露，將造成運行阻力增大，甚至造成濾袋損壞；而清灰過度又會使粉塵初層被破壞，使除塵效率下降。通訊處理器可以減輕CPU處理通信的負擔，并減少用戶對通信的編程工作。每個模塊上有一個背板總線連接器，現場的過程信號連接到前連接器的端子上。CPU前面板上有狀態(tài)故障指示燈、模式開關、24V電源端子等（有的CPU沒有）。模塊化、無風扇結構、易于實現分布及易于用戶掌握等特點使得S7300成為各個領域中實施各種控制任務時一種既經濟又切合實際的解決方案。在該階段，采樣結果的內容不會改變，并且這個采樣結果將在下一個階段PLC執(zhí)行程序時被使用；2）程序執(zhí)行階段，PLC按順序對程序進行掃描，一般按照從上到下、從左到右的順序。語句表是一種與匯編語言類似的助記符編程語言。各個型號的PLC都有自己的編程語言。系統(tǒng)程序是PLC賴以工作的基礎，采用匯編語言編寫，固化在ROM型系統(tǒng)程序存儲器中，不需要用戶干預。存儲器用于存儲程序和數據，它包括系統(tǒng)程序存儲器和用戶系統(tǒng)程序存儲器。采用PLC集控技術和微機控制，自動化水平高，通過PLC數據處理后，自動控制除塵系統(tǒng)內各部分的操作，并自動收集操作數據，編制各種報表，通過MCGS畫面系統(tǒng)操作，全面控制系統(tǒng)。工程運行期限設置是對運行環(huán)境行使的一種約束，它分為四個時間段來進行密碼的設定，同時，在組態(tài)環(huán)境中要想打開工程運行期限設置就必須提供密碼，否則，不能進入對其進行修改。如果不是用有管理員身份登錄的用戶，單擊“用戶管理”。單擊“確認”按鈕。 用戶權限管理窗口在MCGS組態(tài)平臺上的“主控窗口”中，按“菜單組態(tài)”，打開菜單組態(tài)窗口。操作員組的成員一般只能進行簡單的日常操作；技術員組負責工藝參數等功能的設置；負責人組能對重要的數據進行統(tǒng)計分析；各組的權限各自獨立，但某用戶可能因工作需要，能進行所有操作，則只需把該用戶同時設為隸屬于三個用戶組即可。在MCGS中可以定義無限多個用戶組，每個用戶組中可以包含無限多個用戶，同一個用戶可以隸屬于多個用戶組。在上位機和S7300PLC之間建立了通信聯系，并測試成功后，將PLC程序下載到S7300PLC中，然后進行程序的調試和運行。 荒、凈煤氣溫度及壓力實時曲線 灰倉灰位實時曲線歷史曲線主要用于事后查看數據和狀態(tài)、分析變化趨勢和總結規(guī)律。 報警限值修改窗口 曲線顯示對生產過程的重要參數進行曲線記錄有兩個好處，一是評價過去的生產情況，二是預測以后的生產過程，因此曲線顯示在工控系統(tǒng)中是一個非常重要的部分。這個報警限值的修改窗口的建立需要設置數據對象、制作交互界面、編寫控制流程。雙擊“報警信息瀏覽”圖標，對其基本屬性進行設置，將“報警信息來源”中的“對應數據對象”改為：GroupDAT。 報警窗口雙擊報警窗口，彈出屬性設置窗口，在“基本屬性”中，將對應的數據對象的名稱設為GroupDAT，單擊確認。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(也就是報警的數據對象)，還需要對各個需要報警的數據的屬性進行設置，對其設置需要的報警限值。實時報警可提示操作人員進行及時處理，避免事故發(fā)生。 布袋除塵系統(tǒng)主畫面當高爐處于故障狀態(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，因此在設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就可以控制閥門的開和關，從而對各個箱體進行反吹除塵?；拿簹膺M入箱體后，在箱體內繼續(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。另外合理地指定內部變量和外部變量之間的隸屬關系也很重要，此項工作在設備窗口中進行。工程中的用戶程序編寫好后，要進行在線的調試。然后對一些圖形或圖片進行動畫設計，所有的動畫效果均應和數據庫變量一一對應，實現內外結合的效果。在此基礎上，擬定組建工程的總體規(guī)劃和設想，主要包括系統(tǒng)應實現哪些功能，控制流程如何實現，需要什么樣的用戶窗口界面，實現何種動畫效果以及如何在實時數據庫中定義數據變量等環(huán)節(jié)，同時還要分析工程中設備的采集及輸出通道與實時數據庫中定義的變量的對應關系，分清哪些變量是要求與設備連接的，哪些變量是軟件內部用來傳遞數據及用于實現動畫顯示的。但對于復雜的工程，監(jiān)控系統(tǒng)必須設計成多分支、多層循環(huán)嵌套式結構，按照預定的條件，對系統(tǒng)的運行流程及設備的運行狀態(tài)進行有針對性的選擇和精確的控制。然后再借助于內部命令和腳本程序來實現其工藝流程和畫面的調用，從而實現現場工藝組態(tài)的目的。主控窗口提供菜單命令，響應用戶的操作。運行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構造的組態(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)設計的目標和功能。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，能夠完成現場數據采集、實時和歷史數據處理、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)控網絡等功能。輸灰的好壞也影響到整個除塵系統(tǒng)的正常運行。布袋反吹為順序反吹，在每個箱體內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，對布袋箱體內對應的布袋依次進行反吹。如果溫度過高，則會降低布袋的使用壽命。斗式提升機是一種常見的垂直輸送設備，用于運送粉狀物料。按輸送的方向分為向下輸送，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，如帶式和鏈式斗式提升機。 卸、輸灰系統(tǒng)、卸灰系統(tǒng)的工作原理圖。②由PLC程序設定定時反吹時間，到時間自動進行反吹。采用脈沖控制儀，利用其輸出信號直接控制電磁閥，為開環(huán)控制模式；按時間或除塵器的壓力損失來控制清灰，即閉環(huán)控制。本除塵系統(tǒng)采用5個除塵箱體，每個箱體都由過濾室、灰倉、進氣管、排氣管、反吹管、切換閥門等組成。如果溫度低于80℃，或高于300℃，則由熱交換器調節(jié)溫度。高爐煤氣布袋除塵中，灰膜起著比濾料更重要的作用，使捕集塵的效率顯著提高。當含塵氣流流過清潔的濾料時，比濾布空隙大的微粒，由于重力作用沉降或因慣性力作用被纖維擋住；比濾布空隙小的微粒和濾布的纖維發(fā)生碰撞后或經過時被纖維鉤附在濾袋表面，由分子間的布朗運動留在濾布的表面和空隙中，最微小的粒子則可能隨氣流一起流經濾布跑掉了。落入灰斗中的粉塵經由卸灰閥排出后，利用輸灰系統(tǒng)送出。 平板式向上，向下或水平流動(a)圓筒式向上流動外側過濾內側過濾（b）(c)(d)(e)向下流動 袋式除塵器濾袋形狀 高爐煤氣袋式除塵系統(tǒng)從高爐爐頂出來的煤氣沿下降管進入重力除塵器,重力除塵器利用灰塵顆粒的重力沉降作用除掉一部分灰塵,這就是所謂的粗除塵。外濾式適用于脈沖噴吹袋式除塵器、高壓氣流反吹袋式除塵器、扁袋除塵器等。當過濾氣體沒有毒性，溫度又不高時，甚至可以在過濾狀態(tài)下進入除塵器內。扁袋高度一般為600～1200 mm，深300～500 mm。濾袋的直徑一般為100～300mm。這種方式的管道布置緊湊，對外殼結構的強度要求不高。聲波通?？捎冒逭駝印⑵?、諧振警報器等發(fā)生，后兩者采用壓縮空氣，有效聲強需155dB以上。脈沖噴吹清灰是20世紀60年代發(fā)展起來的技術。逆氣流可以是用正壓將氣流吹入濾袋，也可以是以負壓將氣流吸出濾袋。采用垂直方向振打，清灰效果好，但對濾袋的損害較大。此外，還有碳素纖維、礦渣纖維、硅酸鹽纖維、陶瓷纖維等用作濾料的研究也正在進行。透氣性好，阻力小，容塵量大，過濾效率高，易于清灰[12]。棉布濾料的過濾性能好，造價最低，油平紋、斜紋或緞紋，也可做成絨布。耐磨性是評價濾料的重要指標，許多濾袋的破裂都是因為磨損造成的。5）吸濕性纖維吸濕性也是評價濾料性能的指標之一。4）耐溫性工業(yè)煙氣的溫度有時很高，為了適應高溫煙氣的凈化，濾料需具有耐高溫的性能。3）透氣率及阻力透氣率是指在一定的壓差下，通過單位面積濾料上的氣體量。2）容塵量容塵量指達到給定阻力值時單位面積濾料上積存的粉塵量。1）過濾效率濾料的過濾效率(％)一方面與濾料結構有關,另一方面也取決于在濾料上所形成的粉塵層。袋式除塵器的性能在很大程度上取決于濾料的性能，如過濾效率、設備阻力等，這些都與濾料材質、結構和后處理有關。氣體過濾技術目前主要有纖維過濾、膜過濾和顆粒過濾。 各種除塵器性能比較靜電除塵器、濕式文丘里除塵器和袋式除塵器是目前國內外應用較廣的3 種高效除塵器；重力沉降室和慣性除塵器屬于低效除塵器；旋風除塵器和除文丘里以外的濕式除塵器屬于中等效率除塵器。濕式除塵器有水膜除塵器、噴淋塔、文丘里洗滌器沖擊式除塵器和旋流板塔等。常用的除塵裝置有機械式除塵器、濕式除塵器、靜電除塵器、過濾式除塵器和袋式除塵器。4）干法除塵比濕法除塵效率高。2) 高爐煤氣采用干法布袋除塵比傳統(tǒng)濕法除塵可以提高煤氣的熱值。 高爐煤氣濕法除塵凈化工藝流程 高爐煤氣的干法除塵高爐煤氣的干法除塵幾乎不用水，不會帶來水污染和污泥的處理，干的粉塵可直接返回燒結作為原料使用，除塵過程中煤氣的壓力損失小，配TRT煤氣壓差發(fā)電，發(fā)電量可達50kw同時產生的大量污泥難以清理和利用。煤氣的濕法除塵是水洗煤氣，要耗費大量的水資源。高爐煤氣無色、無味、有劇毒。 高爐煤氣的產生及其特性 高爐煤氣的產生[6]經熱風爐預熱后的高溫空氣進入高爐后，與白熱狀態(tài)的焦炭相遇，鼓風中的氧氣，水蒸汽與焦炭發(fā)生下列化學反應: () () () ()鼓風中蒸汽量較少(增濕鼓風時，水蒸汽量相對多一些)，由上述反應式可知，生成氣體中氫氣含量較少；鼓風中的氮氣不參加化學反應，仍以氮氣狀態(tài)混在生成氣中。而熱風爐內的溫度較高，因此耐火球發(fā)生軟化變形，使孔隙堵塞。我國眾多的中小型高爐中絕大部分都使用球式熱風爐。這樣，使高爐煉鐵系統(tǒng)成為熱效率最高的火法冶金設備。因為高爐利用系數=冶煉強度247。 高爐冶煉生產工藝流程1高爐；2熱風爐；3除塵器；4鼓風機；5渣罐；6鐵水罐；7布袋除塵器；8貯油罐；9貯煤罐；10煙囪 熱風爐在高爐煉鐵中的作用　　高爐煉鐵采用熱風爐來加熱所鼓入高爐的風，可將風溫提高到1350℃。包括出鐵場、開鐵口機、堵渣口機、爐前吊車、鐵水罐車及水沖渣設備等，其任務是及時處理高爐排放出的渣、鐵，保證高爐生產正常運行。包括鼓風機、熱風爐及一系列管道和閥門等，其任務是連續(xù)可靠地供給高爐冶煉所需的熱風。高爐煉鐵生產系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：供料系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、送風系統(tǒng)、煤氣除塵系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)及高爐本體[4]。通過MCGS這個監(jiān)控組態(tài)軟件做出高爐煤氣除塵控制系統(tǒng)的整體畫面，實現對整個生產過程的實時監(jiān)控。除塵系統(tǒng)所收集的粉塵主要集中在除塵器的灰斗內，由輸排灰裝置進行貯運，輸排灰裝置是整個除塵系統(tǒng)的一個重要組成部分。 設計的總體思想　　隨著生產工藝的提高，對除塵系統(tǒng)自動化的要求也不斷加強。　　布袋除塵器是20世紀50年代發(fā)展起來的高效除塵設備，隨著煙塵排放標準的日趨嚴格，對除塵器類型的選擇逐步由機械除塵器、文丘里水膜除塵器到高效的靜電除塵器，再到袋式除塵器。所以研究高爐煤氣的除塵技術及在實際中的應用，以最大限度的保住高爐煤氣中的顯熱，減少含塵量及含水率，充分利用高爐煤氣能源，減少環(huán)境污染，對鋼鐵工業(yè)的良性循環(huán)發(fā)展具有非?，F實的意義。循環(huán)經濟則要求鋼鐵工業(yè)按照自然生態(tài)系統(tǒng)的模式，組成一個“資源一產品一資源再生”的物質反復循環(huán)流動的過程，要求生產過程中廢物的最大化利用。近年來，隨著國民經濟的發(fā)展以及越來越嚴格的環(huán)境保護要求，布袋除塵器在產量上有了相當大的增長，品種也日漸增多。袋式除塵設備在運行一段時間后的清灰是袋式除塵過程中的核心技術，清灰效果的好壞直接影響袋式除塵設備的效率和使用。高爐煤氣除塵后，將其能源循環(huán)用于鋼廠、鐵廠、壓力加工廠等生產環(huán)節(jié)，可顯著降低企業(yè)的能源消耗和生產成本，給企業(yè)