基于西门子S7-300的油气回收系统
基于Siemens S7-300 PLC的锅炉DCS系统设计
基于Siemens S7-300 PLC的锅炉DCS系统设计摘要工业锅炉是工业生产过程中十分常见的一种工业设备,锅炉控制系统自动化水平的高低对锅炉的安全生产和效率起到关键作用。
DCS控制是大中型工业锅炉控制系统的主流控制方式,因此,本课题以工业锅炉模拟系统SMPT-1000为研究对象,研究锅炉DCS的构成原理、DCS系统设计的方法步骤,具有较好的工程实践意义。
本文在首先对集散控制系统的发展过程进行了综述,介绍了集散控制系统的系统结构和特点的基础上,并分析了SMPT-1000工业锅炉模拟系统的工艺流程,列出了工艺流程的设备、检测点、执行机构等列表,并提出了一套基于Siemens S7-300 PLC的锅炉DCS系统设计方案。
然后,采用Step 7 编程软件完成了系统的硬件组态、通信组态和控制算法组态及硬件模块测试。
接着,利用Siemens公司的WinCC软件开发了系统的人机界面,主要包括锅炉工艺模拟图、实时趋势曲线,PID参数调节器等。
最后,实现了对汽包水位、炉膛负压、蒸汽压力等子系统的实时监控。
实验结果表明:本文所设计的锅炉DCS系统的各项功能正确,控制性能指标达到了设计的要求。
关键词:工业锅炉 Profibus 可编程序控制器集散控制系统Design of Boiler’s DCS System Based onSiemens S7-300 PLCAbstractIndustrial boilers are very common in industrial processes of industrial equipment, automation level of the boiler control system play a key role in the boiler’s safety and efficiency. DCS control is the main control mode in the large and medium industrial boiler control system. Therefore, the subject based on the industrial boiler simulation system SMPT-1000 as the research object, research constitution principle with the boiler DCS, the methods and steps of DCS system design, with good engineering practice significance.In this paper, the development of distributed control system was reviewed firstly, then introducing the DCS system of the structure and characteristics and analyzing the technological process of SMPT-1000 industrial boiler simulation system. A list of process equipment, test points, executive institutions and so on, and a DCS system design scheme for a boiler based on Siemens S7-300 PLC was put forwarded. Then, the test for system hardware configuration, communication configuration and control algorithms and hardware modules were completed by step7 programming software. Then, using Siemens WinCC software to develop a system of man-machine interface, including the boiler process simulation graph, real-time trend curve, PID parameter adjustment, etc. Finally, the drum level, furnace pressure, vapor pressure and other subsystems are achieved real-time monitoring.The results show that: this boiler is designed correctly the features of DCS system, control performance achieved the design requirements.Keywords: industrial boiler Profibus Programmable Logic Controller Distributed Control System目录第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题目的 (1)1.3 课题研究内容 (4)第二章 DCS与锅炉控制系统原理 (5)2.1 DCS的发展历程 (5)2.2 DCS的系统结构 (6)2.3 锅炉控制系统简介 (9)第三章锅炉控制系统控制方案 (14)3.1 控制方案 (14)3.2 简单控制系统的设计方案 (15)第四章硬件及控制算法组态 (19)4.1 STEP 7编程软件简介 (19)4.2 控制器硬件设置 (19)4.3 Profibus-DP 设置 (21)4.4 符号表编辑器 (22)4.5 通信设置 (23)4.6 程序编写 (23)4.7 程序运行与分析 (26)第五章人机界面组态 (29)5.1 创建单用户项目 (29)5.2 创建外部变量 (29)5.3 创建变量记录 (31)5.4 图形编辑及画面连接 (33)5.5 运行与分析 (35)总结 (40)参考文献 (41)附录 (42)附录一:OB块的功能表 (42)附录二:FB41功能逻辑图 (44)附录三:PID控制输出参数 (44)附录四:PID控制输入参数 (45)致谢 (47)第一章绪论1.1 课题背景随着现代化工业的飞速发展,对能源利用率的要求越来越高,工业锅炉市场技术的竞争日趋激烈, 锅炉自动控制系统的好坏己成为决定锅炉性能的重要砝码, 其控制质量的优劣不仅关系到锅炉自身运行的效果, 而且还将直接影响到相关装置生产过程的稳定性。
基于Siemens S7—300 PLC的4t/h卧式内燃三回程燃油锅炉的控制
并通过 P C 实现 锅 炉 的各种控 制 调 节功 能 。 L
关键 词 : 自动 化 ; 73 0 锅 炉控 制 S—0 ;
中 图分类 号 : B 4 2 T 9
文 献标 志 码 : B
ZEN G a, YA N G a i g Xi Xiop n
Th i rCo to f4 th Ho io tl reReu n Dis l u l a e n S EMENS S — 0 LC eBol n r lo / rz n a e Th e tr ee e sd o I F b 73 0P —
程度 高 , 操作 管 理 简 单 ; )压 力 、 度 、 水 及 燃 烧 6 温 缺 器采 用 多 重 连 锁 保 护 , 保 锅 炉 安 全 可 靠 运 行 ; ) 确 7 热 效率 高 , 节约 能源 , 降低运 行 成本 。该 锅炉 具有 结
性 停 炉 , 以相应 的水 位控 制器 和 压力 比例 调节 器 , 配
( h n i n t u e o c n lg Xi n 7 0 0 S a x s i t f I t Te h o o y, ' 1 3 0,C i a a hn ) Ab t a t Th s p p r h s u i z d t e S 0 r g a sr c : i a e a t ie h 7 3 0 p o r mma l o to l r t a s wi ey u e n a t ma i f l s a d t e l b e c n r l h t i d l s d i u o t i d n h e c e S TEP . r g a 7 V5 3 p o r mmi g s fwa e h rg n lc n r ls s e r c n t u t n p a f P s p o o e a e n t e a n o t r ,t eo i i a o to y t m e o s r c i ln o LC wa r p s d b s d o h o
基于西门子PLC300的地沟油处理自动控制系统
基于西门子PLC300的地沟油处理自动控制系统摘要:对于地沟油来讲,主要就是像餐厨废油等,呈现出较强复杂性,涵盖较多有毒物质等的特点,如果居民食用地沟油以后,就会极大的威胁到居民的身体健康。
通过实际调查发现,当前持续发生地沟油事件,我国也正在深入的打击该行为的过程当中,作为我国食品安全监管当中最核心的工作,为了能够做好地沟油的处理工作,文章针对西门子PLC300下,详细提出了地沟油处理自动控制系统,希望能够给相关人士提供些许参考依据。
关键词:地沟油;自动处理系统;西门子PLC300引言:随着经济等方面的不断发展,有效带动了我国餐饮行业的迅速发展,但是就在居民生活质量明显提高的基础上,也对食品安全提出了更多的关注。
在2013年出现了地沟油事件当中,广泛受到了社会各界人士的关注,之后其他地区也纷纷报道出了关于地沟油的问题,这一事件的存在,极大的威胁到了居民的身体健康。
对于地沟油组成成分而言,不仅有着较多的重金属物质,而且更多的还存在较多的寄生虫等微生物。
如果人们长期食用地沟油,严重情况下会导致人体胃癌等严重病症的出现,因此做好地沟油的处理与控制工作刻不容缓。
一、地沟油定义、特点及成分地沟油是指从餐饮单位厨房排水除油设施分离出来的油脂和排水管或检查井清掏污物中提炼出的油脂、煎炸废油等同类项目原料参考组分如下:表1地沟油组分表二、工艺流程工序1:接料加热。
把日常所产生的地沟油进行收集,通过接料斗暂时储存并加热;工序2:破碎筛分。
通过破碎筛分机对浆料进行破碎筛分,分离出浆料中的粗杂物,并通过螺旋输送机输送至指定位置,筛分后的浆料进入暂存箱;工序3:沉降加热。
通过沉降加热罐进行长时间的加热沉降,使物料分离开;工序4:油脂处理。
对沉降加热罐分离出来的上层清油脂进行过滤,过滤后进入中转油箱储存;工序5:三相分离。
物料在沉降加热罐中被加热至75℃后,由分离机给料泵泵入三相分离机,流量由阀门控制,均匀进入管道,从分离机不同出口分别得到油脂、贫油废水、固渣;油脂进入油脂过滤器过滤后进入中转油箱进行储存;贫油废水直接进入餐厨系统;固渣落入螺旋输送机输送至指定位置;源于此我们基于PLC设计了由计算机通信网络和分布式数据库支持的高柔性智能生产系统,对其工艺流程中的设备实现自动控制和实时监控,并由上位工控机对现场仪表进行实时监控,系统还设计有关键工艺参数的联锁保护控制系统和时序控制系统。
西门子S7—300 PLC在LNG系统中的应用
西门子S7—300 PLC在LNG系统中的应用[摘要]介绍了LNG撬装站的原理及控制要求,并针对工艺要求设计了监测控制系统。
系统选用西门子S7—300系列可编程控制器(PLC)作为现场控制主站,对系统的控制功能、系统的配置和软件编写进行了讨论。
该系统具有良好的实用性和可靠性,已成功运用到实际生产中,LNG加气站过程控制系统的设计具有一定的参考意义。
【关键字】LNG站;ABB变频器;上位机监控;PT100随着新能源的开发利用,液化天然气(LNG)以其高效清洁,价格较低,应用越来越广泛的当做新能源用作车用燃料,取代汽油。
在重型卡车,公交大巴等交通运输上具有广泛前景。
在LNG加气站快速发展同时,许多地方控制手段落后,使得许多新建的LNG加气站在经营管理,设备监控,安全生产等方面存在许多漏洞。
因此我们采用西门子PLC300作为加气站的控制核心,对现场仪表进行数据采集与控制。
同时以计算机为基础,以组态王软件为平台建立的LNG站控系统作为上位机软件,二者配合,实现实时监视,数据采集与运算,设备控制,数据存储,参数的修改以及各类信号报警等各项功能。
此站控系统可以及时准确的掌握LNG加气站运行状况,完成紧急情况下的报警与保护。
实现了对LNG加气站设备的整体集中管理,提高了系统运行安全可靠性,优化了资源配置。
1.LNG站工作流程1.1卸车流程:从LNG液化厂用低温运输槽车将LNG运至汽车加气站,通过加气站卸车接口、真空管道、卸车泵、阀门等将LNG灌注到加气站的低温贮罐中。
1.2调压流程:卸车后。
用LNG低温泵将贮罐中的部分LNG输送到汽化器,汽化后通过气相管路返回贮罐,直到罐内压力达到设定的工作压力。
1.3加注流程:给车辆加气时,先将加注管路通过专用的LNG加液枪与汽车上的LNG贮罐相连接,控制贮罐内的压力将LNG输送到一种专业的低温潜液泵中,通过加气机来控制泵运转输送的流量,同时用LNG流量计计量出输送的液体,在控制面板上反映出质量和价格。
西门子S7-300 PLC在气体分段计量中的应用
( uo t n ntue f el gi g cdmyH ri 10 9 hn ) A tma o s t i nj n ae , abn 5 0 0 ia i I itoH o a A C
Ab t a t s r c :Th s p p r r f r o h w o r a i e a c r t a a a q i ii 、 g s fo a c mu a e a d s g e tp o e swih se e s i a e e e s t o t e l c u a e d t c u s t z on a w c u l lt n e m n r c s t im n S — 0 e e LC。 p c a l o u n o ii efo me e . t sv r mp ra t o n i e r fm e e n y t m e e o — 7 3 0 s r sP i Es e i ly f c so rfc w t r I i e y i o t n re g n e so t r g s se d v l p l f i m e t n i me sP n d Se a n LC p l a i n. a p i to c
★ 各种性 能的模 块可 以非常 好地 满 足和适 应 自动
化 任 务 ★ 简单 实用 的分布 式结 构和通 用 的网络 能力 , 使
得 应用 十分 灵 活 ★ 无风 扇设计 , 维护 更加简 便
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收 稿 日期 : 0 —0 —1 2 8 1 0 4
当任 务增加 时 , 自由扩展 可 大量 的集成 功能使 它功 能非常 强劲
2 P C在 分 段 计 量 系统 中的 应 用 背 L
旦 尿
★ 模 块化 中型 PLC系统 , 满足 中、小规模 的控制 要求, 性价 比高
基于S7—200 PLC的微压密闭油气降耗测控系统设计
基于S7—200 PLC的微压密闭油气降耗测控系统设计作者:王彤张晓林来源:《电脑知识与技术》2017年第03期摘要:针对某石油公司原油中间储罐大、小呼吸所造成的油气挥发损耗,基于安全可靠、造价低、易施工、方便操作等设计原则,采取密闭工艺,设计了一套基于PLC和自动化仪表的微压密闭油气降耗自动测控装置。
该装置通过缓存罐的缓存作用以及自动控制,使通过大小呼吸所挥发的气体得以密闭,在日夜之间、收发之间形成自平衡,从而实现油气降耗以及减小环境污染的目的。
关键词:S7-200;油气降耗;微压密闭中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)03-0243-02拱顶式储罐在运油罐车卸车进油、管线来油与外输时产生储罐液位变动,或者昼夜温度变化,都易造成大量挥发气体从敞开的量油口、呼吸阀等直接排放到大气中。
排放到大气中的挥发性气体不仅会造成较大的经济损失和资源浪费、也会对环境产生严重污染,而且易造成安全隐患。
目前,国内外油气回收技术主要有吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法、催化燃烧法等方法,或者以上几种方法结合使用。
这几种回收技术虽然回收效果明显,但是需要一整套复杂的回收系统,运行成本大、工程复杂。
某石油公司输油站数量多、较为分散,而且有较多规模不大的输油站,以上几种回收技术并不经济,因此需要一种更为简单的工艺技术,该技术即可以有效降低储油罐的气体挥发、减少环境污染,同时也必须做到安全可靠、造价低、易施工、方便操作。
1 油气降耗测控系统设计某输油站位于陕北某镇,设计年输送原油量20万吨,主要负责接收三条管线来油,并对来油进行计量、储存、加压、加热后一并汇输进主管线至某输油末站,站内有1000方拱顶罐和2000方拱顶罐各一个。
类似偏远且规模较小的输油站收发原油量较少,如果通过现有成熟技术降低储罐油气挥发,成本过高且难以推广,现有技术不满足实际情况需要。
在这种情况下,针对大小呼吸所造成的大量挥发气体直接从拱顶罐敞开的量油口、呼吸阀排放到大气中,基于安全、造价、施工等方面的考虑,在不改变储油罐原结构的基础上,设计一种低成本、安全可靠的微压密闭油气降耗工艺,降低排放到大气中的挥发气体量,以此实现储罐油气降耗的目的。
基于SIMATIC S7—300的除尘集中控制管理系统
基于SIMATIC S7—300的除尘集中控制管理系统作者:刘家勇蒋宝庆丛浩杰郑连宝金鑫来源:《中国科技纵横》2015年第20期【摘要】东方除尘自控管理系统是针对固态物料输送工艺中扬尘点微动力除尘器的运行状态的监控、控制管理系统。
本系统基于西门子PLC S7-300,控制各尘源点除尘器的运行联锁,通过集中控制,实现检测、状态监督、报警、优化控制等功能,实现运行级及管理级操作,使除尘器持续稳定、低耗状态运行,使环境粉尘状态控制在最佳值,最终实现环保控制目标。
【关键词】控制管理PLC集中除尘器1 引言工业生产过程中产生的粉尘对环境及人身健康危害很大。
随着人们环保意识的加强,环保工作成为各生产单位的工作重点,粉尘、污水、大气治理等工作陆续开展起来。
粉尘治理方法有很多,有电除尘,有机械除尘等,本文应用的是一款自主微动力除尘产品,产品适用于选矿、选煤等行业中传输皮带、振动给料机、刮料机等尘源点的粉尘治理。
由于生产现场尘源点相对分散,管理困难。
利用PLC实现对各尘源点的除尘设备的集中控制管理,降低了管理难度,同时,通过优化的控制算法,实现了科学管控,节约能耗,为工业生产提供环境保障和健康保障。
2 控制原理利用PLC对各扬尘点设备进行集中控制,实现自动检测、自动振打清灰。
依据微动力除尘器的运行机理实现顺序控制,使风机、振打电机定时交互工作,完成收尘和除尘工作;将除尘器与现场设备联锁,实现预先启动和延时停止及故障联锁;单点设备工作停止,其余点位设备运行不会受该点设备影响。
(如图1)图1 控制原理3 自动控制系统组成系统先采集各扬尘点除尘设备信号,再由PLC进行集中控制管理。
操作模式分为远程和本地操作。
PLC处理器采用西门子S7-300,受控设备为东方测控自主产品微动力除尘器。
4 控制实现4.1数据对象(1)安装点处皮带机、振动给料机、刮板机的状态信号:电机运行、皮带跑偏、运行备妥等。
(2)除尘器的运行信号:风机与振打电机启动和运行、除尘布袋状态、控制状态、喷淋状态等。
基于S7-300PLC的煤制油尾气制氢装置控制系统设计
DOI:10.3969/j.issn.2095-509X.2018.06.009基于S7-300PLC的煤制油尾气制氢装置控制系统设计陶彦吉1ꎬ余淑荣1ꎬ吴明亮1ꎬ张㊀弛1ꎬ吴明永2(1.兰州理工大学机电工程学院ꎬ甘肃兰州㊀730050)(2.兰州城市学院培黎石油工程学院ꎬ甘肃兰州㊀730070)摘要:针对煤制油尾气制氢装置系统中温度㊁压力控制较复杂的情况ꎬ设计开发了基于S7-300PLC的控制系统ꎮ在该系统中ꎬPLC通过PROFIBUS-DP通讯协议和模糊PID控制方法实现空压机的变频调速以保证尾气制氢装置反应温度的稳定ꎻ应用WinCC组态软件实现上位机对反应过程的实时监控和远程控制ꎻ利用SQLServer2005软件实现数据的存储和编制报表ꎮ关键词:煤制油ꎻ可编程逻辑控制器控制ꎻWinCC组态软件ꎻ制氢装置ꎻ报表中图分类号:TH137.52+2㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:2095-509X(2018)06-0034-04㊀㊀目前ꎬ化石能源在中国一次能源消费中占有90%以上的比例[1]ꎮ随着经济的持续发展和国际油价上涨等影响ꎬ我国的化工原材料和汽油㊁柴油等价格居高不下ꎬ对我国出口经济的发展产生很大影响ꎮ煤炭是我国最主要的能源ꎬ也是很多化工产品的原材料[2]ꎮ煤化工产业的发展有利于发挥我国煤炭资源优势ꎻ有利于补充国内石油资源的不足ꎬ保障能源安全ꎻ有利于满足国内市场对化工产品的需求ꎬ促进经济持续发展ꎮ以伊泰(鄂尔多斯)煤制油项目为例ꎮ国内大型煤制油项目中对煤制油尾气的处理ꎬ大多采用催化部分氧化工艺和变压吸附(PSA)技术ꎬ将膜分离出来的非渗透气经过自热转化(ATR)㊁变换㊁脱碳㊁变压吸附再提纯后得到纯度ȡ99.9%的氢气ꎬ最后送回油品合成单元制备油品[3-5]ꎮ在这个过程中ꎬ温度控制得当是自热转化环节能够顺利实现的最重要的因素[6]ꎮ因此在温度控制系统中ꎬ综合利用PLC技术㊁现代控制理论㊁计算机技术和变频调速技术等ꎬ以实现温度控制的自动化㊁智能化㊁网络化ꎮ1㊀尾气制氢工艺分析与系统划分1.1㊀尾气制氢装置工艺分析㊀㊀尾气制氢流程如图1所示ꎮ首先将油洗干汽经过膜分离单元分离为渗透气和非渗透气ꎬ渗透气中的主要组分为氢气ꎬ非渗透气包括氮气㊁一氧化碳㊁甲烷和二氧化碳等ꎮ然后将氢气摩尔百分含量ȡ90%的渗透气经过变压吸附提纯送回油品合成单元ꎻ同时非渗透气经过自热转化㊁变换㊁脱碳和变压吸附后ꎬ得到纯度ȡ99.9%的氢气ꎬ送回油品合成单元ꎮ图1㊀尾气制氢流程图1.2㊀尾气制氢装置系统划分遵照上述工艺要求ꎬ可将尾气制氢装置系统划分为如下主要子系统:自热转化系统㊁变换系统㊁脱碳系统㊁变压吸附系统ꎮ1)自热转化系统ꎮ自热转化系统是将部分氧化与蒸汽转化相结合ꎬ其最大特点是氧化反应与转化反应在同一个转化炉内进行ꎬ转化反应所需的热量由氧化反应提供ꎬ不需外界提供热量ꎮ鉴于非渗透气中的甲烷和收稿日期:2017-03-14基金项目:甘肃省高等学校科研资助项目(2016B-85)作者简介:陶彦吉(1993 )ꎬ男ꎬ甘肃榆中人ꎬ兰州理工大学硕士研究生ꎬ主要研究方向为自动控制ꎮ43 2018年6月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀机械设计与制造工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Jun.2018第47卷第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀MachineDesignandManufacturingEngineering㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Vol.47No.6一氧化碳的摩尔百分含量均为21%左右ꎬ因此采用催化部分氧化法更为经济ꎮ具体来讲ꎬ在高温条件下原料气中的轻质烷烃与氧气在催化剂镍触媒的作用下ꎬ进行不完全氧化反应ꎮ当转化炉内温度为1200ħ时ꎬ出口甲烷含量ɤ0.4%ꎮ原料气甲烷在转化炉内的主要反应如下:CH4+CO2=2CO+2H2-QCH4+H2O=CO+3H2-QCH4+2O2=CO2+2H2O+Q因此在自热转化过程中ꎬ保证转化炉内的温度符合要求是自热转化系统尤为重要的工作内容ꎮ2)变换系统和脱碳系统ꎮ变换系统和脱碳系统主要完成的工作是利用活性炭或其他吸附剂预先去除C5以上的芳香烃和烃类有害杂质ꎬ从而为后面的工艺提供优质的原料ꎮ因此在整个系统的控制过程中ꎬ这两个系统不是控制的重点ꎮ3)变压吸附系统ꎮ在该子系统中ꎬ变压吸附的主要工作过程如下:①原料气自塔底进入正处于吸附状态的高压吸附塔内ꎬ首先在多种吸附剂的依次吸附下ꎬ其中的水㊁二氧化碳等组分被吸附ꎬ未被吸附的氢气㊁一氧化碳从塔顶流出ꎻ然后吸附塔的压力从高压降至某一中间压力ꎬ这一过程主要是完成回收滞留在塔内密闭空间中的氢气ꎻ最后吸附塔的压力降至低压ꎬ这一过程可将被吸附剂吸附的杂质从吸附剂中释放出来ꎬ并被排出吸附塔ꎮ②在低压状态下用纯氢冲洗吸附剂ꎬ以清除尚存留于吸附剂中的杂质ꎮ③吸附塔充压到吸附压力(高压)ꎬ以准备再次分离原料气ꎮ本子系统的工作过程ꎬ主要是通过对电磁阀的顺序启停以及对系统工作时间的长短控制来控制吸附塔内压力的大小ꎬ并通过电磁阀位的选择来确定工作的方向ꎮ2㊀尾气制氢装置控制系统硬件设计本文的研究对象控制规模较大ꎬ需要采用大中型可编程逻辑控制器(PLC)来构建整个系统ꎬ但是大型PLC如S7-400价格太高ꎬ为节约开支ꎬ选择了可满足系统功能要求的S7-300PLC系统ꎬ其CPU为315C-2DPꎮ该PLC价格适中㊁存储空间大㊁运算速度快ꎬ且具有的两个PROFIBUS通道可便于搭建分布式系统及与上位机通信ꎻ考虑到现场实际情况ꎬ选取西门子远程I/O单元ET200M构成分布式系统ꎬ接口模块选择IM153-2ꎬ用来连接主机架和扩展机架[5]ꎮ温度控制系统是一个相对独立的系统ꎬ因此选取S7-200PLC构成智能子站ꎬ其CPU为S7-226ꎻ选取EM227通讯模块实现与主站之间的通信ꎮ系统网络构架如图2所示ꎮ图2㊀系统网络构架3㊀尾气制氢装置控制系统软件设计尾气制氢装置控制系统软件设计主要包括下位PLC程序设计㊁SQLServer2005数据库设计㊁Excel中报表模板的设计以及用于计算机监控的WinCC组态软件中画面和数据存储㊁分析软件的设计ꎮ在下位程序的设计中ꎬ除了基本的启/停㊁联锁和模拟量采集之外ꎬ其核心的设计主要是对自热转化系统中反应温度的控制和变压吸附系统中压力的控制ꎮPID控制由于微分环节的存在可以有效地克服系统的稳态误差ꎬ但是对于时变系统ꎬ其鲁棒性较差ꎮ同时由于变压吸附㊁自热转化这两个系统均是典型的非线性㊁多变量㊁时变系统ꎬ常常不能够建立准确的传递函数ꎬ导致采用简单PID算法时ꎬ不能准确地选择KPꎬKI和KD3个参数的值ꎬ无法获得最理想的控制效果ꎮ而采用模糊PID的控制方法可以将PID控制与模糊控制的优点结合起来ꎬ获得理想的控制效果ꎬ有效地解决控制中的非线性㊁滞后问题ꎮ下面以对自热转化系统反应温度的控制为例进行说明ꎮ3.1㊀基于模糊PID的自热转化系统反应温度控制设计模糊PID的实质是一个二输入三输出的模糊控制器ꎬ由于模糊控制本身解耦的特点ꎬ可将多输出的控制器分解为多个单输出的控制器进行设计ꎬ进而得到PID3个控制参数KPꎬKI和KD的值[7-8]ꎮ模糊控制分为模糊化㊁模糊推理和解模糊3个环532018年第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀陶彦吉:基于S7-300PLC的煤制油尾气制氢装置控制系统设计节ꎬ具体思路如下:将采集到的温度偏差㊁温度偏差变化率作为观测量进行模糊化ꎬ根据每次采集的温度偏差及温度偏差变化率所处的区间ꎬ查询模糊控制规则表ꎬ得到各个输出的模糊论域ꎬ再乘以量化因子ꎬ即可得到PID3个参数的实际输出值ꎮ进一步的ꎬ通过PID调节器调节空压机变频器的频率ꎬ即可获得理想的温度控制效果ꎮ其控制原理框图如图3所示ꎮ图3㊀模糊PID控制逻辑3.1.1㊀模糊化在该子系统中ꎬ选择温度偏差E和温度偏差变化率ΔE作为观测量ꎬPID控制器的3个参数KPꎬKI和KD作为控制量ꎬ利用三角形隶属度函数建立这5个量值的模糊论域ꎬ分别为:E={NBꎬNMꎬNSꎬZEꎬPSꎬPMꎬPB}ꎬΔE={NBꎬNMꎬNSꎬZEꎬPSꎬPMꎬPB}以及KP={NBꎬNMꎬNSꎬZEꎬPSꎬPMꎬPB}ꎬKI={NBꎬNMꎬNSꎬZEꎬPSꎬPMꎬPB}ꎬKD={NBꎬNMꎬNSꎬZEꎬPSꎬPMꎬPB}ꎮ式中NBꎬNMꎬNSꎬZEꎬPSꎬPMꎬPB分别代表偏差所处的区间为负向大㊁负向中㊁负向小㊁零㊁正向小㊁正向中㊁正向大ꎮ3.1.2㊀模糊推理对于二输入三输出的模糊控制ꎬ其推理规则为:ifEisE1andΔEisΔE1thenKPisKP1andKIisKI1andKDisKD1orifEisEnandΔEisΔEnthenKPisKPnandKIisKInandKDisKDn以KP为例ꎬ其具体的模糊控制策略见表1ꎮ表1㊀KP模糊控制规则表EΔENBNMNSZEPSPMPBNBNBNBNBNBNMNSZENMNBNBNMNMNSZEPSNSNBNMNMNSZEPSPMZENBNMNSZEPSPMPMPSNMNSZEPSPMPMPBPMNSZEPSPMPMPBPBPBZEPSPMPBPBPBPB3.1.3㊀解模糊所谓解模糊即是将输出值的模糊量转化为实际的输出值ꎬ可采用最大隶属度方法进行解模糊ꎬ然后乘以量化因子ꎬ即可得到实际的输出值ꎮ3.1.4㊀模糊PID在PLC中的实现在STEP7V5.5即西门子S7-300PLC系列的编程软件中ꎬ选择OB1组织块为主程序块ꎬ将离线计算出来的模糊规则表存入DB块中ꎬ调用用以实现模糊推理的子程序块FBꎬ将整定的参数写入到PID块对应的参数位即可ꎮ其中E(s)和ΔE(s)的计算方法如下:E(s)=R(s)-C(s)ΔE(s)=E(s)-E(s-1)式中:E(s)为温度偏差ꎻΔE(s)为温度偏差变化率ꎻR(s)为实际检测温度ꎻC(s)为控制温度ꎮ在STEP7V5.5中实现模糊推理的流程如图4所示ꎮ图4㊀PLC实现模糊PID流程3.2㊀WinCC组态软件中上位画面设计本文上位机控制画面的设计采用西门子WinCCV7.0sp3作为设计软件ꎮ与WinCCV6.2相比ꎬ该版本有以下主要优点:一是具有WindowsVista风格外观的运行界面ꎬ视觉效果更为协调[9]ꎻ二是增强了趋势㊁报警㊁配方等控件的功能ꎬ以趋势控件为例ꎬ增加了数据导出按钮ꎬ可将数据导出为CSV格式文件[10]ꎻ三是将SQLServer2005数据库集成在WinCC软件中ꎬ大大方便了用户安装和使用[11]ꎮ除此之外ꎬWinCCV7.0sp3可以与Win ̄dows防火墙配合使用ꎬ大大增强了系统的安全性[12-13]ꎮ63 2018年第47卷㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀机械设计与制造工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀在本文项目中ꎬWinCC主要实现如下功能:一是过程的实时监控ꎬ在上位监控画面可以实时查看各个阀门㊁电机的状态以及温度㊁压力等传感器的数值ꎻ二是远程操作ꎬ由于尾气制氢的现场操作环境很差ꎬ因此系统具有远程操作的功能显得极为重要ꎻ三是报警功能ꎬ对于化工行业来讲ꎬ系统运行的安全性是最重要的ꎬ因此不但在控制系统的设计中增加了许多保护环节ꎬ而且在上位画面的设计中同样增加了报警画面ꎬ这样不仅有助于系统安全性的提高ꎬ还有助于操作和维护人员对系统的检修ꎻ四是数据记录功能ꎬ利用集成的SQLServer2005大型数据库软件ꎬ只需在上位机进行简单的编程即可实现过程数据的归档ꎮ上位操作画面如图5所示ꎮ图5㊀上位操作画面4㊀结束语本文运用PLC和传感器设计的尾气制氢装置控制系统实现了尾气制氢过程控制的自动化㊁智能化和网络化ꎮ该系统有以下特点:一是具有很高的可靠性ꎬ可编程逻辑控制器自身可靠性高ꎬS7-300PLC对外界干扰具有很强的抵抗力ꎬ工作稳定性好ꎻ二是采用模糊PID控制算法ꎬ对闭环的控制达到了很高的精度ꎻ三是上位软件操作方便㊁画面美观ꎮ参考文献:[1]㊀范维唐ꎬ杜铭华.中国煤化工的现状及展望[J].煤化工ꎬ2005ꎬ33(1):1-5.[2]㊀王基铭.中国煤化工发展现状及对石油化工的影响[J].当代石油石化ꎬ2010(6):1-6.[3]㊀曹德或ꎬ粟莲芳.焦炉煤气变压吸附制氢工艺的应用[J].煤气与热力ꎬ2008ꎬ28(10):B23-B25.[4]㊀李文兵ꎬ齐智平.甲烷制氢技术研究进展[J].天然气工业ꎬ2005ꎬ25(2):165-168.[5]㊀杜宇乔.变压吸附制氢工艺革新进展[J].广州化工ꎬ2009ꎬ37(2):58-59.[6]㊀冯玉峰ꎬ王芳芳.大型煤制油项目中尾气制氢装置纯氧转化工艺的选择[J].安徽化工ꎬ2013ꎬ39(6):66-68. [7]㊀周黎英ꎬ赵国树.模糊PID控制算法在恒速升温系统中的应用[J].仪器仪表学报ꎬ2008ꎬ29(2):405-409. [8]㊀王述彦ꎬ师宇ꎬ冯忠绪.基于模糊PID控制器的控制方法研究[J].机械科学与技术ꎬ2011ꎬ30(1):166-172. [9]㊀王万强ꎬ陈国金ꎬ张俊芳.S7-300PLC和WinCC组态软件在电厂的应用[J].机电工程ꎬ2004ꎬ21(7):4-7.[10]苏昆哲ꎬ何华.深入浅出西门子WinCCV6[M].北京:北京航空航天大学出版社ꎬ2004.[11]刘锴ꎬ周海.深入浅出西门子S7-300PLC[M].北京:北京航空航天大学出版社ꎬ2004.[12]胡敏.深入浅出西门子S7-300PLC[M].北京:北京航空航天大学出版社ꎬ2004.[13]段培永ꎬ王玉红ꎬ李慧.利用VB实现WinCC归档数据处理[J].计算机系统应用ꎬ2013(10):139-142.Thecontrolsystemdevelopmentofhydrogenmanufacturingunitincoal-to-oilbasedonS7-300PLCTAOYanji1ꎬYUShurong1ꎬWUMingliang1ꎬZHANGChi1ꎬWUMingyong2(1.SchoolofMechanicalandElectricalEngineeringꎬLanzhouUniversityofTechnologyꎬGansuLanzhouꎬ730050ꎬChina)(2.BailieSchoolofPetroleumEngineeringꎬLanzhouUniversityofCityꎬGansuLanzhouꎬ730070ꎬChina)Abstract:Focusingonthecomplexcontrolconditionoftemperatureandpressureꎬitdevelopsanewcontrolsys ̄tembasedonS7-300PLC.Itusesthefrequencyconversionofaircompressortocontroltemperatuerwithcom ̄municationprotocolofPROFIBUS-DPꎬtakesfuzzy-PIDcontroltheorytokeepthetemperatureofhydrogenmanufacturingunitstableꎬappliesWinCCconfigurationsoftwaretoachieverealtimemonitoringandremotecon ̄troloftheprocess.InadditionꎬitusesSQLServer2005andothersoftwaretodevelopdatestorageandreport.Theapplicationshowsthatthiscontrolsystemissimpleꎬflexibleꎬconvenientandpractical.Keywords:coal-to-oilꎻPLCcontrolꎻWinCCconfigurationsoftwareꎻhydrogenmanufacturingunitꎻdatere ̄port732018年第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀陶彦吉:基于S7-300PLC的煤制油尾气制氢装置控制系统设计。
基于西门子S7-300 PLC的蓄热式燃烧控制系统
l蓄热式烧嘴的基本工作原理 如燃烧 控制系统 图所示 , 蓄热式烧嘴 总是 成对使用的 , 一对烧嘴周期性交替地燃烧 ( 向 换 燃烧 )从 而用 烟气加热空气 , , 获得 高温助燃空 气。当一个烧嘴燃烧时 , 烟气通过 另一个烧嘴 , 加热其中的蓄热介质 。当这种蓄热介质被加热 后此烧 嘴开始燃烧 ,原来燃烧 的烧嘴开始抽吸 并排放 烟气 。助燃空气流经高温的蓄热介质时 而被加热 , 从此获得极高的加热效率 。 蓄热体材质为 9 %的氧 化铝 , 9 清洗周期与 生产工艺有关 , 果有废料 、 如 加除渣剂 , 一般清 洗周期为 四周 。 关键看排烟温度和排 烟量 , 如果 发现排烟温度很低或者排烟量很小 ,检查是否 蓄热箱堵塞 。 清洗方式 : 从蓄热箱取 出放到一个 容器内, 用清水冲洗。晾干后旗 回蓄热箱即可。 2燃烧控制系统 21控 制 系 统 硬件 . 控制系统以西门子 s — 0P C为核心 , 7 30 L 此 系列 P C在做 PD闭环控 制及 自整定参数 方 L I 面更 为 方 便 、 活 , 透 明性 高 理 解 性 强 的 特 灵 具有 图 l 烧 控 制 系统 图 燃 点, 又具有相当的稳定性 , 便于掌握和维护。采 用 西 门子公 司 的 S E 7软 件编 写控 制 程序 。 TP 表 1 P C主要硬件配置如表 l L 所示 。 燃烧系统 中的助燃风 机由西 门子 MM 3 40 变频器控 制 ,变频器配 有 Po B sDP通讯模 rf u— i 块 , P C进行通讯 , 与 L 接受 P C的控制。 L H 采 用 西 门 子 公 司 的 MP 7 1 MI 2 7 0寸 触 摸 屏 ,实 现 现 场 级 的人 机 对 话 功 能 。 通过 PoB sDP接 口 , P C进 行 通 讯 。运 行 窗 口 rf u— i 与 L 均为彩色画面, 中文显示 , 主要操作附有 中文 帮 助说明 , 具有 系统 监视 、 报警显示 、 参数设定 等 功能。 画面为整个燃烧系统彩色全貌图, 直观显 示系统的实时运行状态 、 主要参数 的测控值 、 各 报警情况等 。 主要实现的功能有:. a 温度和压 力 的设 定 、 显示 、 修改 、 警 ;. 主要工 艺参 报 b各 数 、控制参数测控值的设定 、修改 ( 带权限设 定 ). |模拟工况 图显示|. 示和设定烧 嘴的空 c d显 燃 比;报警列表包 括 : e . 超温超压 、 低温低 压 热 微压差变送器采集炉膛 内压力信号 ,传给 行设定。吹扫的 目的是 防止炉膛内残留可燃性 电偶 断路 、 嘴熄 火报警 等; 障查询及 辅助 烧 £ 故 L P C程序采用 F 4 功能块对炉膛 压力进 混合气体在点火时爆炸 。吹扫结束后 可进入下 B1 诊断 ;. g 其他必要 的控制参数的设定 与维护等 P C,L 行 P 调 节 , 运算结果通过 P C模拟量输 出 I 将 L 步 自动点火控制程序 。 功能 。 模块转换 为 4 2 m A标准电流信号 ,传给排 ~ 0 自动点火和火焰监测 : 吹扫结束后 , 系统进 22助燃风机的控制 _ 控 改变 入 自动点火控 制程序 。每个蓄热式烧 嘴配有一 助 燃 风 机 采 用 西 门 子 MM4 0变 频 器 控 烟烟道的电动蝶阀, 制电动蝶阀的开度 , 3 制。 助燃风管道设有压 力变送器 , 变送器将助燃 排烟量的大小 ,从 而实现对炉膛压力的精确控 个点火小烧嘴 ,烧嘴点火就是将 两个小烧嘴点 保证生产的安全进行 。 排烟风机没有启动或 燃( 母焰燃烧 ) 然后蓄热式烧嘴 再进行换 向燃 , 风压 力信号传 给 P C,L L P C程序采 用 PD闭环 制 , I 烧( 主焰燃烧 ) 。烧嘴 的火焰监测采用 紫外线火 控制功能块 F 4 B 1对助燃风压力 进行 P 调 节 , 因故障停止时系统将 自动停止烧嘴的工作。 I 24燃烧 、 . 温度控制 焰探测器 , 安装在母焰和主焰上 , 并连接 到同一 将 运算 结 果 通 过 Po B sD r u— P总线 传 给 变频 i f 2 . 嘴点火控制 . 1烧 4 个 火检 继 电器 上 。P C输 出信 号 给点 火 电磁 阀 L 器 。控制助燃风机的转速 ,使助燃 风压 始终稳 燃烧系统点火前 的炉膛吹扫 :助燃风机开 及 点 火 变 压器 , 火 电磁 阀 打 开 , 然气 和助 燃 点 天 定. 从而保证烧 嘴燃烧 的稳定性。 助燃风压力值 启后 , 进入炉膛 吹扫程序 , 助燃空气管路 上的电 空气的混合燃料进入点火小烧嘴,同时点火 变 可通过 H 进 行设定 。 MI 助燃风机没有启动或因 动蝶阀接受 P C发出的模拟量信号打开 , 炉 压器通过点火 电极高压放电 , L 对 将烧 嘴母焰点燃 , 故障停止 时, 系统将 自动停止烧嘴的工作 。 火焰稳 ( 下转 1 7页) 膛内的残气进行吹扫 , 吹扫时问可通过 HMI 进 然后进入火焰检测程序。 23炉膛压力的控制 _
基于PLC S7-300烟气脱硫控制系统的设计
基于PLC S7-300烟气脱硫控制系统的设计1 引言在现代生产再生胶的烟气脱硫技术中,存在干法、湿法两种脱硫方法;本文所涉及的这套控制系统是基于湿法中的双碱法脱硫技术而制作的。
山东菏泽东明石化6#、7#炉所使用的这套脱硫电气控制系统是由笔者自行设计的,设计这套控制系统的目的在于:(1)方便运行人员的操作,由于现场存在很多零碎的设备:渣浆泵、搅拌机、循环泵、控制阀、灰库等,运行人员要想做到有的放矢、从容不迫就需要一个灵活的操作空间;(2)plc控制系统的应用减少了这些零碎设备的事故发生率,减少了脱硫运行成本;(3)实时监控,方便存储记录,达到自动运行和手动相结合的效果。
2 脱硫工艺概述经过多年研究,国内外目前已开发出200种以上的so2控制技术。
这些技术可分为:(1)燃烧前脱硫(如洗煤,微生物脱硫);(2)燃烧中脱硫(工业型煤固硫、炉内喷钙);(3)燃烧后脱硫,即烟气脱硫(flue gas desulfurization,fgd)。
fgd法是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式,是控制酸雨和二氧化硫污染最主要的技术手段。
目前,世界上燃煤电厂烟气脱硫工艺方法很多,这些方法的应用主要取决于锅炉容量、燃烧设备的类型、燃料的种类和含硫量的多少、脱硫效率、脱硫剂的供应条件及电厂的地理位置、副产品的利用等因素。
按脱硫的方式和产物的处理形式一般可分为湿法、干法和半干法三大类。
(1)湿法烟气脱硫技术(wfgd技术)常见的湿法烟气脱硫技术主要有石灰/石灰石—石膏法、双碱法(na-ca)、氧化镁法、海水脱硫法、磷铵肥法等。
第一代的fgd以石灰/石灰石湿法为代表,其装置主要安装在美国和日本。
在美国,大多数大中型燃煤锅炉所采用的fgd工艺均为湿法,湿法约占fgd总容量的92%。
在日本,烟气脱硫技术主要采用湿法和回收法,其中湿法石灰石-石膏法约占总容量的一半。
随着技术运用的逐步深入,双碱法脱硫技术得到了广泛的应用,本文主要以双碱法进行介绍。
基于PLC的油气回收装置监控系统设计
基于PLC的油气回收装置监控系统设计
赵璐;刘倩
【期刊名称】《集成电路应用》
【年(卷),期】2022(39)2
【摘要】阐述一种基于PLC的油气回收装置监控系统,针对系统的工艺及软硬件等设计内容展开论述,从而有效控制油气挥发带来的污染和损失。
【总页数】2页(P218-219)
【作者】赵璐;刘倩
【作者单位】漯河职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP273;TP277
【相关文献】
1.基于PLC与PROFIBUS总线的油气管道监控系统设计与开发
2.基于PLC的油气回收装置控制系统设计
3.基于液体混合装置PLC控制与MCGS监控系统设计及实现
4.基于PLC的油气回收装置监控系统设计
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西门子S7-300PLC在LNG系统中的应用
西门子PLC在转炉煤气回收系统中的应用
西门子PLC在转炉煤气回收系统中的应用发表时间:2018-06-13T14:53:08.107Z 来源:《基层建设》2018年第10期作者:徐伟[导读] 摘要:随着我国经济的快速发展,以及工业技术水平不断提高,在钢铁冶炼企业中,采用了很多适应工业发展要求和低碳经济发展理念的新技术,而西门子PLC技术就是其中的一种。
唐钢不锈钢有限公司河北唐山 063100摘要:随着我国经济的快速发展,以及工业技术水平不断提高,在钢铁冶炼企业中,采用了很多适应工业发展要求和低碳经济发展理念的新技术,而西门子PLC技术就是其中的一种。
而西门子PLC技术就是其中的一种。
PLC系统简单易操作、系统可移植性强以及可靠性高,在工业生产中得到了广泛应用。
本文主要对西门子PLC技术在转炉煤气回收系统的具体应用进行了相关探讨分析,以供参考。
关键词:西门子PLC;转炉;煤气回收系统;应用前言大型转炉在日常运转中需要不断进行钢铁熔炼,其中会排出大量有害废气,CO是废气中的主要成分。
将大量CO直接排入空气会造成严重的大气污染,因此需要将这部分废气进行冷却回收,在保护环境的同时达到废气再次循环利用的目的,对企业生产与环境保护可持续发展具有非常重要的意义。
1转炉煤气回收工艺流程转炉煤气回收工艺流程一般为:转炉烟气通过冷却系统进行冷却后,然后进行相应的除尘和清洗工作,由两个喉口控制调节器来调节排烟量,最终通过鼓风机抽出。
在该程序进行过程中,主要通过气体分析仪来监测风机房相关气体的含量,来确定是否可以进行回收,检测标准为O2含量为1%,CO含量为30%。
当气体检测可以进行回收时,PLC系统将控制三通阀自动打开进行气体再次循环,然后经过水封阀到回收到气罐中;如果检测到气体不需要进行回收,PLC系统将自动控制三通阀到出气侧,烟气将通过烟道进行燃烧排入高空。
2转炉煤气回收系统的设计2.1系统硬件配置转炉煤气回收自动控制系统主要采用西门子PLC控制器,系统由一到三期炼钢风机房PLC和煤气柜PLC系统共同组成。
PLC与力控组态在油气集输系统上的应用
PLC与力控组态在油气集输系统上的应用摘要:在当今的社会发展中,科学技术发展迅猛,为很多产业发展提供了更多可能性。
油气集输系统作为油田开发重要组成部分,起着非常关键的作用,PLC与力控组态的应用为油气集输系统发展提供了更多的可能性。
本文以西门子PLCS7-300为例,就PLC与力控组态在油气集输系统中的应用内容进行了详细概述,旨在为之后更好的发挥PLC及力控组态系统的功能提供一个参考。
关键词:PLC;力控组态;油气集输系统PLC也被称为可编程逻辑控制器,是一个高性能组件,能够进行逻辑运算、操作控制,具体运行过程可以分为三个阶段,包括数据采样、用户程序执行、指令输出等。
本文基于西门子PLCS7-300与力控组态的角度,对其在油气集输系统中的应用进行了分析。
一、西门子PLCS7-300概述西门子PLCS7-300是西门子公司开发的可编辑逻辑控制器产品之一,它以模块结构为主体,可以很好地进行分散组态,而且它在电磁兼容、耐振动、耐冲击等方面上也有很大的优越性,是一款性价比比较高的自动控制系统。
下面简单地介绍一下西门子可编程控制器S7-300的特点:西门子PLCS7-300的逻辑计算效率高,循环时间较短,本身拥有350条以上的指令集,其性能非常好,适用于各种复杂的环境。
西门子PLCS7-300的设计非常紧凑,可以在一个导轨上装多个模块,除了除处理电源模块、CPU模块和界面模块之外,一个导轨上还可以放八个信号模块和功能模块,这样即使是在紧凑的空间里也能够很好的运行。
西门子PLCS7-300是一种模块化设计,结构非常的简单灵活,可以按照不同的对象来选用不同的型号和模块数量。
西门子PLCS7-300具有多个模块及I/O模块化设计,对于户外和恶劣的环境条件,也有相应的适配模块。
二、PLC与力控组态在油气集输系统中的应用分析力控组态软件,就是利用软件工具,来最大限度地分配计算机和软件中的各类资源,实现计算机和软件根据预定设计,自动化地完成指定的工作,以满足用户的需要。
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题目基于西门子S7-300的油气回收系统_自动化学院_院(系)自动化_专业学号08009236姓名指导教师顾问教师起止日期2012.12.20-2013.6.10设计地点湖北省荆门石化基于西门子S7-300的油气回收系统摘要本系统使用PLC来实现自动控制,PLC的输出功率是比较小的,要用它来控制强电,这时就需要用继电器,接触器等器件,考虑各个部分之间的电压,功率等的搭配。
软件部分,主要是STEP7和WinCC,前者是用于程序的编写,其梯形图简洁明了,各种组件使用很方便,能快速地搭建出所需的逻辑功能;后者是用于西门子plc的人机界面组件,,可以集成到所有自动化解决方案内。
只要定义了相关变量,就可以用WinCC来监控其变化,并且可以以多种方式反映在上位机里,非常快捷明了。
在用STEP7编程和WinCC进行组态的时候,不仅要能按照工艺要求实现自动控制,还要考虑到现场的实际需要,对程序和组态界面进行一些添加和改动。
油气回收装置由空气压缩机、干燥机、稳压罐、涡轮膨胀撬块、制冷分离撬块及喷射吸收撬块组成。
如何弄清其工作原理并制定有效的自控方案,将plc这个大脑和回收装置这个躯体有机有效的结合在一起,是这个课题的主要问题。
目前PLC得到了广泛应用,是由于其的很多优点:可靠性高,抗干扰能力强;配套齐全,功能完善,适用性强;系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造等。
本课题以设计由plc自动控制的油气回收系统为题,既体现了先进性,又体现了环保性,同时能产生可观的经济效益。
关键词:PLC S7-300 STEP7 WinCC 工艺流程现场需求THE PLC AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF TURBINE EXPANSION REFRIGERATION AND JET ABSORPTION V APOR RECOVERY EQUIPMENTAbstractThe system uses PLC to achieve automatic control of the output power of the PLC is relatively small, it is used to control the strong power, then you need to consider using devices such as relays, contactors, voltage, power between the various parts with. Software part, STEP7 and WinCC, the former is used for the preparation of the program, the Ladder concise, very easy to use the various components to quickly build the desired logic function; latter for Siemens plc machine interface components can be integrated into all automation solutions. As long as the definition of the relevant variables, you can use the WinCC monitor its changes, and can be reflected in many ways in the host computer is very fast and straightforward. With the STEP7 programming and WinCC configuration, not only in accordance with the process requirements to be able to achieve automatic control, but also taking into account the actual needs of the site, programs and configuration interface adds, and changes.Oil and gas recovery apparatus by an air compressor, a dryer, a surge tank, the turbo-expander pry blocks, the refrigerant the skid was separated and the injection absorption pry blocks. How to understand its working principle and the development of effective self-control programs, plc of the brain and recovery unit physical organic effective combination, is the subject of the main problems.PLC has been widely used due to its many advantages: high reliability, strong anti-jamming capability; fully furnished, fully functional, applicability; system design, construction workload is small, easy to maintain, easy to transform.The topics to the title by the PLC automatic control of oil and gas recovery system, not only embodies the advanced nature, but also reflects the environmental protection, and can generate considerable economic benefits.KEYWORDS: PLC S7-300 STEP7 WinCC Produce process Field requirement目录基于西门子S7-300的油气回收系统 (I)摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2油气回收系统概述 (1)1.2.1涡轮膨胀制冷及射流吸收装置 (1)1.2.2PLC控制系统及上位机组态 (2)第2章工艺流程及系统选型 (4)2.1系统工艺流程 (4)2.2自动控制的实现 (5)2.3PLC选型与配置 (7)第3章PLC 程序设计 (11)3.1手动控制部分程序设计 (11)3.2自动控制程序设计 (14)3.2.1冷却系统 (14)3.2.2喷射循环系统 (20)3.2.3进油和出油 (21)3.3模拟量输入的处理 (25)第4章WINCC组态画面 (28)4.1W IN CC的安装 (28)4.2计算机名 (28)4.3变量连接与显示设置 (29)4.4权限管理 (36)第5章调试与改进 (40)5.1二线制和四线制变送器 (40)5.2累计流量的调整 (41)5.3交叉参考 (42)5.4系统的改进 (43)第6章项目总结 (44)参考文献 (45)致谢 (46)附录-油蒸汽回收系统说明书 (47)第1章绪论1.1 引言石油是我国主要的能源之一,而油品在储运过程蒸发损耗经济损失巨大。
损耗主要发生在成品油的管内调合、铁路油罐车、公路油罐车、水运船舶的收发油、城市加油站地下罐的收油与汽车加油、铁路油罐车卸油系统液环真空泵油气排放等过程中,油气挥发造成安全隐患、环境污染等间接损失更为巨大[1]。
油气回收是节能环保型的高新技术,运用油气回收技术回收油品在储运、装卸过程中排放的油气,防止油气挥发造成的大气污染,消除安全隐患,通过提高对能源的利用率,减小经济损失,从而得到可观的效益回报。
目前常见的方法有吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法[1]。
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。
近10年来,随着PLC 价格的不断降低和用户需求的不断扩大,越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制,PLC在我国的应用增长十分迅速。
随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高,今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。
目前PLC得到了广泛应用,是由于其的很多优点:可靠性高,抗干扰能力强;配套齐全,功能完善,适用性强;系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造等[2]。
这套系统,就是使用PLC来控制油气回收系统,实现经济价值和环保效益。
运行环境1.2 油气回收系统概述1.2.1 涡轮膨胀制冷及射流吸收装置目前油气回收使用的最广泛的方法有2种:常压常温吸收法与常压低温吸收法。
常压常温吸收法是在常压常温下,利用馏出轻组分的汽油(或废油)、煤油系溶剂、轻柴油、特制有机溶剂等易吸收油气的吸收液,在吸收塔内与混合气喷淋接触以溶解吸收其中的油气。
该方法有两种回收类型,一是富吸收液可以再生,装置可设计为一个独立完整的系统,适用范围广,但吸收液性能要求严格,另一是富吸收液要送回炼油装置再加工处理,长炼油气回收系统就是如此。
这类回收装置尤其适用于炼油厂回收油气[1]。
常压低温吸收法是使用冷冻机将吸收液冷却到低温,然后送到吸收塔对混合气进行喷淋吸收。
吸收液一般用产品汽油来直接回收油气。
为了达到较高回收率,吸收液(汽油)的冷却温度要控制在约-30℃以下,此时,系统需要制冷系统、低温钢材及保温处理,投资及运行费用较高。
该方法还应注意结冰(即要预冷脱水及适时除霜)。
如果使用其它高效吸收剂,可适当提高操作温度,但要增加解吸、回收工艺,加上制冷环节,装置投资剧增[1]。
本油气回收系统使用的方法是先用轻柴油吸收,然后进行低温冷凝,保证回收效果。
这套装置由襄樊市中国航空工业第1集团609研究所提供。
本装置有以下特点:安全:油气流动管路不与任何电器和转动设备直接接触,彻底消除安全隐患,绝对安全。