龍澤焦化自動化系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計說明書

1、畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）（說 明 書）題 目： 龍澤焦化自動化系統(tǒng) 姓 名： 編 號： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2011 年 5 月 20 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書姓名 王二漫 專業(yè) 電氣自動化專業(yè) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 2011 年 3 月 1 日設(shè)計（論文）開始日期 2011 年 3 月 6 日設(shè)計（論文）完成日期 2011 年 5 月 20 日設(shè)計（論文）題目： 龍澤焦化自動化系統(tǒng) a編制設(shè)計 b設(shè)計專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 bbbb 系（部）主 任 韓 莉 2011年 6 月2日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會記錄自動化與信息

2、工程系電氣自動化專業(yè)，學(xué)生 王二漫 于2011年6月10日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。設(shè)計題目： 龍澤焦化自動化系統(tǒng) 專題（論文）題目： 指導(dǎo)老師： bbbb 答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績?yōu)?。答辯委員會 人，出席 人答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： ， ， ， ， ， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評語第 頁共 頁學(xué)生姓名： 王二漫 專業(yè) 電氣自動化 年級 2008 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 龍澤焦化自動化系統(tǒng) 評 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 年 月 日

3、成 績： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）及答辯評語： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 目 錄第一章 緒論1.1 引言中國是世界焦炭生產(chǎn)大國，焦炭產(chǎn)量占世界焦炭總產(chǎn)量的36左右，焦炭出口量占世界焦炭出口貿(mào)易總量的50以上。中國既擁有國際20世紀(jì)90年代先進(jìn)水平的炭化室高6m的現(xiàn)代化大型機(jī)焦?fàn)t，也還有一些以前建成的裝備水平較低的中小型機(jī)焦?fàn)t。進(jìn)入21世紀(jì)，結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步仍是中國焦化工業(yè)發(fā)展的主題。為了實現(xiàn)這一主題， 生產(chǎn)過程綜合自動化顯得尤為重要。 焦?fàn)t生產(chǎn)自動化是一個包含生產(chǎn)控制和管理自動化內(nèi)容的集成系統(tǒng)。 中國目前正在推廣的焦?fàn)t生產(chǎn)自動化技術(shù)包括焦?fàn)t加熱

4、計算機(jī)控制及管理系統(tǒng)、焦?fàn)t機(jī)械動態(tài)自動識別爐號及對位控制系統(tǒng)、集氣管壓力綜合控制系統(tǒng)、焦化廠生產(chǎn)管理計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及焦?fàn)t烘爐計算機(jī)自動測溫與管理系統(tǒng)等。焦?fàn)t綜合自動化系統(tǒng)的構(gòu)成為模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)各焦化廠情況和用戶要求，一次實現(xiàn)所有功能或逐步實現(xiàn)各項功能。自動化儀表設(shè)備,集散控制系統(tǒng)(dcs),電視監(jiān)控系統(tǒng),可編程邏輯控制器(programmable logiccontroller,簡稱plc,也可稱可編程控制器)等設(shè)備可幫助實現(xiàn)焦?fàn)t生產(chǎn)的自動化。1.2自動化儀表設(shè)備當(dāng)前對于焦化廠發(fā)展過程中,自動化儀表設(shè)備是一種常用的測量設(shè)備,其主要運(yùn)用于預(yù)防性的檢查與故障維修中。其主要作用是用在設(shè)備未出現(xiàn)

5、故障之前實施針對性、有計劃、有目標(biāo)的維修方案,并且是十分有效的一種措施,能夠起到很好的維護(hù)措施。本文中主要是結(jié)合實際情況對焦化廠自動化儀表的使用進(jìn)行合理研究,并制定有效的預(yù)防維護(hù)措施。隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展,對于很多大型焦化廠企業(yè)來說,儀表自動化設(shè)備的使用變得更為廣泛,這是由于儀表自動化設(shè)備能夠?qū)ιa(chǎn)模式進(jìn)行直接性的控制,而儀表自動化技術(shù)發(fā)展能夠顯示出企業(yè)生產(chǎn)的水平。1.3集散控制系統(tǒng)(dcs) 集散控制系統(tǒng)(dcs)是一種以微處理器為基礎(chǔ)的分散型綜合控制系統(tǒng),目前已成為工業(yè)過程控制的主流系統(tǒng)。這集散控制系統(tǒng)(dcs)是一種以微處理器為基礎(chǔ)的分散型綜合控制系統(tǒng),目前已成為工業(yè)過程控制的主流

6、系統(tǒng)。里主要介紹了集散控制系統(tǒng)(dcs)在焦?fàn)t地面除塵站控制系統(tǒng)中的應(yīng)用、集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)以及本系統(tǒng)的配置和所實現(xiàn)的功能。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動采集、處理、工藝畫面顯示、參數(shù)超限報警、設(shè)備故障報警和報表打印等功能,而且對主要工藝參數(shù)形成了歷史趨勢記錄,隨時查看,并設(shè)置了安全操作級別,既方便了管理,又使系統(tǒng)運(yùn)行更加安全可靠。1.4電視監(jiān)控系統(tǒng) 電視監(jiān)控系統(tǒng)由前端視頻信號采集部分、信號傳輸部分、終端調(diào)度室工業(yè)電視監(jiān)控部分三部分組成,本文詳細(xì)介紹了第二焦化廠監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備的安裝位置和信號傳輸方式,對焦化行業(yè)的工業(yè)電視監(jiān)控有著很好的指導(dǎo)意義。1.5可編程邏輯控制器可編程邏輯控制器(programmable

7、 logiccontroller,簡稱plc,也可稱可編程控制器)是一種專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)。plc是以微處理器為核心,綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展起來的一種通用型工業(yè)自動控制裝置,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令。通過處理數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。能長期在惡劣的工業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行;編程簡單,使用方便,只需修改軟件就能改變或增加控制功能,可以滿足用戶的特定要求;同時還具有很強(qiáng)的輸入輸出接口;在結(jié)構(gòu)上采用了模塊式的組合結(jié)構(gòu),很容易與其它設(shè)備或計算機(jī)系統(tǒng)(如dcs、fcs等)組成集中控制系。

8、第二章除塵系統(tǒng)2.1 除塵系統(tǒng)自動化系統(tǒng)2.1.1 焦化廠在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量灰塵及有害氣體，必須通過除塵系統(tǒng)將它們凈化，從而減少它們對環(huán)境的污染。此系統(tǒng)實現(xiàn)的是對山西某焦化廠地面除塵項設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。該項目下位設(shè)備采用可編程控制器（siemens s7），io采用siemens模塊，通訊模塊采用siemens以太網(wǎng)模塊。上位機(jī)采用工控機(jī) 易控（inspec）組態(tài)軟件，通過以太網(wǎng)與s7-300plc通訊。該系統(tǒng)分為裝煤和出焦除塵系統(tǒng)。裝煤除塵系統(tǒng)是在裝煤過程中啟動其除塵設(shè)備，出焦除塵系統(tǒng)在2.1.2軟件應(yīng)用實時監(jiān)控現(xiàn)場壓力，流量，以及各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)分自動和手動兩種模式。實現(xiàn)系統(tǒng)中壓力、

9、流量、溫度等數(shù)據(jù)的記錄及分析。系統(tǒng)具備完善的報警管理功能，對于來自各用戶站的各類參數(shù)的報警信號都有醒目標(biāo)記，提醒操作人員。對壓力、流量、溫度等關(guān)鍵參數(shù)提供歷史曲線和實時曲線直觀顯示。提供完善的報表功能，用戶可自己規(guī)劃報表格式，可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)求最大，最小，求和等統(tǒng)計功能。方便的管理各級用戶，隨時修改用戶。2.1.3總結(jié)以“易控（inspec）”作為焦化廠地面除塵設(shè)備的上位監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到了監(jiān)視直觀、操作容易、維護(hù)簡單，系統(tǒng)擴(kuò)展方便、性價比最優(yōu)的目的，同時關(guān)鍵數(shù)據(jù)能進(jìn)行詳細(xì)記錄和直觀顯示，更有利于進(jìn)行系統(tǒng)分析。2.2 除塵系統(tǒng)的儀表2.2.1基礎(chǔ)概念 真值：指客觀存在，但除了理論上外無法絕對正確地得到的

10、物理量。在現(xiàn)實中常把精度足夠高的標(biāo)準(zhǔn)儀器得出的數(shù)值作為真值。測量值：指通過儀表等工具對真值進(jìn)行測量后所得到的讀數(shù)值。誤差：測量所測得的讀數(shù)值偏離真值的程度：誤差=測量值-真值。絕對誤差：用測量單位來表示誤差時，稱為絕對誤差。相對誤差：將絕對誤差與真值相比后的誤差：絕對誤差真值100%?；?qū)⒔^對誤差與測量值相比后的誤差：絕對誤差測量值100%?；菊`差：不包含其它影響量導(dǎo)致的誤差（一般以相對誤差表示）。正確度：測量的讀數(shù)值接近真值的程度。精度：以等級表示的允許最大誤差。如1.0級表示允許誤差為全量程的1%回差：在測量指標(biāo)中，回差指相同的輸入信號量，從量程始點(diǎn)加至該值與由量程終點(diǎn)減至該值時儀表的讀

11、數(shù)之差。也稱“指示不靈敏區(qū)”、“返回差”等。在位式調(diào)節(jié)中，回差指輸入增大至使儀表控制輸出發(fā)生切換時的值，再使輸入信號減小，使儀表控制輸出發(fā)生再次切換時的值的差值，故調(diào)節(jié)回差也稱“切換差”或“控制死區(qū)”、“控制不靈敏區(qū)”等。在測量指標(biāo)中，回差越小越好。但在位式控制中，回差是必須的，否則將使系統(tǒng)無法工作。但回差應(yīng)有一較佳值，一般在0.050.5%fs之間比較合適。常開、常閉觸點(diǎn)：根據(jù)需要繼電器可以同時具有“常開”和“常閉”轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)?！俺ｉ_”觸點(diǎn)在繼電器不吸合或儀表不通電時呈斷開狀，在繼電器吸合時呈接通狀，而“常閉”觸點(diǎn)則與之相反。為了保證系統(tǒng)最高的可靠性，儀表在用作調(diào)節(jié)和報警時，均應(yīng)使用儀表輸出的

12、“常開”觸點(diǎn)。 各種儀表的精密度代表什么意思代表該儀表的最大誤差的百分?jǐn)?shù)。如05級，其最大測量誤差不超過滿標(biāo)度值的士0.5；1級儀表，其最大的測量誤差不超過士1，例如最大量程為100a，則最大誤差為土1a。指示儀表的絕對、相對、折合誤差是什么意思被試表指示數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)表指示數(shù)值之差就為該被試表的絕對誤差”?！敖^對誤差”數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)表指示數(shù)值相比的百分?jǐn)?shù)為“相對誤差”。而“折合誤差”是“絕對誤差”數(shù)值與被試表滿刻度數(shù)值相比的百分?jǐn)?shù)。 儀表上經(jīng)?？吹?5o的符號，它們表示什么意思？表示儀表使用時表面要垂直放置；表示儀表使用時表面要水平放置之45表示儀表使用時表面要與水平線成45。角放置。如果不按照這些

13、規(guī)定的放置方法去使用儀表，則儀表的讀數(shù)誤差將會增大，可能超過允許值。二、壓力介紹1、大氣壓：地球表面上的空氣柱因重力而產(chǎn)生的壓力。它和所處的海拔高度、緯度及氣象狀況有關(guān)。2、 差壓（壓差）：兩個壓力之間的相對差值。3、 絕對壓力：介質(zhì)（液體、氣體或蒸汽）所處空間的所有壓力。絕對壓力是相對零壓力而言的壓力。4、 表壓力（相對壓力）：如果絕對壓力和大氣壓的差值是一個正值，那么這個正值就是表壓力，即表壓力=絕對壓力-大氣壓0。5、 負(fù)壓（真空表壓力）：和“表壓力“相對應(yīng)，如果絕對壓力和大氣壓的差值是一個負(fù)值，那么這個負(fù)值就是負(fù)壓力，即負(fù)壓力=絕對壓力-大氣壓0。也稱為真空度6、 靜態(tài)壓力：一般理解為

14、“不隨時間變化的壓力，或者是隨時間變化較緩慢的壓力，即在流體中不受流速影響而測得的表壓力值”。7、 動態(tài)壓力：和“靜態(tài)壓力”相對應(yīng)，“隨時間快速變化的壓力，即動壓是指單位體積的流體所具有的動能大小?！蓖ǔＳ?/22計算。式中流體密度；v流體運(yùn)動速度?！?、為什么液注高度也可表示壓力：壓力等于液柱高度、液體密度和重力加速度的乘積。液體的密度在一定溫度下是不變的，所以壓力也可以用液柱高度。9、壓力單位與法定壓力單位pa之間換算關(guān)系1工程大氣壓即1kgf/cm2= （9.80665104）pa（9.81104）pa；1物理工程大氣壓（atm）=（101325）pa（1.0133105）pa；1巴（b

15、ar）=（1000）mbar=（105）pa。 10、壓力變送器的有哪些主要技術(shù)參數(shù)傳感器類型：擴(kuò)散硅，陶瓷電容，差壓電容膜盒電源：一般是24vdc。輸出信號：一般是420ma。精度等級：如0.1、0.25、0.5。重復(fù)性：0.1、0.25、0.5。時間漂移：溫度漂移：使用溫度范圍：最高耐壓：最低壓力：過程聯(lián)接方式：電纜入口：三、溫度熱電偶介紹（s型熱電偶）鉑銠10-鉑熱電偶鉑銠10-鉑熱電偶（s型熱電偶）為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規(guī)定為0.5mm，允許偏差-0.015mm，其正極（sp）的名義化學(xué)成分為鉑銠合金，其中含銠為10%，含鉑為90%，負(fù)極（sn）為純鉑，故俗稱單鉑銠熱電偶。該熱電偶長

16、期最高使用溫度為1300，短期最高使用溫度為1600。s型熱電偶在熱電偶系列中具有準(zhǔn)確度最高，穩(wěn)定性最好，測溫溫區(qū)寬，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。它的物理，化學(xué)性能良好，熱電勢穩(wěn)定性及在高溫下抗氧化性能好，適用于氧化性和惰性氣氛中。由于s型熱電偶具有優(yōu)良的綜合性能，符合國際使用溫標(biāo)的s型熱電偶，長期以來曾作為國際溫標(biāo)的內(nèi)插儀器，“its-90”雖規(guī)定今后不再作為國際溫標(biāo)的內(nèi)查儀器，但國際溫度咨詢委員會（cct）認(rèn)為s型熱電偶仍可用于近似實現(xiàn)國際溫標(biāo)。（r型熱電偶）鉑銠13-鉑熱電偶s型熱電偶不足之處是熱電勢，熱電勢率較小，靈敏讀低，高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降，對污染非常敏感，貴金屬材料昂貴，因而一次性投資較大。

17、鉑銠13-鉑熱電偶（r型熱電偶）為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規(guī)定為0.5mm，允許偏差-0.015mm，其正極（rp）的名義化學(xué)成分為鉑銠合金，其中含銠為13%，含鉑為87%，負(fù)極（rn）為純鉑，長期最高使用溫度為1300，短期最高使用溫度為1600。r型熱電偶在熱電偶系列中具有準(zhǔn)確度最高，穩(wěn)定性最好，測溫溫區(qū)寬，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。其物理，化學(xué)性能良好，熱電勢穩(wěn)定性及在高溫下抗氧化性能好，適用于氧化性和惰性氣氛中。由于r型熱電偶的綜合性能與s型熱電偶相當(dāng)，在我國一直難于推廣，除在進(jìn)口設(shè)備上的測溫有所應(yīng)用外，國內(nèi)測溫很少采用。1967年至1971年間，英國npl，美國nbs和加拿大nrc三大研究機(jī)構(gòu)

18、進(jìn)行了一項合作研究，其結(jié)果表明，r型熱電偶的穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性比s型熱電偶均好，我國目前尚未開展這方面的研究。r型熱電偶不足之處是熱電勢，熱電勢率較小，靈敏讀低，高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降，對污染非常敏感，貴金屬材料昂貴，因而一次性投資較大。b型熱電偶）鉑銠30-鉑銠6熱電偶鉑銠30-鉑銠6熱電偶（b型熱電偶）為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規(guī)定為0.5mm，允許偏差-0.015mm，其正極（bp）的名義化學(xué)成分為鉑銠合金，其中含銠為30%，含鉑為70%，負(fù)極（bn）為鉑銠合金，含銠為量6%，故俗稱雙鉑銠熱電偶。該熱電偶長期最高使用溫度為1600，短期最高使用溫度為1800。b型熱電偶在熱電偶系列中具有準(zhǔn)確度最高

19、，穩(wěn)定性最好，測溫溫區(qū)寬，使用壽命長，測溫上限高等優(yōu)點(diǎn)。適用于氧化性和惰性氣氛中，也可短期用于真空中，但不適用于還原性氣氛或含有金屬或非金屬蒸氣氣氛中。b型熱電偶一個明顯的優(yōu)點(diǎn)是不需用補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行補(bǔ)償，因為在050范圍內(nèi)熱電勢小于3v。b型熱電偶不足之處是熱電勢，熱電勢率較小，靈敏讀低，高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降，對污染非常敏感，貴金屬材料昂貴，因而一次性投資較大。（k型熱電偶）鎳鉻-鎳硅熱電偶k型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛中。k型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強(qiáng)，價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，能用于氧化性

20、惰性氣氛中。廣泛為用戶所采用。鎳鉻-鎳硅熱電偶（k型熱電偶）是目前用量最大的廉金屬熱電偶，其用量為其他熱電偶的總和。正極（kp）的名義化學(xué)成分為：ni：cr=90：10，負(fù)極（kn）的名義化學(xué)成分為：ni：si=97：3，其使用溫度為-2001300。（n型熱電偶）鎳鉻硅-鎳硅熱電偶鎳鉻硅-鎳硅熱電偶（n型熱電偶）為廉金屬熱電偶，是一種最新國際標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶，是在70年代初由澳大利亞國防部實驗室研制成功的它克服了k型熱電偶的兩個重要缺點(diǎn)：k型熱電偶在300500間由于鎳鉻合金的晶格短程有序而引起的熱電動勢不穩(wěn)定；在800左右由于鎳鉻合金發(fā)生擇優(yōu)氧化引起的熱電動勢不穩(wěn)定。正極（np）的名義化學(xué)成

21、分為：ni:cr:si=84.4:14.2:1.4，負(fù)極（nn）的名義化學(xué)成分為：ni:si:mg=95.5:4.4:0.1，其使用溫度為-2001300。n型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強(qiáng)，價格便宜，不受短程有序化影響等優(yōu)點(diǎn),其綜合性能優(yōu)于k型熱電偶,是一種很有發(fā)展前途的熱電偶.n型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛中。（e型熱電偶）鎳鉻-銅鎳熱電偶鎳鉻-銅鎳熱電偶（e型熱電偶）又稱鎳鉻-康銅熱電偶，也是一種廉金屬的熱電偶，正極（ep）為：鎳鉻10合金，化學(xué)成分與kp相同，負(fù)極（en）為銅鎳合金，名義化學(xué)成分為：55%的銅，45%的鎳以及少量的錳，鈷，鐵等元素。該熱電偶的使用溫度為-200900。e型熱電偶熱電動勢之大，靈敏度之高屬所有熱電偶之最，宜制成熱電堆，測量微小的溫度變化。對于高濕度氣氛的腐蝕不甚靈敏，宜用于濕度較高的環(huán)境。e熱電偶還具有穩(wěn)定性好，抗氧化性能優(yōu)于銅-康銅，鐵-康銅熱電偶，價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，能用于氧化性和惰性氣氛中，廣泛為用戶采用。e型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性氣氛中，熱電勢均勻性較差。（j型熱電偶）鐵-銅