沼氣生產自控方案

1、沼氣生產項目自控設計方案一、設計范圍本設計包括沼氣生產項目的原材料進場至沼氣的生產，存儲及使用過程中，涉及到的設備檢測和控制所需要的儀表自動化控制有關的裝置使用等。二、設計標準和規(guī)定過程檢測和控制流程圖用圖形符號和文字代號。自動化儀表選型規(guī)定，其中包括溫度、壓力、流量、物位、過程分析儀表選型等。三、自動化設備選型現(xiàn)今自控工程主要設備有西門子、施耐德、歐姆龍等廠家，其設備比較先進，質量可靠。西門子自控設備現(xiàn)有高 （S7-400 系列）、中（S7-300 系列）、低（S7-200 系列）三個檔次。施耐德自控設備也有高（ Modicon Quantum 系列）、中（ Modion Premium 系

2、列和 Modion Mxxx 系列）、低（ Modion twido 系列）。關于本套系統(tǒng)建議選用施耐德 M430 系列的 PLC 系統(tǒng)。施耐德 M430 系列適用于復雜設備和中小型項目，而相對西門子的中檔設備價格要便宜20%。施耐德 M430 系列 CPU 具有卓越的運算能力， 超大內存，以及獨創(chuàng)的“即插即載”存儲卡。同時內置 USB口和以太網(wǎng)、 CANOPEN 或 MODBUS 。使用統(tǒng)一的 UNITY 軟件平臺，程序可以不受限制地從一種機型移植到到另一種 。模塊化設計，結構緊湊，安裝和擴展靈活，模塊支持熱插拔 ，超強穩(wěn)定可靠性，遠大于國際標準 。功能強勁 ：4 個系列高性能 CPU，7K

3、 條指令 / 毫秒 。所有 CPU 內置 USB口，用于編程或人機界面通訊CPU 內置 2 個通訊口（MODBUS、CANOPEN或以太網(wǎng)） 256K 數(shù)據(jù)空間， 4MB 程序空間，最多可處理70K 條指令豐富的計數(shù)、位置控制、回路控制等專家功能， 強大的運動控制功能塊MFBS，支持 1024 點 DI/O,256 點 AI/O 。完全符合豐潤沼氣項目的整體需求。四、 工藝流程自控系統(tǒng)采用 “集中監(jiān)測、控制 ”的設計原則，結合工藝需求和自控產品選擇遵循的原則，使用 ifix3.5 組態(tài)軟件作為上位監(jiān)控軟件、施耐德 M340 系列 PLC 作為控制系統(tǒng)。其控制要求為 ：一、 運料系統(tǒng)目的是將秸稈

4、和沼液混合物，推入消化池內。整套系統(tǒng)分手動和自動方式。手動時，可控制單體設備啟停。自動時，全套設備自動運行。兩種方式均加入連鎖控制，防止物料堆積、設備損壞等；另設強制手動方式。特殊情況下，可以越過連鎖，強行啟停設備。一般用于試車和檢修時使用。原料進入青儲池前的三臺粉碎機（ FSxx）可以自動控制，也可現(xiàn)場操作箱手動控制。設備啟動自控運行時為倒序啟動方式， 先啟動螺旋推進器 （ TJx-x）和雙螺旋攪拌器（ LXJBx-x）三套設備同時啟動。此時加入沼液的污水泵（ WSBxx）啟動，根據(jù)液位控制信號，由電磁閥控制的加液閥門（ JYFM）選擇性啟動。根據(jù)以上設備的運行信號，啟動大小刮板機（ GBC

5、x）。根據(jù)大小刮板機的運行信號，啟動斗式提升機（ DTJ01）。根據(jù)斗提機的運行信號，啟動原料螺旋推進器（ TJ01）和攪拌機（JB01）。根據(jù)推進器和攪拌機的運行信號， 啟動運料稱量皮帶（YBC02）。根據(jù)運料稱量皮帶信號，啟動運料大皮帶（ YBC01）。至此，由青儲池內開始運送原料秸稈。系統(tǒng)停止運行時，與啟動順序相反。每個設備進行必要的延時運行后停止，目的是運送干凈設備中殘存的原料。直至整套設備停止運行。二、 溫控和噴淋系統(tǒng)1、厭氧發(fā)酵需在特定的溫度下進行， 所以要保持消化池內溫度的恒定。沼氣發(fā)酵溫度監(jiān)測點相對均勻布置于池內，平均值能比較準確的反應池內溫度。設計監(jiān)測點分 3 層，檢測沼氣，

6、沼液上、中位置的溫度，每層等距分布 3 點測溫點。（如圖）設定標準溫度來控制鍋爐加熱軟化水的用量。還要結合熱量損耗和傳輸距離，設定提前量。2、 噴淋系統(tǒng)通過 PH 值檢測儀 (安裝位置如圖 )，控制噴淋沼液的水泵啟/ 停。3、 PH 值檢測儀和雙螺旋加入沼液需要的液位儀，都存在信號臨界值時不穩(wěn)定的情況，就是俗稱的打點。這需要該種儀表設備的信號先引入顯示儀表內，經過該儀表的小信號切除功能，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的信號轉換。三、 報警監(jiān)控系統(tǒng)1、故障報警功能：水泵、皮帶、螺旋等電機設備啟、停故障。2、超限報警功能： 各監(jiān)測點的溫度、 壓力、液位等數(shù)據(jù)超限。 例如：消化池內溫度低、儲氣罐內壓力過高等。3、安全

7、報警功能： 設備啟停時，有預先鈴音提醒人員注意遠離。廠區(qū)環(huán)境內甲烷檢測泄露報警等4、對于斗式提升機的斷鏈報警和保護，設計采取電流檢測和現(xiàn)場檢測兩種。并安裝加緊裝置，減少設備維修難度。斷鏈發(fā)生前，一般電機電流將增大。取電流信號，在自控程序中監(jiān)控，超過設定值時停機保護。查找原因，避免斷鏈。安裝鏈體檢測裝置，金屬鏈體可以安裝接近開關，非金屬鏈體可以安裝光電開關。在一定時間內（須事先測算好正常時間）通過接近開關，為正常運行。在一定時間內未通過或快速通過，認為是故障發(fā)生，啟動保護。加緊裝置引入“切入/ 切出”連鎖，有報警時加緊裝置啟動。如有特殊情況可以“切出”連鎖，設備可以運行。四、 沼氣存儲系統(tǒng)1、一

8、路粗沼氣經羅茨風機（LCFJ）加壓，進入儲氣罐。儲氣罐有壓力檢測裝置。風機后有流量檢測裝置。綜合控制羅茨風機(帶配套自控設備 )。2、另一路粗沼氣將進入提純壓縮工藝。根據(jù)提純壓縮工藝采集信號，控制引風機（ YFJ01）啟停。3、提純壓縮出的甲烷， 用于汽車運輸。 增壓機可由壓力或流量信號控制或采用手動控制。豐潤工程前期項目，涉及到需要控制的電機設備共 24 臺。（附設備表）每臺電機需要輸入點 4 個（開關量輸入點：手 / 自、啟 / 停、熱繼、過流），輸出點 1 個（開關量輸出：啟動 / 停止）。另有斗式提升機、大小刮板機的斷鏈保護點需要10 點（開關量輸入）。壓力、流量、溫度等檢測信號需要具

9、體測算，預計 16 點（模擬量輸入）。設備鈴音報警和廠區(qū)甲烷檢測 20 點（開關量輸出點）。系統(tǒng)還需至少 10% 20%的備用點?？偨Y需要開關量輸入點 124-160 個；開關量輸出點 36-45 個；模擬量輸入點約 12 個。溫度檢測點約 16 個。系統(tǒng)涉及到變頻電機控制（京誠提供變頻器及控制），變頻控制模式分：電流控制、線控、電位計控制。因不知道變頻器型號和采用何種控制方法。暫未加入模擬量模塊。PLC布置圖如下：與之相配套的設備還應有： PLC 控制柜 1 臺、工控機 2 臺、監(jiān)控軟件 2 套、編程軟件一套、操作臺 1 個、 UPS不間斷電源、打印機、 24 伏電源、隔離變壓器、電鈴等。（

10、附所需設備清單）以上自控設預算備未包括：甲烷泄露檢測儀（單獨儀表件或成套設備） 、現(xiàn)場防爆操作箱（具體數(shù)量？） 、低壓供電柜 (進線柜 )、低壓配電柜（按內部布置計算價格）和所需的線纜等設備。需進行電氣設計方案，再行預算。附電機設備和自控設備清單：電機名稱電機型號數(shù)量額定功率（千瓦）設備號粉碎電機9ZP-8.0311.75FS01/02/03運料皮帶電機未知17.5YBC 01物料初混電機WLS450x500029.7JB01TJ01斗提機電機TBM500x20.6122DTJ01大刮板電機MX800x43.2230GBC01小刮板電機MX400x23.6427.5GBC02雙軸攪拌電機SJ-

11、1035.5SZJB 2-1/2-2/2-3螺旋進料電機WLS320x300034LXTJ 2-1/2-2/2-3噴淋泵電機250QJ80-60/3122PLSB01污水泵電機NL50-1233WSB01/02/03羅茨風機電機YB2-225S-4137LCFJ引風機電機SFJ6-41YFJ01稱量皮帶電機ICS-17A13YBC02合計24名稱型號描述數(shù)量單價合計CPUBMXP342020CPU340-20 Ethernet 串口156785678開關量輸入模BMXDDI6402k離散量 DC 輸入模塊， 64 通道 ,319195757塊24 Vdc,漏型 (正邏輯 )開關量輸出模64 通

12、道 , 晶體管 , 24 VdcBMXDDO6402k122982298塊0.1 Amp, 源型邏輯 , 通道診斷一頭 FCN 連接頭，另外一端 2×20 根開關量連接線BMXFCW50383682944帶有顏色的飛線電源模塊BMXCPS350036W，100-240V AC 輸入120732073通訊模塊BMX NOE 0100以太網(wǎng)通訊模塊146984698機架BMXXBP120012 槽機架，電源不占槽位1308308模擬量輸入BMXAMI0410模擬量輸入模塊 4 通道313734119溫度模塊BMXART0814溫度輸入， 8 通道228855770BMXFTW501S1

13、FTB 端子塊，帶有顏色編碼的屏蔽飛34631389模擬量連接線線電纜1 FCN 連接器， 20 根帶有顏色編碼的溫度模塊連線BMXFCW501S2255510飛線電纜編程電纜BMXXCAUSBH018USB grounded cable 1M81558558編程軟件UNITY PRO SUNITY PRO S125002500監(jiān)控軟件IFIX3.5工控機畫面監(jiān)控212002400plc 控制柜2200x800x600內配 50 個繼電器，接線端子 400180008000儀表盤2200x800x600牌面開孔 內部配線 接線端子 300140004000操作臺1400x1100x800放置兩臺電腦120002000工控機研華 IPC-610H工業(yè)用主機240008000顯示器NEC N1901X19寸方屏212002400配電器THP-2000S一入兩出，帶 24V 供電101101100隔離器HD21 型一入兩出10150