沼氣生產(chǎn)自控方案

1、沼氣生產(chǎn)項(xiàng)目自控設(shè)計(jì)案一、設(shè)計(jì)圍本設(shè)計(jì)包括沼氣生產(chǎn)項(xiàng)目的原材料進(jìn)場(chǎng)至沼氣的生產(chǎn)，存儲(chǔ)及使用過程中，涉及到的設(shè)備檢測(cè)和控制所需要的儀表自動(dòng)化控制有關(guān)的裝置使用等。二、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定 過程檢測(cè)和控制流程圖用圖形符號(hào)和文字代號(hào)。自動(dòng)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(dòng)化設(shè)備選型 現(xiàn)今自控工程主要設(shè)備有西門子、施耐德、歐姆龍等廠家，其設(shè)備比較先進(jìn)，質(zhì)量可靠。西門子自控設(shè)備現(xiàn)有高（S7-400系列）、中（S7-300系列）、低（S7-200系列）三個(gè)檔次。施耐德自控設(shè)備也有高（ModiconQuantum 系列）、中（Modion Premium 系列和 Modi

2、on Mxxx 系列）、低 （Modion twido系列）。關(guān)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(fù)雜設(shè)備和中小型項(xiàng)目，而相對(duì)西門子的中檔設(shè)備價(jià)格要便 宜 20%。施耐德M430系列CPU具有卓越的運(yùn)算能力，超大存，以及獨(dú)創(chuàng)的“即插即載”存儲(chǔ)卡。同時(shí)置USB 即載”存儲(chǔ)卡。同時(shí)置USB 口和以太網(wǎng)、CANOPEN 或 MODBUS。使用統(tǒng)一的UNITY軟件平臺(tái)，程序可以不受限制地從一種機(jī)型移植到到 另 一種。模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝和擴(kuò)展靈活，模塊支持熱插拔，超強(qiáng)穩(wěn)定 可靠性，遠(yuǎn)大于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。功能強(qiáng)勁：4個(gè)系列高性能CPU , 7K條指令/毫秒。所有C

3、PU置USB 口， 用于編程或人機(jī)界面通訊CPU置2個(gè)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(jì)數(shù)、位置控制、回路控制等專家功能，強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能塊-數(shù)、位置控制、回路控制等專家功能，強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能塊-MFBS，支持1024點(diǎn)Dl/O,256點(diǎn)AI/O。完全符合豐潤(rùn)沼氣項(xiàng)目的整體需 求。Bu)aFS02FBu)aFS02F：S02FS03VBC01JBO1 TJO13ZJB2-L LXTJ2-1SZJB2-2 LXTJ3-2SZJB2-9 LXTJ2-3 GBCOLGBC DTJ01V自控系統(tǒng)采用“集中監(jiān)測(cè)、控制”

4、的設(shè)計(jì)原則，結(jié)合工藝需求和自控產(chǎn)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(yùn)料系統(tǒng)目的是將秸稈和沼液混合物，推入消化池。整套系統(tǒng)分手動(dòng)和自動(dòng)式。手動(dòng)時(shí)，可控制單體設(shè)備啟停。自動(dòng)時(shí)，全套設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行。兩種式均加入連鎖控制，防止物料堆積、設(shè)備損壞等；另設(shè)強(qiáng)制手動(dòng)式。特殊情況下，可以越過連鎖，強(qiáng)行啟停設(shè)備。一般用于試車和檢修時(shí)使用原料進(jìn)入青儲(chǔ)池前的三臺(tái)粉碎機(jī)（FSxx）可以自動(dòng)控制，也可現(xiàn)場(chǎng)操 作箱手動(dòng)控制。設(shè)備啟動(dòng)自控運(yùn)行時(shí)為倒序啟動(dòng)式，先啟動(dòng)螺旋推進(jìn)器（TJx-x）和雙螺旋攪拌器（LXJBx-x）三套設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)。

5、此時(shí)加入沼液的污水泵（WSBxx）啟 動(dòng)，根據(jù)液位控制信號(hào)，由電磁閥控制的加液閥門（JYFM）選擇性啟動(dòng)。根據(jù) 以上 設(shè)備的運(yùn)行信號(hào)，啟動(dòng)大小刮板機(jī)（GBCx）。根據(jù)大小刮板機(jī)的運(yùn)行信號(hào)，啟動(dòng)斗 式提升機(jī)（DTJ01）。根據(jù)斗提機(jī)的運(yùn)行信號(hào)，啟動(dòng)原料螺旋推進(jìn)器（TJ01）和攪 拌機(jī)（JB01）。根據(jù)推進(jìn)器和攪拌機(jī)的運(yùn)行信號(hào)，啟動(dòng)運(yùn)料稱量皮帶（YBC02）。根據(jù)運(yùn)料稱量皮帶信號(hào)，啟動(dòng)運(yùn)料大皮帶（YBC01）。至此，由青儲(chǔ)池開始運(yùn)送 原 料秸稈。系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，與啟動(dòng)順序相反。每個(gè)設(shè)備進(jìn)行必要的延時(shí)運(yùn)行后停止，目的是運(yùn)送干凈設(shè)備中殘存的原料。直至整套設(shè)備停止運(yùn)行。二、溫控和噴淋系統(tǒng)1、厭氧發(fā)酵需在

6、特定的溫度下進(jìn)行，所以要保持消化池溫度的恒定。沼氣發(fā)酵溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)均勻布置于池，平均值能比較準(zhǔn)確的反應(yīng)池溫度。設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)點(diǎn) 分3層，檢測(cè)沼氣，沼液上、中位置的溫度，每層等距分布3點(diǎn)測(cè)溫點(diǎn)。（如圖）設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度來控制鍋爐加熱軟化水的用量。還要結(jié)合熱量損耗和傳輸 距 離，設(shè)定提前量。2、噴淋系統(tǒng)通過PH值檢測(cè)儀（安裝位置如圖），控制噴淋沼液的水泵啟/停。3、PH值檢測(cè)儀和雙螺旋加入沼液需要的液位儀，都存在信號(hào)臨界值時(shí)不穩(wěn)定的情況，就是俗稱的打點(diǎn)。這需要該種儀表設(shè)備的信號(hào)先引入顯示儀表，經(jīng) 過該儀表的小信號(hào)切除功能，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的信號(hào)轉(zhuǎn)換。三、報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)1、故障報(bào)警功能：水泵、皮帶、螺旋等電機(jī)設(shè)備

7、啟、停故障。2、超限報(bào)警功能：各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度、壓力、液位等數(shù)據(jù)超限。例如: 消化池溫度低、儲(chǔ)氣罐壓力過高等。3、安全報(bào)警功能：設(shè)備啟停時(shí)，有預(yù)先鈴音提醒人員注意遠(yuǎn)離。廠區(qū)環(huán)4、4、對(duì)于斗式提升機(jī)的斷鏈報(bào)警和保護(hù)，設(shè)計(jì)采取電流檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)兩種。并安裝加緊裝置，減少設(shè)備維修難度。斷鏈發(fā)生前，一般電機(jī)電流將增大。取電流信號(hào)，在自控程序中監(jiān)控，超過設(shè)定值時(shí)停機(jī)保護(hù)。查找原因，避免斷鏈。安裝鏈體檢 測(cè)裝置，金 屬鏈體可以安裝接近開關(guān)，非金屬鏈體可以安裝光電開關(guān)。在一定時(shí)間（須 事先測(cè)算好正常時(shí)間）通過接近開關(guān)，為正常運(yùn)行。在一定時(shí)間未通過或快速 通過，認(rèn)為是故障發(fā)生，啟動(dòng)保護(hù)。加緊裝置引入“切入/切出

8、”連鎖，有報(bào)警時(shí)加緊裝置啟動(dòng)。如有特殊情況可以“切出”連鎖，設(shè)備可以運(yùn)行。四、沼氣存儲(chǔ)系統(tǒng)1、 一路粗沼氣經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)（LCFJ）加壓，進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。儲(chǔ)氣罐有 壓 力檢測(cè)裝節(jié)。風(fēng)機(jī)后 有流量檢測(cè) 裝置。綜合 控制羅茨風(fēng)（帶配套自控設(shè)備）。2、另一路粗沼氣將進(jìn)入提純壓縮工藝。根據(jù)提純壓縮工藝采集信號(hào)，控制引風(fēng)機(jī)（YFJ01）啟停。3、提純壓縮出的甲烷，用于汽車運(yùn)輸。增壓機(jī)可由壓力或流量信號(hào) 控制 或采用手動(dòng)控制。豐潤(rùn)工程前期項(xiàng)目，涉及到需要控制的電機(jī)設(shè)備共24臺(tái)。（附設(shè)備表）每臺(tái) 電機(jī)需要輸入點(diǎn)4個(gè)（開關(guān)量輸入點(diǎn)：手/自、啟/停、熱繼、過流），輸出點(diǎn)1 個(gè)（開關(guān)量輸出：?jiǎn)?dòng)/停止）。另有斗式提升機(jī)、

9、大小刮板機(jī)的斷鏈保護(hù)點(diǎn)需要10點(diǎn)（開關(guān)量輸入）。壓 力、流量、溫度等檢測(cè)信號(hào)需要具體測(cè)算，預(yù)計(jì)16點(diǎn)（模擬量輸入）。設(shè)備鈴音報(bào) 警和廠區(qū)甲烷檢測(cè)20點(diǎn)（開關(guān)量輸出點(diǎn)）。系統(tǒng)還需至少10% 20%的備用 點(diǎn)。總結(jié)需要開關(guān)量輸入點(diǎn)124-160個(gè)；開關(guān)量輸出點(diǎn)36-45個(gè)；模擬量輸 入點(diǎn)約 12個(gè)。溫度檢測(cè)點(diǎn)約16個(gè)。系統(tǒng)涉及到變頻電機(jī)控制（京誠(chéng)提供變頻器及控制），變頻控制模式分：電流 控制、線控、電位計(jì)控制。因不知道變頻器型號(hào)和采用種控制法。暫未加入模擬量模 塊。PLC布置圖如下:主控罷交換機(jī)3C MrQ_餐a 0帕010BaDCr6CO 以NX K 4 6D D M B01+IHt1 A M

10、B.0 M A M BM gX125斗567a 呂1J1112人與之相配套的設(shè)備還應(yīng)有：PLC控制柜1臺(tái)、工控機(jī)2臺(tái)、監(jiān)控軟件2套、編程軟件一套、操作臺(tái)1個(gè)、UPS不間斷電源、打印機(jī)、24伏電源、隔離變壓器、電鈴等。（附所需設(shè)備清單） 以上自控設(shè)預(yù)算備未包括：甲烷泄露檢測(cè)儀（單獨(dú)儀表件或成套設(shè)備）、現(xiàn)場(chǎng)防爆 操作箱（具體數(shù)量？）、低壓供電柜（進(jìn)線柜）、低壓配電柜（按部布 置計(jì)算價(jià)格） 和所需的線纜等設(shè)備。需進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)案，再行預(yù)算。附電機(jī)設(shè)備和自控設(shè)備清單:電機(jī)名稱電機(jī)型號(hào)數(shù)量額定功率（千瓦）設(shè)備號(hào)粉碎電機(jī)9ZP-8.0311.75FS 01/02/03運(yùn)料皮帶電機(jī)未知17.5YBC 01物料

11、初混電機(jī)WLS450X500029.7JB01TJ01斗提機(jī)電機(jī)TBM500X20.6122DTJ01大刮板電機(jī)MX800X43.2230GBC01小刮板電機(jī)MX400X23.6427.5GBC02雙軸攪拌電機(jī)SJ-1035.5SZJB 2-1/2-2/2-3螺旋進(jìn)料電機(jī)WLS320X300034LXTJ 2-1/2-2/2-3噴淋泵電機(jī)250QJ80-60/3122PLSB01污水泵電機(jī)NL50-1233WSB01/02/03羅茨風(fēng)機(jī)電機(jī)Y B2-225S-4137LCFJ引風(fēng)機(jī)電機(jī)SFJ6-41Y FJ01稱量皮帶電機(jī)ICS-17A13Y BC02合計(jì)24名稱型號(hào)描述數(shù)量單價(jià)合計(jì)CPUBM

12、XP342020CPU340-20 Ethernet 串口156785678開關(guān)量輸入模塊BMXDDI6402k離散量DC輸入模塊，64通道，24 Vdc,漏型（正邏輯）319195757開關(guān)量輸出模塊BMXDDO6402k64通道，晶體管，24 Vdc0.1 Amp，源型邏輯，通道診斷122982298開關(guān)量連接線BMXFCW503頭FCN連接頭，另外一端2 X 20根帶有顏色的飛線83682944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(jī)架BMXXBP120012槽機(jī)架，電源不占槽位

13、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228855770模擬量連接線BMXFTW501S1 FTB端子塊，帶有顏色編碼的屏蔽飛線電纜34631389溫度模塊連線BMXFCW501S1 FCN連接器，20根帶有顏色編碼的飛線電纜2255510編程電纜BMXXCAUSBH018USB groun ded cable 1M81558558編程軟件UNITY PRO SUNITY PRO S125002500監(jiān)控軟件IFIX3.5工控機(jī)畫面監(jiān)控212002400pic控制柜2200 x800 x600配50個(gè)繼電器，接線端子400180008000儀表盤2200 x800 x600牌面開部配線接線端子300140004000操作臺(tái)1400 x1100 x800放置兩臺(tái)電腦120002000工控機(jī)研華 IPC-610H工業(yè)用主機(jī)240008000曰BSNEC N1901X19寸屏212002400配電器THP-2000S一入兩出，帶24V供電101101100隔離器HD21