龙泽焦化自动化系统毕业设计说明书.doc

毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 龙泽焦化自动化系统 姓 名： 编 号： 平顶山工业职业技术学院 2011 年 5 月 20 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 王二漫 专业 电气自动化专业 任 务 下 达 日 期 2011 年 3 月 1 日设计（论文）开始日期 2011 年 3 月 6 日设计（论文）完成日期 2011 年 5 月 20 日设计（论文）题目： 龙泽焦化自动化系统 a编制设计 b设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 bbbb 系（部）主 任 韩 莉 2011年 6 月2日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录自动化与信息工程系电气自动化专业，学生 王二漫 于2011年6月10日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 龙泽焦化自动化系统 专题（论文）题目： 指导老师： bbbb 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 王二漫 专业 电气自动化 年级 2008 毕业设计（论文）题目： 龙泽焦化自动化系统 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 目 录第一章 绪论1.1 引言中国是世界焦炭生产大国，焦炭产量占世界焦炭总产量的36左右，焦炭出口量占世界焦炭出口贸易总量的50以上。中国既拥有国际20世纪90年代先进水平的炭化室高6m的现代化大型机焦炉，也还有一些以前建成的装备水平较低的中小型机焦炉。进入21世纪，结构调整和技术进步仍是中国焦化工业发展的主题。为了实现这一主题， 生产过程综合自动化显得尤为重要。 焦炉生产自动化是一个包含生产控制和管理自动化内容的集成系统。 中国目前正在推广的焦炉生产自动化技术包括焦炉加热计算机控制及管理系统、焦炉机械动态自动识别炉号及对位控制系统、集气管压力综合控制系统、焦化厂生产管理计算机网络系统以及焦炉烘炉计算机自动测温与管理系统等。焦炉综合自动化系统的构成为模块化结构，可根据各焦化厂情况和用户要求，一次实现所有功能或逐步实现各项功能。自动化仪表设备,集散控制系统(dcs),电视监控系统,可编程逻辑控制器(programmable logiccontroller,简称plc,也可称可编程控制器)等设备可帮助实现焦炉生产的自动化。1.2自动化仪表设备当前对于焦化厂发展过程中,自动化仪表设备是一种常用的测量设备,其主要运用于预防性的检查与故障维修中。其主要作用是用在设备未出现故障之前实施针对性、有计划、有目标的维修方案,并且是十分有效的一种措施,能够起到很好的维护措施。本文中主要是结合实际情况对焦化厂自动化仪表的使用进行合理研究,并制定有效的预防维护措施。随着工业生产技术的不断发展,对于很多大型焦化厂企业来说,仪表自动化设备的使用变得更为广泛,这是由于仪表自动化设备能够对生产模式进行直接性的控制,而仪表自动化技术发展能够显示出企业生产的水平。1.3集散控制系统(dcs) 集散控制系统(dcs)是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统,目前已成为工业过程控制的主流系统。这集散控制系统(dcs)是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统,目前已成为工业过程控制的主流系统。里主要介绍了集散控制系统(dcs)在焦炉地面除尘站控制系统中的应用、集散控制系统的特点以及本系统的配置和所实现的功能。实现了数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能,而且对主要工艺参数形成了历史趋势记录,随时查看,并设置了安全操作级别,既方便了管理,又使系统运行更加安全可靠。1.4电视监控系统 电视监控系统由前端视频信号采集部分、信号传输部分、终端调度室工业电视监控部分三部分组成,本文详细介绍了第二焦化厂监控系统前端设备的安装位置和信号传输方式,对焦化行业的工业电视监控有着很好的指导意义。1.5可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器(programmable logiccontroller,简称plc,也可称可编程控制器)是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统。plc是以微处理器为核心,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展起来的一种通用型工业自动控制装置,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令。通过处理数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。能长期在恶劣的工业环境中可靠运行;编程简单,使用方便,只需修改软件就能改变或增加控制功能,可以满足用户的特定要求;同时还具有很强的输入输出接口;在结构上采用了模块式的组合结构,很容易与其它设备或计算机系统(如dcs、fcs等)组成集中控制系。第二章除尘系统2.1 除尘系统自动化系统2.1.1 焦化厂在生产过程中会产生大量灰尘及有害气体，必须通过除尘系统将它们净化，从而减少它们对环境的污染。此系统实现的是对山西某焦化厂地面除尘项设备进行监控。该项目下位设备采用可编程控制器（siemens s7），io采用siemens模块，通讯模块采用siemens以太网模块。上位机采用工控机 易控（inspec）组态软件，通过以太网与s7-300plc通讯。该系统分为装煤和出焦除尘系统。装煤除尘系统是在装煤过程中启动其除尘设备，出焦除尘系统在2.1.2软件应用实时监控现场压力，流量，以及各设备的运行状态。系统分自动和手动两种模式。实现系统中压力、流量、温度等数据的记录及分析。系统具备完善的报警管理功能，对于来自各用户站的各类参数的报警信号都有醒目标记，提醒操作人员。对压力、流量、温度等关键参数提供历史曲线和实时曲线直观显示。提供完善的报表功能，用户可自己规划报表格式，可实现对数据求最大，最小，求和等统计功能。方便的管理各级用户，随时修改用户。2.1.3总结以“易控（inspec）”作为焦化厂地面除尘设备的上位监控系统达到了监视直观、操作容易、维护简单，系统扩展方便、性价比最优的目的，同时关键数据能进行详细记录和直观显示，更有利于进行系统分析。2.2 除尘系统的仪表2.2.1基础概念 真值：指客观存在，但除了理论上外无法绝对正确地得到的物理量。在现实中常把精度足够高的标准仪器得出的数值作为真值。测量值：指通过仪表等工具对真值进行测量后所得到的读数值。误差：测量所测得的读数值偏离真值的程度：误差=测量值-真值。绝对误差：用测量单位来表示误差时，称为绝对误差。相对误差：将绝对误差与真值相比后的误差：绝对误差真值100%。或将绝对误差与测量值相比后的误差：绝对误差测量值100%。基本误差：不包含其它影响量导致的误差（一般以相对误差表示）。正确度：测量的读数值接近真值的程度。精度：以等级表示的允许最大误差。如1.0级表示允许误差为全量程的1%回差：在测量指标中，回差指相同的输入信号量，从量程始点加至该值与由量程终点减至该值时仪表的读数之差。也称“指示不灵敏区”、“返回差”等。在位式调节中，回差指输入增大至使仪表控制输出发生切换时的值，再使输入信号减小，使仪表控制输出发生再次切换时的值的差值，故调节回差也称“切换差”或“控制死区”、“控制不灵敏区”等。在测量指标中，回差越小越好。但在位式控制中，回差是必须的，否则将使系统无法工作。但回差应有一较佳值，一般在0.050.5%fs之间比较合适。常开、常闭触点：根据需要继电器可以同时具有“常开”和“常闭”转换触点。“常开”触点在继电器不吸合或仪表不通电时呈断开状，在继电器吸合时呈接通状，而“常闭”触点则与之相反。为了保证系统最高的可靠性，仪表在用作调节和报警时，均应使用仪表输出的“常开”触点。 各种仪表的精密度代表什么意思代表该仪表的最大误差的百分数。如05级，其最大测量误差不超过满标度值的士0.5；1级仪表，其最大的测量误差不超过士1，例如最大量程为100a，则最大误差为土1a。指示仪表的绝对、相对、折合误差是什么意思被试表指示数值与标准表指示数值之差就为该被试表的绝对误差”。“绝对误差”数值与标准表指示数值相比的百分数为“相对误差”。而“折合误差”是“绝对误差”数值与被试表满刻度数值相比的百分数。 仪表上经常看到45o的符号，它们表示什么意思？表示仪表使用时表面要垂直放置；表示仪表使用时表面要水平放置之45表示仪表使用时表面要与水平线成45。角放置。如果不按照这些规定的放置方法去使用仪表，则仪表的读数误差将会增大，可能超过允许值。二、压力介绍1、大气压：地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。2、 差压（压差）：两个压力之间的相对差值。3、 绝对压力：介质（液体、气体或蒸汽）所处空间的所有压力。绝对压力是相对零压力而言的压力。4、 表压力（相对压力）：如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=绝对压力-大气压0。5、 负压（真空表压力）：和“表压力“相对应，如果绝对压力和大气压的差值是一个负值，那么这个负值就是负压力，即负压力=绝对压力-大气压0。也称为真空度6、 静态压力：一般理解为“不随时间变化的压力，或者是随时间变化较缓慢的压力，即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。7、 动态压力：和“静态压力”相对应，“随时间快速变化的压力，即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。”通常用1/22计算。式中流体密度；v流体运动速度。”8、为什么液注高度也可表示压力：压力等于液柱高度、液体密度和重力加速度的乘积。液体的密度在一定温度下是不变的，所以压力也可以用液柱高度。9、压力单位与法定压力单位pa之间换算关系1工程大气压即1kgf/cm2= （9.80665104）pa（9.81104）pa；1物理工程大气压（atm）=（101325）pa（1.0133105）pa；1巴（bar）=（1000）mbar=（105）pa。 10、压力变送器的有哪些主要技术参数传感器类型：扩散硅，陶瓷电容，差压电容膜盒电源：一般是24vdc。输出信号：一般是420ma。精度等级：如0.1、0.25、0.5。重复性：0.1、0.25、0.5。时间漂移：温度漂移：使用温度范围：最高耐压：最低压力：过程联接方式：电缆入口：三、温度热电偶介绍（s型热电偶）铂铑10-铂热电偶铂铑10-铂热电偶（s型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（sp）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%，负极（sn）为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1300，短期最高使用温度为1600。s型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于s型热电偶具有优良的综合性能，符合国际使用温标的s型热电偶，长期以来曾作为国际温标的内插仪器，“its-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器，但国际温度咨询委员会（cct）认为s型热电偶仍可用于近似实现国际温标。（r型热电偶）铂铑13-铂热电偶s型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。铂铑13-铂热电偶（r型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（rp）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，含铂为87%，负极（rn）为纯铂，长期最高使用温度为1300，短期最高使用温度为1600。r型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。其物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于r型热电偶的综合性能与s型热电偶相当，在我国一直难于推广，除在进口设备上的测温有所应用外，国内测温很少采用。1967年至1971年间，英国npl，美国nbs和加拿大nrc三大研究机构进行了一项合作研究，其结果表明，r型热电偶的稳定性和复现性比s型热电偶均好，我国目前尚未开展这方面的研究。r型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。b型热电偶）铂铑30-铂铑6热电偶铂铑30-铂铑6热电偶（b型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（bp）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为30%，含铂为70%，负极（bn）为铂铑合金，含铑为量6%，故俗称双铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1600，短期最高使用温度为1800。b型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长，测温上限高等优点。适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。b型热电偶一个明显的优点是不需用补偿导线进行补偿，因为在050范围内热电势小于3v。b型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。（k型热电偶）镍铬-镍硅热电偶k型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。k型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中。广泛为用户所采用。镍铬-镍硅热电偶（k型热电偶）是目前用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶的总和。正极（kp）的名义化学成分为：ni：cr=90：10，负极（kn）的名义化学成分为：ni：si=97：3，其使用温度为-2001300。（n型热电偶）镍铬硅-镍硅热电偶镍铬硅-镍硅热电偶（n型热电偶）为廉金属热电偶，是一种最新国际标准化的热电偶，是在70年代初由澳大利亚国防部实验室研制成功的它克服了k型热电偶的两个重要缺点：k型热电偶在300500间由于镍铬合金的晶格短程有序而引起的热电动势不稳定；在800左右由于镍铬合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定。正极（np）的名义化学成分为：ni:cr:si=84.4:14.2:1.4，负极（nn）的名义化学成分为：ni:si:mg=95.5:4.4:0.1，其使用温度为-2001300。n型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜，不受短程有序化影响等优点,其综合性能优于k型热电偶,是一种很有发展前途的热电偶.n型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。（e型热电偶）镍铬-铜镍热电偶镍铬-铜镍热电偶（e型热电偶）又称镍铬-康铜热电偶，也是一种廉金属的热电偶，正极（ep）为：镍铬10合金，化学成分与kp相同，负极（en）为铜镍合金，名义化学成分为：55%的铜，45%的镍以及少量的锰，钴，铁等元素。该热电偶的使用温度为-200900。e型热电偶热电动势之大，灵敏度之高属所有热电偶之最，宜制成热电堆，测量微小的温度变化。对于高湿度气氛的腐蚀不甚灵敏，宜用于湿度较高的环境。e热电偶还具有稳定性好，抗氧化性能优于铜-康铜，铁-康铜热电偶，价格便宜等优点，能用于氧化性和惰性气氛中，广泛为用户采用。e型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性气氛中，热电势均匀性较差。（j型热电偶）铁-铜