污泥烘干工程自动化控制系统技术方案

1、400t/d污泥烘干工程自动化控制系统技术方案目录第一章 前言1.1 实施自控系统的必要性1.2 污泥烘干设备自动化系统的主要内容1.3 污泥烘干设备自动化系统的原则1.4 本工程实施的目标1.5 技术方案的主要内容1.6 技术方案的特点说明第二章 系统方案的构成概述2.1 工程概况2.2 污泥烘干自控系统工艺流程2.3 污泥烘干自控系统工作流程2.4 污泥烘干自控系统总体设计2.5 污泥烘干自控系统组成结构2.6 自控系统的功能2.7 自控系统的特点2.8 系统组成配置清单第三 章 技 术培训计划一、责任范围二、技术培训三、技术培训方式和内容： 四、培训计划安排第一章 前言一、实施自控系统的

2、必要性 污泥是自然资源，随着经济迅速发展，城市化建设进程的加快， 人民生活水平的不断提高， 人们对环境的要求越来越高， 特别是近年 来，科学技术尤其是 IT （信息技术）的不断进步，自动化控制技术 日益成熟完善， 越来越多的应用到社会的各行各业， 作为关系国计民 生的环保工程也迫切需要应用和吸收这一高新技术。作为环保行业， 为什么要实施自动化控制系统，投资大笔资金污泥处理厂的自动化控 制系统可以为企业带来哪些直观明显的经济和社会效益 ，这是众多业 主迫切关心的问题。这里通过我公司成功实施、 实践效果和运行经验， 作个归纳和总结，以供参考。1 、节能降耗 ：自动化控制系统能够根据时序和逻辑关系自

3、动控制设备的开机、运行、停机，在设备的工作期，可 以停止某些多余的设备或降低设备的运行功耗。切实有 效的节省资源和能源，尤其在污泥烘干设备中进料、烘 干系统，涉及变频的环节，这一效果尤其明显。2 、设备保护 ：实施自动化控制系统后，对设备都有故障分析和自我保护功能，在 PC机上可以直观得观察到设备的运行状况，当有故障时，PC机上有相应的文字提示和声音报警，并自动进行保护和隔离，防止设备损坏。 员工不需下到车间即可了解到整个工厂的设备运行状 况。3、降低劳动强度：以往在人工方式，设备的启动停止由人工去操作，对于使用频率高和笨重的设备十分费时费力， 采用PC机控制，只需在PC机上按一下按钮即可，大

4、 大降低了劳动强度，这点在开机、停机控制系统中尤其 明显。二、污泥烘干设备自动化系统的主要内容实施污泥烘干设备自动化控制系统可以带来巨大的经济效 益和社会效益，那么如何来成功的实施一个污泥烘干设备的自 动化控制系统？相对与以往的人工控制方式，它需要增加哪些 配置和投资？主要来说有三个方面：1、兀( PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL ):要实施自动化，顾名思义就是要让机器能够“自己”运转，因此 就需要人为编制程序去控制各类设备，就必须有相应的执 行机构-控制器件，这就是PLC-可编程逻辑控制器， 它是自动化控制系统的核心部件，是由它去驱动各类设备 包括机械设备和采集仪器仪表传

5、送数据。2、：控制必须要有控制信号，比如说控制进料就必须有进口温度的信号。如何取得这些控制信号呢，那就必 须配置一些必要的在线检测和分析仪表。这些仪表都是带 有芯片的智能式仪表，带标准的电流输出，传送到PLC输 入模块中。3、廨靈囂热：污泥烘干设备的自动化控制系统是一个“分散 控制、集中管理”的集散型控制系统，要作到集中管理，就必 须把整个水厂的控制系统连接成一个系统网络，信息在整个网 络中传输和共享。一般来说每个PLC厂家都有自己的网络系统。三、污泥烘干设备自动化系统的原则先进性原则污泥烘干设备自动控制系统设计应贯彻以当前较先进 技术为设计的指导原则。其主要原因是：污泥烘干设备自 动控制系统

6、的实施运行，应保证其在相当时期内的稳定和 技术的不落后，这是由污泥处理厂生 产运行的要求所决定 的。成熟的可扩展的原则采用成熟的控制系统是污泥烘干设备自动化控制系统 设计应贯彻的一个重要原则。成熟的控制系统表现为硬 件设备以及软件的成熟性。在该设计方案中硬件设备我 们采用成熟的PLC控制设备、电器及先进可靠的进口设 备、仪表，软件采用成熟标准的工控软件包平台、组态 软件包及相关应用监控软件，采用成熟的控制系统有利 于污泥烘干设备自动化控制系统的改进、维修、维护，同 时，有利于自控系统的扩展。扩建性对污泥烘干设备自动 化控制系统同样是重要的。这种性能它保证了污泥处理 厂工程的分期建设、扩建改造情

7、况下，污泥烘干设备自 动 化控制系统的完整、合理。标准规范设计本公司无论是在方案设计、设备选型、图纸设计、软件编程， 还是在设备安装、系统调试过程中，都始终采用标准设计，遵 循行业规范，因为这一原则都会给自控系统生产运行、维护管 理、日后软件升级带来极大的便利。四、本工程的实施目标1 :总体目标达到设计的全部基本要求，整个自动化控制系统具有功能 齐全、技术先进、造型新颖、智能化、自动化等特点，同时满 足安全生产、可靠、经济运行。整个系统的设计实施符合相关 的国际标准、国家标准（GBJ93-86 工业自动化仪表工程施工 及验收规范、GBJ131-90 自动化仪表工程施工及验收规范、 GB5024

8、5-96 电气装置安装工程低压电器施工和验收规范等） 和企业标准。3、平均无故障运行时间为保证产品，节约能耗，提高管理运行水平，仪表及自动化控制水平应达到国内先进水平，工艺技术、设备选型先进、合理自动控制系统平均无故障运行时间MTBF满足并优于实时控制要求。五、技术方案的主要内容本自动控制系统的技术方案根据工程设计的相关文件 和图纸而编写的，我们在理解业主的需求，消化了设计方 案后，针对污泥处理厂的工艺设备条件。尽量做到自控系 统设置合理、抗干扰能力强、易于管理，操作和维护、运 行稳定。从而确保400t/d 污泥处理厂最终建设成具有国 内先进水平的现代化污泥处理厂。总体设计的基本内容：（1）实

9、施方案设计根据控制工程的要求，从设计的完整性，功能的 可靠性，以及工程实践中的合理性，可操作方面进 一步“细化”成为真正能实施的方案。（2）扩充设计对设计方案中不完整的部分，如防雷系统、工艺 参数采集系统、PLC系统等，给予补充，使整个 自控系统更完美，更实用。（3）应用软件的完善设计根据设计方案，并实施方案，降低生产运行成 本，确保长期稳定达标，故先进控制方案和优 化控制系统软件的设计是必要的。(4 ) 安装调试角度考虑工艺电气，电缆的交叉面，接 口的设计施工。(5) 根据生产工艺流程的要求，做出单机调试，设备 联动，中央控制室PC机控制系统的全面调试方 案，在单系统运行-整机联调-试运转-

10、正式运 行，发挥自动控制系统的作用。(6) 工程图纸的设计与提交，确保整个自控工程能优 质建成。六、技术方案的特点说明1. 完整合理 本方案从自动控制工程的要求出发，结合 400t/d 污泥处理厂工程的工艺要求，利用我公司在自 动化工程方面的成熟经验，力求系统功能的完整性，以 及工程实践的合理性，使其成为真正可实施的方案。2 .先进可靠 本方案中的自动控制采用的都是当前国内 外先进的技术和设备。自动控制系统的硬件采用当前在 自动化领域处于领先地位的德国西门子公司的成套设 备，以使整个系统具有更好的兼容性和扩展性，监控软 件系统使用的是目前先进、流行的西门子公司的WinCC 组态软件和微软公司的

11、视窗操作平台。本方案不仅重视 高新技术的应用，诸如建立数据总线(PROFIBUS )、变 频技术(变频恒压联动系统)、软启动技术等，而且重视 技术的可靠性，做到既可靠又先进。3 .经济实用 在大量使用先进优质设备和产品的同时， 充分考虑了业主的投资，在满足要求的条件下，尽量使 用性价比较高的产品，从而使整个工程达到最优性价比， 以实现“最少的投入，最佳的效益”目标。本方案仅是初步方案，在工艺设计完成后，有待进一步 的补充和调整，使整个自控系统更合理，更实用，更节省投 资。总之，本方案在工程建设中具有“承上启下”的作用， 在获得业主认可后，我公司可以很快地绘制施工图，编制详 细的设备清单，编写出

12、各种监控软件、组态软件、通讯软件。 工程技术人员进入现场安装调试，投运系统。并培训生产技 术人员，按时交付验收提供竣工图纸。第二章 系统方案的构成概述一、工程概况污 泥 处 理 厂 工程设计总归模为 400 吨 / 日。1、 本 次自 控系 统设 计 按 400 吨 日 规 模。2、进行 自 控系 统 ， 相关信 号 电缆 、控制 电 缆 、通 讯 电 缆 的施工图设计。3 、 按 400 吨 日 规 模 进 行 自 控 系 统 相 关 设 备 材 料 采 购 供应，系统集成，软件编制，施工安装，系统联调人 员培训，系统投运验收，交付长期使用。4、总 体 方案及 PC 机 监 控系 统， 自控

13、仪 表成 套作 出施 工 方案设计。5、对 总 体 及各 部 分 的功能 和 相 应的技 术 指标 作出原 则 性 设计和进行功能描述。备注：由于没有设计的完整的设计资料，在一些未知的细节本方案按照常规进行设计，如本方案中的一些设计与原设计的相关设计有些偏差，待与原设计完全交底后，再做 相应修改。二、污泥烘干自控系统控制工艺流程污泥烘干处理工艺的选择是污泥处理厂设计最为关键的问题，直 接关系到其工程造价、运行成本和产品质量。以下就自控系统工艺进 行介绍。污泥烘干自控系统处理工艺流程如下（工艺流程图详见图 一）:1、刮板输送机 将污泥从密封储库运输到给料器。刮板输送机由回转 烘干窑进口温度传感器

14、控制（如回转烘干窑进口温度 低于500度，PLC采集温度传感器的变送数据，经 过系统的运算处理，自动调节刮板输送机的低运行速 度；如回转烘干窑进口温度高于 500度，PLC采集 温度传感器的变送数据，经过系统的运算处理，自动 调节刮板输送机的高运行速度）；随回转烘干窑进口 温度的变化，而使采集数据和处理结果随之变化， 系 统也随之给予变化量的指令来控制刮板输送机的运 转速度。2、给料器将刮板输送机运输到给料器的污泥加入回转烘干窑内。（本给料器在此自控系统中不受控制）3、回转烘干窑 污泥在回转烘干窑内，通过沸腾炉燃烧的热量来完成从湿污泥至干污泥的烘干过程。沸腾炉的温度传感器 检测到沸腾炉燃烧的温

15、度至 800度时，系统将给予 回转烘干窑运转指令，已不至于烘干窑内温度过高而 使设备过热变形。污泥进入回转烘干窑内，随刮板输 送机的运行速度和出窑处水分测试仪的检测数据，由PLC采集数据并运算，给予处理结果。由于刮板输 送机的运行速度和出窑处水分的变化量， 而使采集数 据和处理结果随之变化，系统也随之给予变化量的指 令来控制回转烘干窑的运转速度和干物出窑率。5、引风机系统给予回转烘干窑运行指令的同时也给予引风机运行指令。引风机接收到系统发出的运行指令， 在软启 动的工作下，引风机由低速向高速运行，不至于启动 电流过大造成变压器的影响。从而引风机把回转烘干 窑内的气体和灰尘引出至旋风除尘器。7、

16、胶带输送机 出窑干物料经胶带输送机输送至包装机或振动筛。在本自控系统中，我公司设计在胶带输送机进口 处，安装水分测试仪，以便于检测出窑干物料的水 分。水分测试仪检测出出窑干物料的水分低于35或高于38，系统将自动报警。同时，通过下位机 PLC采集水分测试仪变送输出的数据，反馈至下 位机PLC。经下位机PLC运算，给出指令自动调 节回转烘干窑的转速和刮板输送机的运送物料的 时间，同时，水分浓度数据通过上位机 PC实时显 示，并根据水分信号提供报警显示。8、 振动筛出窑干物料经胶带输送机输送至振动筛，经振动筛的粗、细料分离。分别将粗料分离至粗料输送带， 细料分离至细料输送带。9、 粗料输送带 将分

17、离的粗料经粗料输送带通过电机的额定转速输送到包装机10、细料输送带将分离的细料经细料输送带通过电机的额定转速 输送到螺旋输送机。11、螺旋输送机将细料输送带输送的细料通过螺旋输送机电机的 额定转速输送到煤仓。三、污泥烘干自控系统工作流程对于1#、2#污泥烘干系统，我公司建议方案采用两套独立的控 制系统。每套控制系统的总体控制方案为集散控制，即系统设计集中 控制管理和独立分散控制自动二种工作方式：独立分散控制状态，每台设备能独立启动、停止，自成子系统。此工作方式可作为检测每台 设备的工作性能调试和上位机故障时的系统应急处理；集中控制管理状态，可根据污泥烘干系统的工艺流程进行集中控制和管理，并根据

18、工艺要求自动实现系统的开机、运行、停机过程，同时，能自动监测 监控系统的主要设备的运行状态， 仿真系统设备的动作情况，并能实 时监控系统的主要工艺技术参数的各项技术指标，并形成数据曲线，可进行历史数据分析和对比。1#污泥烘干自控系统工作流程分为开机、停机二部分开机：在中央控制室操作平台上，将 1#手动、自动转换开关至自动 状态下，下位机PLC （可编程逻辑控制器）给定指令，启动 1#沸腾炉工作，当1#沸腾炉上安装的温度传感器检测到1#沸腾炉燃烧温度至800度以上（工作时间约30分钟），经温 度传感器采集的数据，通过下位机 PLC的指令，1#回转烘干 窑自动变频启动并匀速运行；当温度传感器检测到

19、1#回转烘干窑进口温度至500度（工作时间约3045分钟），1#刮板 输送机根据1#回转烘干窑进口温度传感器采集的数据，通过 下位机PLC的指令自动变频运行供料至1#给料器。同时，1# 引风机接收到运行指令，自动软启动并运行；并将 1#回转烘 干窑内产生的各种气体（如蒸气、臭气等等）和灰尘，通过 1#旋风除尘器除去灰尘，经引风机至1#水膜除尘器处理，由 烟囱排放与大气尘中。湿物料在 1#回转烘干窑内运转并烘干 约2.53小时，干物料至出窑处，经1#水分测试仪检测出窑 干物料的水分，水分低于 35或高于38，系统将会报警。同 时，通过采集水分测试仪变送输出的数据，反馈至下位机PLC。 经下位机P

20、LC运算，给出指令自动调节1#回转烘干窑的转速 和1#刮板输送机的运送时间。从而达到自动给料和干物料的质量。干物料出1#回转烘干窑经1#胶带输送机输送至1#包装机处包装并入库停机：在中央控制室操作平台上，按1#急停按钮，下位机PLC （可 编程逻辑控制器）给定停止指令，停止1#沸腾炉工作；同时， 下位机PLC给定指令停止1#刮板输送机工作，停止供料。1# 回转烘干窑由于工艺的要求，系统将给予工作运行 60分钟停 止指令，与此同时停止1#引风机工作。应污泥烘干系统工艺 流程，系统经过传感器反馈的数据，下位机PLC采集运算，并给胶带输送机停止指令。至此 1#烘干系统整个停止过程结 束。2#污泥烘干

21、自控系统工作流程分为开机、停机二部分开机：在中央控制室操作平台上，将 2#手动、自动转换开关至自动 状态下，下位机PLC （可编程逻辑控制器）给定指令，启动 2#沸腾炉工作，当2#沸腾炉上安装的温度传感器检测到 2# 沸腾炉燃烧温度至800度以上（工作时间约30分钟），经温 度传感器采集的数据，通过下位机 PLC的指令，2#回转烘干 窑自动变频启动并匀速运行；当温度传感器检测到2#回转烘干窑进口温度至500度（工作时间约3045分钟），2#刮板 输送机根据2#回转烘干窑进口温度传感器采集的数据，通过 下位机PLC的指令自动变频运行供料至2#给料器。同时，2# 引风机接收到运行指令，自动软启动并

22、运行；并将 2#回转烘 干窑内产生的各种气体（如蒸气、臭气等等）和灰尘，通过2#旋风除尘器除去灰尘，经2#引风机至2#水膜除尘器处理， 由烟囱排放与大气尘中。湿物料在 2#回转烘干窑内运转并烘 干约2.53小时，干物料至出窑处，经2#水分测试仪检测出 窑干物料的水分，水分低于 35或高于38，系统将会报警。 同时，通过采集水分测试仪变送输出的数据，反馈至下位机 PLC。经下位机PLC运算，给出指令自动调节2#回转烘干窑 的转速和2#刮板输送机的运送时间。从而达到自动给料和干 物料的质量。干物料出2#回转烘干窑经2#胶带输送机输送至 振动筛，振动筛分离出粗料和细料，经振动筛分离出的粗料由 粗料输

23、送带输送至2#包装机处包装并入库；经振动筛分离出 的细料由细料输送带输送至螺旋输送机， 并由螺旋输送机输送 到1#煤仓和2#煤仓，细料进入1#、2#煤仓与原煤混合后， 1#、2#提升机至1#、2#沸腾炉焚烧。停机：在中央控制室操作平台上，按2#急停按钮，下位机PLC （可 编程逻辑控制器）给定停止指令，停止 2#沸腾炉工作；同时， 上位机PLC给定指令停止2#刮板输送机工作，停止供料。2# 回转烘干窑由于工艺的要求，系统将给予工作运行 60分钟停 止指令，与此同时停止 2#引风机工作。应污泥烘干系统工艺 流程，系统经过传感器反馈的数据，下位机 PLC采集运算， 并给胶带输送机停止指令。系统并逐

24、步给振动筛、粗、细料输 送带、螺旋输送机停止指令。至此 2#烘干系统整个停止过程 结束 四、污泥烘干自控系统的总体设计根据污泥烘干系统的工艺流程和规模大小， 将整个污泥烘干过程 控制系统划分三个子系统：上位机、下位机、传动 :上位机（ PC 机） 负责污泥烘干系统整体的数据集中控制管理；下位机（ PLC 集成 ） 负责污泥烘干系统整体的数据采集、 数据处理，逻辑判断和传送执行上位机的指令；传动（ 1# 、2#PLC ） 负责二套污泥烘干系统运行过程起停动作及工艺设备的速度 调节等。每一个子系统的 PLC 就是一套可编程逻辑控制器，它 负责本系统的数据检测和设备控制。 在干化车间内设一个中央控

25、制室，配置高性能的PC机与PLC站构成一个网络。五、污泥烘干自控系统结 构 污泥烘干自控系统自动化监控系统采用了可编程控制器（ PLC） 作为其控制中心，系统由 PC 机、 PLC 、传感器、模块化仪表、变频 器等自动化元件组成集散型（集中管理，分散控制）污泥烘干自控系 统的监控系统。该自动控制系统按“集中管理、分散控制“的原则，实现对全厂 工艺、电气设备的实时控制，具有监控和管理的功能。六 、 污泥烘干自控系统功 能 全厂自动系统有以下四大功能：*自动检测功能这 是 利用 计 算机 PC 和 PLC 的 高 速 运 行状 态 ，并进 行综 合分析，综 合判断用户生产过程中有可能发生的 故障、

26、保护 人身和设备的安全等等。*自动操作功能计算机 PC 和 PLC 能根据工 艺条件和控制 要求 ，按规定 时间设定的逻辑顺序等自动地启动或停止某些设备等等。 *自动调节功能根 据 回 转 烘 干 窑 进 口 温 度 和 出 窑 干 物 料 的 水 分 ，系 统 采 集数据并运算，系统自动调节控制等等。*管理功能根 据 全厂 生 产过程 工 艺 仪表 传输 的数 据 ，生 产 设备 运 行 中 生 产数 据和 开关 量 信 号以及 其 他消 息 等 ，协 调 和 管理 全 厂 生产过程的生产调度，必要时，还可作一些其他办公自动化 应用工作。七 、 本 污泥烘干自控系统的 特 点1 我 公司 为

27、污泥处理厂设 计 和完成 的 污泥烘干自 控系 统 具有 以下特点：（1）实用、先进、可靠系 统具有 较强 的实 用 性和 先进 性 ，选用 世 界先 进 的品 牌 产 品 （ PC 、 PLC 、 数 据 总 线 ） 仪 器 仪 表 选 用 成 熟 定 型的进口（或国内有办事处、代理，有完善的售后服 务保证）产品，性能稳定可靠。系统功能齐全（具有记录、自诊断功能）软件模块具备较强的冗余、校验、互锁、检错、纠错 及自恢复功能。控制程序具有互锁和步进式应答流程，保证每个控制 指令能可靠的发给执行机构。防雷系统完善，即配置了浪涌吸收器和电源防雷器等 防雷装置。（2）开放式，模块化，易维护。开放式结构，易