plc控制系统在煤气加压机中的应用_毕业论文qyh.docx

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1、PLC控控制系统统在煤气气加压机机中的应应用摘要：煤气加压压机用于于煤气输输送，是是钢铁、煤煤炭、石石化行业业的重要要设备，其电气控制方式多采用仪器仪表和继电-接触器系统断续控制，自动化程度和可靠性低，难以保证控制精度，且无法实现网络通讯和远程监控。本文设计计了一套套基于PPLC的的煤气加加压机控控制系统统，实现现了煤气气加压自自动控制制；对装装备现状状与发展展趋势进进行了研研究，提提出了总总体设计计方案，选用FR-F740变频器实现风机调速，选用SBWR/Z温度传感器、EJA压力传感器实现现场数据采集，并将信号送至三菱FX2N-32M型PLC；设计了闭环控制PID算法，按照逻辑控制与过程控制

2、结合的程序设计思路，基于GX Developer编程软件，开发了变频器控制程序，实现了风机的转速控制，设计了系统过载保护、故障报警、停机自动连锁等功能子程序。结果表明明，采用用PLCC控制的的煤气加加压机具具有操作作简单、运运行精良良、抗干干扰能力力强、编编程简单单、控制制精度高高的特点点，提高高了系统统的可靠靠性，通通过PLLC组网网，实现现远程监监控，较较好的达达到了设设计目的的。关键词：煤气加加压机；PLCC；闭环环控制；PIDD；变频频器Applliaccatiion of PLCC coontrrol sysstemm inn gaas ppresssurre mmachhineeA

3、bsttracct：GGas preessuure macchinne iis uusedd inn trranssporrt oof ggas,it is an impporttantt deevicce iin tthe inddusttry of iroon,ssteeel,ccoall annd ppetrrochhemiicall .IIts eleectrricaal ssysttemmmosttly usee innstrrumeentss annd rrelaay-cconttacttor to conntrool.iit iis ddiffficuult to guaaran

4、nteee thhat conntrool ppreccisiion, annd uunabble to perrforrm nnetwworkk coommuuniccatiionss annd rremoote monnitoorinng.Thiss arrticcle hass deesiggnedd a PLCC-baasedd gaascoontrrol sysstemm, aachiieveed tthe auttomaaticc coontrrol of gass prresssuree.Siituaatioon aand devveloopmeent treend of the

5、e eqquippmennt hhas beeen sstuddiedd,prropoosedd deesiggn pplann,usse FFR-FF7400 frrequuenccy tto cconttroll faan sspeeed ,Usee SBBWR/Z ttempperaaturre ssenssorss, ppresssurre ssenssorss EJJA tto ffielld ddataa coolleectiion,andd seend thee siignaal tto MMitssubiishii FXX2N-32MM PLLC;desiigneed aa c

6、lloseed-lloopp coontrrol PIDD allgorrithhm, follloww loogicc coontrrol andd prroceess conntrool pproggramm deesiggn iideaa, ddeveelopper proograammiing sofftwaare bassed GX, deevellopeed tthe invvertter conntrool pproggramm foor ffan speeedcconttroll, aand dessignn a sysstemm ovverlloadd prroteectii

7、on, allarmm doownttimee feeatuuress suuch as auttomaaticc chhainn suubrooutiine.The ressultts sshowwed thaat uuse PLCC coontrrol of gass haas aa siimplle ooperratiion, ruun ssophhistticaatedd, uudinng, proograammiing simmplee, cconttroll annd hhighh prreciisioon, inccreaasedd syysteem rreliiabiilitt

8、y, thrrouggh nnetwworkkingg, PPLC forr reemotte mmoniitorringg, bbettter dessignn gooal is reaacheed.Key worrds: gaas ppresssurre mmotoor; PLCC; looop cconttroll; PPID; VVFD目 录录1绪论111.1课课题背景景11.2煤煤气加压压机装备备现状与与发展趋趋势21.3 控制系系统的国国内外发发展现状状31.4 煤气加加压机系系统控制制的概念念42 PLLC控制制系统概概述62.1 PLCC简介62.2 PLCC的发展展62.3

9、PLCC控制系系统的结结构与工工作原理理73武钢煤煤气加压压机控制制系统总总体方案案设计993.1 控制系系统组成成93.2 原系统统存在的的问题1103.3 系统控控制要求求及目的的103.4系系统改造造方案1104系统硬硬件设计计与选型型124.1鼓鼓风机选选型1224.1.1鼓风风机结构构特点1124.1.2鼓风风机结构构和主要要参数1134.2变变频器选选型1444.3变变送器选选型1554.3.1压力力变送器器154.3.2温度度变送器器164.4低低压电器器元件选选型1775系统软软件设计计195.1设设计思想想及设计计依据1195.2煤煤气出口口压力定定值控制制系统设设计1995

10、.3 I/OO分析2115.4 PLCC主机与与I/OO模块选选型2115.4.1 PPLC主主机选型型215.4.2 II/O模模块选型型225.5外外部接线线图2225.6 程序流流程图2235.6.1气压压调节流流程图2235.6.2油压压调节流流程图2245.7程程序设计计255.7.1调压压子程序序255.7.2润滑滑系统子子程序设设计2555.7.3主程程序设计计276系统安安装与调调试300参考文文献332致 谢谢33装订线华中科技大学学院 毕业设计（论文）报告纸1绪论能源是人人类赖以以生存和和发展的的基础。我我国人口口多，资资源有限限，且许许多资源源是不可可再生的的。当前前的资

11、源源短缺和和经济快快速发展展的矛盾盾日益突突出，已已成为制制约经济济可持续续发展的的瓶颈之之一，特特别是能能源的过过度消耗耗和浪费费已经成成为一个个亟待解解决的问问题。“历历览前贤贤国与家家，成由由勤俭败败由奢”，勤勤俭节约约是中华华民族的的优良传传统，现现代化发发展的今今天节约约能源、合合理使用用能源显显得尤为为重要。近近年来，国国际能源源的走势势一直是是世界各各国关注注的焦点点。20008年年以来，受受国际石石油价格格波动的的影响，液液化石油油及天然然气的价价格也随随之出现现同步震震荡，而而中国煤煤炭资源源相对丰丰富，单单位热值值价格相相对较低低，受国国际能源源的影响响也较小小，但同同时煤

12、炭炭作为直直接燃料料的应用用又受到到国家严严格控制制。煤气加压压机系统统是集机机电于一一体的综综合自动动化程度度较高的的控制技技术和成成套工艺艺装备。.煤气加加压机，有有单级、多多级、增增速等多多种形式式。而对对煤气加加压机的的自动控控制可以以使加压压机在需需要加压压的时段段进行自自动加压压，其整整个工艺艺过程非非常符合合闭环控控制的要要求。所所以，在在控制过过程中，采采用可编编程控制制器对煤煤气加压压机进行行控制，它它较好的的要求，地地解决了了采用继继电器-接触器器控制，控控制系统统较复杂杂大量的的接线使使系统可可靠性降降低，也也间接地地降低了了设备的的工作效效率这一一问题。因因此，将将pl

13、cc应用于于该控制制， 具具有操作作简单、运运行可靠靠、抗干干扰能力力强、编编程简单单，控制制精度高高的特点点。在控控制的过过程中，煤煤气加压压机可以以根据参参数的修修改实现现对供气气现场的的准确控控制。为了充分分发挥设设备效能能，迅速速提升加加工技术术与精度度，越来来越多的的企业每每年投入入大量资资金和技技术对传传统老式式组合机机床进行行技术改改造，取取得了良良好的效效果。用用PLCC模块、操操控监控控设备等等组成电电气数字字控制系系统，以以实现编编程输入入、人机机交互、自自动化加加工的控控制方式式，扩大大加工能能力，减减少故障障，提高高效率，已已成为企企业进行行技术改改造的有有效途径径。1

14、.1课课题背景景煤气既符符合中国国能源安安全战略略和环保保政策，又又符合相相关燃耗耗企业的的利益要要求，得得到了诸诸如玻璃璃、陶瓷瓷、冶金金、机械械、化工工等燃耗耗较大的的广泛应应用。在在这种形形势下，煤煤气的合合理开发发及充分分应用就就显得极极其重要要。然而而普通煤煤气加压压机系统存存在着许许多不足足之处，作作为系统统控制参参数煤气气出口压压力未采采用自动动控制方方式，人人工操作作滞后大大，不能能准确、及及时的跟跟随压力力变化，造造成压力力波动，影影响用户户使用等等等。随随着机械械行业的的技术进进步和市市场的不不断发展展，自动动控制在在市场中中所占的的比重越越来越大大。将pplc应应用于该该

15、控制， 具有操操作简单单、运行行可靠、抗抗干扰能能力强、编编程简单单，控制制精度高高的特点点。在控控制的过过程中，煤煤气加压压机可以以根据参参数的修修改实现现对供气气现场的的准确控控制。1.2煤煤气加压压机装备备现状与与发展趋趋势煤气加压压机系统统是集机机电于一一体的综综合自动动化程度度较高的的控制技技术和成成套工艺艺装备。它它由煤气气加压风风机、润润滑油泵泵、电加加热器构构成。它它的特征征是高效效、高质质、经济济实用，在在电石烟烟气行业业用途广广泛。风风机产品品分为两两大类，一一类是重重要装置置中的高高精尖产产品，主主要指平平压缩机机，另一一类是量量大面广广的中、小小型通风风机。近近年来，风

16、风机全行行业取得得了快速速的发展展。从220011年到220033年，工工业总产产值平均均增长336,445%；风机产产量合计计平均增增长333,855%,其其中：离离心压缩缩机平均均增长226,11%，罗罗茨鼓风风机平均均增长228、225，离离心通风风机平均均增长113、775，轴轴流通风风机平均均增长668、335。但但是，国国内风机机行业与与国外大大型企业业相比还还都存在在着差距距，如透透平压缩缩机有些些产品基基本可以以满足用用户需要要，但是是生产企企业没有有业绩或或业绩不不多，难难以取得得用户的的信任，往往往在竞竞标中被被淘汰。例例如，西西气东输输用的天天然气管管线输气气离心压压缩机

17、即即是例证证。中、小小型通风风机产品品存在的的共性差差距则是是外观质质量太差差，难以以打入国国际市场场。风机机行业国国内外的的发展趋趋势是：(1)大型风风机容量量继续增增大。(2)发发展高压压小流量量压缩机机。(33)高效效化。(4)高高速小型型化。(5)低低噪声化化。(66)计算算机集成成制造系系统在风风机中得得以广泛泛应用。“十一五”需需求预测测：国内内市场对对干量大大面广的的中、小小型通风风机，用用户需求求量最大大，生产产厂家也也最多。总总体来讲讲，这类类风机的的需求量量虽然在在“十一一五”期期间仍会会有较大大幅度地地增长，但但仍然是是供大于于求。透透平压缩缩机主要要是装备备重大工工程成

18、套套装置，这这些装置置在国民民经济各各部门起起着重要要作用。随随着规模模经济发发展的需需求，装装置不断断扩大，对对透平压压缩机的的要求越越来越高高、容量量越来越越大。如如高炉冶冶炼、大大型化肥肥装置、大大型炼油油装置、大大型乙烯烯装置、大大型空分分装置及及西气东东输用的的天然气气管线等等都需要要各类透透平压缩缩机。产品出口口总体来来讲，风风机行业业产品的的出口量量很小，主主要出口口产品是是中、小小型通风风机及风风机的配配件。离离心鼓风风机和罗罗茨鼓风风机及离离心式压压缩机的的出口主主要是一一些工业业欠发达达国家。预预计“十十一五五”期间间，风机机的出口口产品主主要应集集中在中中、小型型风机。潜

19、在市场场风机产产品尚未未涉及或或将要涉涉及的领领域还有有许多，根根据我们们所了解解到的情情况分析析，风机机产品在在煤矸石石综合利利用、新新型干法法熟料技技改项目目、冶金金工业的的节能及及资源综综合利用用等200多个潜潜在的市市场领域域将有较较大的发发展前景景。发展目标标和发展展重点(1)发发展目标标根据全全国历年年风机产产量以及及全国工工业产值值的统计计资料，考考虑每年年的产量量递增比比例，预预测到第第十一个个五年计计划末的的20110年，风风机总产产量在33103255万台之之间。在在风机行行业协会会企业会会员单位位范围内内，到220100年风机机总产量量预计在在35万万台左右右。根据据风机

20、行行业历年年分类风风机高质质量统计计资料，预预测离心心压缩机机的产量量20010年年为2ooo2210台台，轴流流压缩机机1000台左右右，国产产的压缩缩机市场场占有率率可达66070。预测测风机行行业到220100年工业业总产值值将达到到1200亿元，销销售收入入可达到到1155亿元。(2)发发展重点点鼓风机机的重点点发展方方向是发发展烧结结鼓风机机和污水水处理用用曝气鼓鼓风机；透平压压缩机主主要是发发展高炉炉冶炼、大大型空分分装置以以及西气气东输用用的天然然气管线线压缩机机。如离离心式压压缩机和和轴流式式压缩机机。这类类产品目目前国内内生产的的市场占占有率只只有500左右右，还不不能完全全

21、满足国国民经济济各部门门的需要要，特别别是轴流流离离心复合合式压缩缩机，国国内还不不能生产产。这些些产品将将是风机机行业“十十一五五”期间间产品发发展的重重点。风风机节能能在国民民经济各各部门中中的地位位和作用用是举足足轻重的的。通风风机的发发展重点点目标是是发展超超临界火火电机组组风机、核核电站用用风机、清清洁煤发发电风机机、6oooMww级大型型空冷机机组、火火电厂脱脱硫风机机等，在在技术上上就是以以节能为为宗旨，这这里既包包括产品品设计方方面的节节能，又又包括风风机运行行中调节节方式的的节能。一一是通过过应用叶叶轮、蜗蜗壳等元元件的科科研成果果，以及及进一步步提高制制造精度度，力求求使各

22、种种通风机机的效率率平均提提高5100。二二是利用用引进技技术开发发高效节节能风机机。“十十一五五”期间间，还应应根据市市场的需需求，适适当引进进火电厂厂脱硫风风机、风风力发电电机组技技术，填填补国内内的空白白。三是是大力开开展通风风机运行行调节节节能工作作的研究究。“十十一五五”期间间，风机机运行调调节节能能工作的的研究将将是风机机行业的的一个工工作重点点。1.3 控制系系统的国国内外发发展现状状控制系统统从200世纪440年代代就开始始使用，早早期的现现场基地地式仪表表和后期期的继电电器构成成了控制制系统的的前身。现现在所说说的控制制系统，多多指采用用电脑或或微处理理器进行行智能控控制的系

23、系统，在在控制系系统的发发展史上上，称为为第三代代控制系系统，以以PLCC和DCCS为代代表，从从70年年代开始始应用以以来，在在冶金、电电力、石石油、化化工、轻轻工等工工业过程程控制中中获得迅迅猛的发发展。从从90年年代开始始，陆续续出现了了现场总总线控制制系统、基基于PCC的控制制系统等等，下面面介绍各各种常见见的控制制系统。1）集散散控制系系统（DDisttribbuteed cconttroll syysteem），集集散控制制系统是是以微处处理器为为基础的的对生产产过程进进行集中中监视、操操作、管管理和分分散控制制的集中中分散控控制系统统，简称称DCSS系统。该该系统将将若干台台微机

24、分分散应用用于过程程控制，全全部信息息通过通通信网络络由上位位管理计计算机监监控，实实现最优优化控制制，整个个装置继继承了常常规仪表表分散控控制和计计算机集集中控制制的优点点，克服服了常规规仪表功功能单一一，人-机联系系差以及及单台微微型计算算机控制制系统危危险性高高度集中中的缺点点，既实实现了在在管理、操操作和显显示三方方面集中中，又实实现了在在功能、负负荷和危危险性三三方面的的分散。DDCS系系统在现现代化生生产过程程控制中中起着重重要的作作用。2）PLLC控制制系统（PPLC conntrool ssysttem），PPLC控控制系统统是以计计算机技技术为基基础的新新型工业业控制装装置。

25、它它由中央央处理单单元(CCPU)、存储储器、电电源三部部分组成成。是一一种专门门为在工工业环境境下应用用而设计计的数字字运算操操作的电电子装置置。它采采用可以以编制程程序的存存储器，用用来在其其内部存存储执行行逻辑运运算、顺顺序运算算、计时时、计数数和算术术运算等等操作的的指令，并并能通过过数字式式或模拟拟式的输输入和输输出，控控制各种种类型的的机械或或生产过过程。PPLC及及其有关关的外围围设备都都应该按按易于与与工业控控制系统统形成一一个整体体，易于于扩展其其功能的的原则而而设计。3）单片片机控制制系统（MMicrrocoontrrolller），单单片机是是一种集集成在电电路芯片片，是

26、采采用超大大规模集集成电路路技术把把具有数数据处理理能力的的中央处处理器CCPU随随机存储储器RAAM、只只读存储储器ROOM、多多种I/O口和和中断系系统、定定时器/计时器器等功能能（可能能还包括括显示驱驱动电路路、脉宽宽调制电电路、模模拟多路路转换器器、A/D转换换器等电电路）集集成到一一块硅片片上构成成的一个个小而完完善的计计算机系系统。在国内，工工业自动动化程度度还不高高，很多多工厂任任在使用用智能化化仪表控控制，这这种控制制人工操操作滞后后大；连连锁保护护功能不不完善，且且线路复复杂、故故障率高高；不利利于维护护各项工工艺参数数无历史史趋势记记录，对对机组的的运行方方式是否否经济无无

27、法分析析；发生生故障后后不便于于查找原原因。1.4 煤气加加压机系系统控制制的概念念根据控制制对象和和控制要要求，拟拟采用PPLC对对原控制制系统进进行改造造，实现现逻辑控控制、过过程控制制、运动动控制三三电一体体，达到到工艺参参数集中中显示、报报警与联联锁保护护、自动动控制压压力的目目的，系系统还可可具备报报警、历历史趋势势、自动动报表等等数据库库功能，从从而进一一步提高高生产效效率、保保障生产产安全和和降低工工艺能耗耗。煤气加压压机控制制系统是是通过控控制电机机转速达达到自动动调节煤煤气出口口压力满满足用户户需求及及过载保保护电机机启停连连锁的自自动化系系统。其其整个工工艺符合合闭环控控制

28、的要要求，被被广泛的的用于不不同条件件下的煤煤气输送送，加压压，亦可可适用输输送空气气，二氧氧化硫气气体。煤气加压压机系统统由硬件件、电气气、软件件三部分分组成。其其中硬件件部分又又包括煤煤气鼓风风机、变变频器、传传感器、PPLC、变变送器等等；电气气部分包包括电机机电路、工工作电路路和工作作电源等等；其包包括有控控制系统统的流程程图、顺顺序功能能图、梯梯形图以以及语句句表等。煤气加压压控制系系统具有有操作简简单、运运行可靠靠、抗干干扰能力力强、编编程简单单、控制制精度高高的特点点。在控控制的过过程中，煤煤气加压压值可根根据工艺艺参数方方便的修修改 而而满足不不同用户户的需求求。2 PLLC控

29、制制系统概概述2.1 PLCC简介PLC即即可编程程控制器器（Prrogrrammmablle llogiic CConttrolllerr，是指指以计算算机技术术为基础础的新型型工业控控制装置置。在119877年国际际电工委委员会（IInteernaatioonall Ellecttriccal Commmittteee）颁布布的PLLC标准准草案中中对PLLC做了了如下定定义：“PPLC是是一种专专门为在在工业环环境下应应用而设设计的数数字运算算操作的的电子装装置。它它采用可可以编制制程序的的存储器器，用来来在其内内部存储储执行逻逻辑运算算、顺序序运算、计计时、计计数和算算术运算算等操作作

30、的指令令，并能能通过数数字式或或模拟式式的输入入和输出出，控制制各种类类型的机机械或生生产过程程。PLLC及其其有关的的外围设设备都应应该按易易于与工工业控制制系统形形成一个个整体，易易于扩展展其功能能的原则则而设计计。”2.2 PLCC的发展展世界上公公认的第第一台PPLC是是19669年美美国数字字设备公公司（DDEC）研研制的。限限于当时时的元器器件条件件及计算算机发展展水平，早早期的PPLC主主要由分分立元件件和中小小规模集集成电路路组成，可可以完成成简单的的逻辑控控制及定定时、计计数功能能。200世纪770年代代初出现现了微处处理器。人人们很快快将其引引入可编编程控制制器，使使PLC

31、C增加了了运算、数数据传送送及处理理等功能能，完成成了真正正具有计计算机特特征的工工业控制制装置。为为了方便便熟悉继继电器、接接触器系系统的工工程技术术人员使使用，可可编程控控制器采采用和继继电器电电路图类类似的梯梯形图作作为主要要编程语语言，并并将参加加运算及及处理的的计算机机存储元元件都以以继电器器命名。此此时的PPLC为为微机技技术和继继电器常常规控制制概念相相结合的的产物。20世纪纪70年年代中末末期，可可编程控控制器进进入实用用化发展展阶段，计计算机技技术已全全面引入入可编程程控制器器中，使使其功能能发生了了飞跃。更更高的运运算速度度、超小小型体积积、更可可靠的工工业抗干干扰设计计、

32、模拟拟量运算算、PIID功能能及极高高的性价价比奠定定了它在在现代工工业中的的地位。220世纪纪80年年代初，可可编程控控制器在在先进工工业国家家中已获获得广泛泛应用。这这个时期期可编程程控制器器发展的的特点是是大规模模、高速速度、高高性能、产产品系列列化。这这个阶段段的另一一个特点点是世界界上生产产可编程程控制器器的国家家日益增增多，产产量日益益上升。这这标志着着可编程程控制器器已步入入成熟阶阶段。220世纪纪末期，可可编程控控制器的的发展特特点是更更加适应应于现代代工业的的需要。从从控制规规模上来来说，这这个时期期发展了了大型机机和超小小型机；从控制制能力上上来说，诞诞生了各各种各样样的特

33、殊殊功能单单元，用用于压力力、温度度、转速速、位移移等各式式各样的的控制场场合；从从产品的的配套能能力来说说，生产产了各种种人机界界面单元元、通信信单元，使使应用可可编程控控制器的的工业控控制设备备的配套套更加容容易。目目前，可可编程控控制器在在机械制制造、石石油化工工、冶金金钢铁、汽汽车、轻轻工业等等领域的的应用都都得到了了长足的的发展。2.3 PLCC控制系系统的结结构与工工作原理理一、PLLC的外外部结构构PLC是是一种专专用于工工业自动动化控制制的计算算机，主主要由CCPU、存存储器、II/O接接口电路路、外设设接口、编编程装置置和电源源等组成成，其内内部结构构示意图图如图所所示。图2

34、.11 PLLC的外外部结构构 （11）CPPU 又又称中央央处理器器或中央央处理单单元，它它是可编编程控制制器的控控制中枢枢（控制制核心）。CCPU一一般由控控制电路路、运算算电路和和寄存器器组成。 （22）存储储器 主要用用于存放放系统程程序、用用户程序序和工作作数据。 系统程程序：是是制造PPLC的的厂家编编写的控控制和完完成PLLC各种种功能的的程序，是是PLCC本身自自带的程程序，用用户不可可修改。 用户程程序：是是PLCC使用人人员根据据要求编编写的控控制程序序。 工作数数据：PPLC在在运行过过程中会会产生大大量的运运算数据据，将其其放在存存储器内内。（3）输输入输出出接口电电路

35、 是PLLC与被被控对象象间传递递输入和和输出信信号的接接口部件件。 1）输输入接口口电路 有各各种按钮钮、行程程开关和和传感器器等。 2）输输出接口口电路 将CCPU产产生的小小信号放放大后输输出，驱驱动负载载工作。 PLCC的输出出接口电电路分为为3种：继电器器输出、晶晶体管输输出和晶晶闸管输输出。 （44）外设设接口电电路 用于连连接计算算机、手手持编程程器。 （55）电源源 PPLC内内部有一一个专用用的稳压压电源，可可将输入入端的电电源转换换为PLLC内部部所需要要的工作作电压，并并未输出出端提供供24VV的直流流电源。PLC的的等效电电路由输输入部分分、输出出部分、内内部控制制电路

36、组组成。如如图所示示。图2.22 PLLC等效效电路三、PLLC的工工作原理理即为PPLC的的工作过过程 PLCC的工作作过程是是一个不不断循环环扫描的的过程，它它分为33个阶段段，为别别为输入入采样阶阶段、程程序执行行阶段和和输出刷刷新阶段段。图2.33 PLLC工作作原理3武钢煤煤气加压压机控制制系统总总体方案案设计武钢是新新中国成成立后由由国家投投资建设设的第一一个特大大型钢铁铁联合企企业，119555年100月破土土动工，119588年9月月13 日正式式投产。今日武武钢，已已成为中中国重要要的板材材生产基基地，拥拥有从矿矿山采掘掘、炼焦焦、烧结结、冶炼炼、轧钢钢等一整整套工艺艺设备。

37、220099年，武武钢新55号焦炉炉投产，煤煤气供应应量增大大，新建建煤气管管道全长长7.33公里。由于管道长，压力损耗大，在中途设置了煤气加压机，以满足末端用户的压力需求。加压机选用了武汉鼓风机有限公司生产的D200-32型离心鼓风机，根据工艺要求,加压机配一个润滑油站，每个油站配两台油泵，并有加热器进行加热。3.1 控制系系统组成成鼓风机驱驱动电机机电源由由三菱公公司生产产的FRR-F7740系系列变频频器提供供，通过过4-220mAA信号来来控制变变频器输输出频率率，改变变电机及及鼓风机机转速，进进一步改改变系统统煤气供供应量，保保证整个个管网稳稳定。作为监视视、控制制生产工工艺的仪仪表

38、自动动化装置置，主要要选用了了90年年代的智智能化仪仪表。压压力变送送器采用用了日本本横河EEJA系系列产品品。操作作室采用用了WGGT控制制柜，盘盘装仪表表采用了了襄樊东东风仪表表厂的数数字显示示仪与操操作器。控制柜主主要由以以下部分分组成，如如表3.1所所示。表3.11控制柜柜构成及及功能序号名称功能1状态指示示灯综合故障障指示，综综合停机机指示2控制柜电电源开关关用于控制制控制机机柜仪表表电源3温度控制制变送器器用于风机机轴承温温度、电电机轴承承温度、电电机绕组组温度和和液压进进、排油油温度的的监测控控制及温温度信号号再发送送，并在在风机或或电机轴轴承温度度过热时时自动输输出故障障报警或

39、或停机信信号。4压力控制制变送仪仪用于液偶偶油压控控制报警警及压力力信号再再发送，并并在压力力异常时时自动输输出故障障报警或或停机信信号。5手动操作作器用于风门门调节剂剂液偶转转速调节节及反馈馈指示6变频过程程控制用于变频频器远程程操作和和工作状状态显示示。通过过仪表手手动输出出，指示示灯显示示变频器器工作和和故障状状态。3.2 原系统统存在的的问题1、 作为系统统的重要要参数煤煤气出口口压力未未采取自自动控制制方式，人人工操作作滞后大大，不能能准确、及及时地跟跟随压力力变化，造造成压力力波动，影影响用户户使用。2、 连锁保护护功能不不完善，且且线路复复杂、故故障率高高，不利利于维护护。加压压

40、机润滑滑系统的的主、辅辅油泵未未实现联联锁切换换，若油油压突降降会直接接导致停停车。3、 各项工艺艺参数无无历史趋趋势记录录，对机机组的运运行方式式是否经经济无法法分析，发发生故障障后不便便于查找找原因。3.3 系统控控制要求求及目的的1、 显示功能能：分画画面实时时显示各各机组的的过程参参数与运运行状态态，主要要包括进进出口煤煤气压力力、油压压、油温温、电机机定子温温度、轴轴温、轴轴振动、转转速、变变频器输输出频率率、进气气阀阀位位等过程程参数，以以及风机机、油泵泵、电加加热器运运行状态态。 2、 控制功能能：启车车，设置置启车逻逻辑画面面，当油油温、油油压、电电源等工工艺条件件满足要要求后

41、，人人工点击击启车按按钮后，PPLC系系统进入入自动启启车程序序，并根根据送气气压力自自动调整整风机转转速，风风机开始始正常运运行；停停车，当当工艺条条件超限限或人工工点击停停车按钮钮时，PPLC系系统发出出开关信信号至电电气设备备，实现现紧急停停车，同同时关闭闭进气阀阀，当送送气压力力较高时时，PLLC系统统输出控控制电机机转速为为0，关关闭进气气阀，油油系统与与变频器器不停止止工作，以以备启动动。油压压，当风风机主油油泵压力力达到一一定数值值时，辅辅助油泵泵自动停停止，当当风机主主油泵压压力低于于一定数数值时，辅辅助油泵泵自动启启动，也也可以手手动操作作。进气气阀的操操作在上上位机实实现。

42、3、 报警功能能：对超超过限定定值的参参数进行行声光报报警，并并记录。4、 历史趋势势：对所所有参数数进行历历史记录录，设定定时间为为1个月月。5、 报表功能能：根据据工艺要要求设计计报表，并并定时打打印。3.4系系统改造造方案为满足加加压机系系统控制制要求，克克服现有有控制系系统的不不足，采采用PLLC系统统对原检检测控制制系统进进行改造造。1、 取消原来来控制监监测系统统的常规规仪表只只保留结结算用计计量表。选选用三菱菱的PLLC，完完成整个个系统的的数据采采集功能能。2、 根据用户户对煤气气压力的的要求，采采用PII调节器器实现煤煤气出口口压力闭闭环控制制，使其其在用户户要求的的压力范范

43、围内相相对稳定定。3、 根据煤气气加压电电机温度度要求，采采用PII调节器器实现煤煤气加压压机过载载保护，保保证加压压机的正正常工作作。4、 在上位机机上应用用组态软软件组态态画面，在在操作监监控画面面上制作作对系统统的监控控显示。4系统硬硬件设计计与选型型整个控制制系统由由上位机机与下位位机组成成，上位位机和下下位机之之间通过过以太网网进行通通讯。本本文主要要设计下下位机部部分控制制系统。该该部分控控制系统统由煤气气鼓风机机、变频频器、变变送器、传传感器、控控制柜等等部分构构成。系系统结构构如下图图所示。图4.11 控制制系统硬硬件图4.1鼓鼓风机选选型煤气鼓风风机主要要用于煤煤气的输输送,

44、加加压等等等用途.有单级级、多级级、增速速等多种种形式，煤煤气鼓风风机的选选择主要要根据用用户所需需煤气压压力的要要求及功功率、性性价比来来决定。经经综合考考虑，本本系统选选择D2200-32离离心鼓风风机。4.1.1鼓风风机结构构特点本风机为为单吸双双支撑结结构，鼓鼓风机与与液力偶偶合器、液液力偶合合器与电电动机通通过联轴轴器直联联传动，从从电动机机端看，风风机转子子为顺时时针方向向旋转。风风机进出出口方向向均向下下。机壳和进进气室由由铸铁制制成，水水平剖分分为上下下两半。轴轴承箱与与壳体铸铸成一体体，增强强刚度，便便于拆卸卸检修。在在机壳的的下方设设计有排排污孔，可可以定期期排污清清洗。转

45、子由主主轴、四四级叶轮轮、轴套套等组成成。主轴轴用优质质钢制造造，叶轮轮为焊接接结构，叶叶片型式式为后向向型，与与前、后后盘焊接接在一起起，叶轮轮采用高高强度合合金钢。平平衡盘可可以平衡衡转子的的轴向推推力。转转子装配配后作静静、动平平衡试验验，保证证风机运运转平稳稳可靠。支支撑和止止推轴承承均采用用稀油站站强制供供油润滑滑的滑动动轴承。在每级叶叶轮的进进口圈外外缘处和和级间均均设置有有迷宫式式密封，在在机壳和和进气室室轴穿过过的地方方均设置置有迷宫宫式密封封和油杯杯密封，在在高压端端设置有有两道迷迷宫式密密封，在在两道密密封的中中间有一一空腔，通通过回气气管道，将将经过第第一道密密封后所所泄

46、漏的的少量气气体引入入处于负负压状态态的进气气管道，确确保气体体的零泄泄露。在在轴承箱箱上装有有油封，以以防漏油油和灰尘尘进入。本风机采采用弹性性联轴器器，润滑滑系统由由稀油站站和高位位油箱等等组成.稀油站站设有两两台油泵泵，一用用一备，确确保意外外情况时时供油。当当稀油站站上的油油泵电机机突然停停电时或或其它紧紧急情况况时，高高位油箱箱可以向向轴承供供油一定定的时间间，使风风机安全全停机。该风机具具有使用用效率高高、运行行平衡、安安全可靠靠、易损损件少、安安装、操操作、维维护简便便等特点点。4.1.2鼓风风机结构构和主要要参数1、主要要参数如如下：1) 结构：单单吸双支支撑2) 进、出口口方

47、向：向下。3) 连接方式式：膜片片联轴器器连接。4) 密封形式式：迷宫宫密封：密封可可靠。5) 轴承型式式：滑动动轴承，强强制润滑滑。6) 排污方式式：机壳壳下部设设有排污污口，并并带有法法兰。7) 转子部件件：叶轮轮为焊接接结构。8) 润滑系统统：由集集中油站站主、辅辅油泵强强制供油油润滑，高高位油箱箱作为机机组由于于突然停停电（电电动泵不不能工作作）停车车时，靠靠自然位位差供油油用。9) 随机仪表表：机组配配套一次次仪表，也也可配套套二次仪仪表和仪仪表控制制柜，可可直接显显示，并并输送44200mmAA的标准准信号。仪仪表控制制柜对机机组进行行连锁保保护，并并接受中中控制信信号。2、主要要部件材材质如下下：1) 主轴： 45 2) 叶轮:：HG6603) 机壳、轴轴承箱：HT2250(树脂沙沙工艺)4)