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1、华北水利水电学院 硕士学位论文 双碱法脱硫监控系统的设计与开发 姓名：李金广 申请学位级别：硕士 专业：水利水电工程 指导教师：许强;朱敬 2011-05 华北水利水电学院硕士学位论文 I 双碱法脱硫监控系统的设计与开发 摘 要 我国是世界上经济速度发展最快的国家之一，由于重工业、轻工业的快速发展，必 然会带动化石燃料的大量使用，二氧化硫的排放量越来越大，大气污染日趋严重，对我 国农业和人民生活造成极大的危害。所以，为使我国经济健康、稳定地可持续发展，控 制二氧化硫污染势在必行。 本文针对河南某化工厂 240t/h 锅炉的烟气脱硫工艺进行了分析研究， 分析了各种参 数的控制规律和控制流程，给出
2、了化工厂烟气脱硫监控系统软、硬件的设计思路，并实 现了监控系统的各项功能。监控系统整体采用主从结构的工作模式，即上位机实现界面 的显示、报警、查询、下达接收指令、通讯等功能。下位机采用可编程控制器，实现了 现地控制功能。监控中心与现场的设备终端采用 RS-485 总线来完成通信。从整体上建 立了一套完整的化工厂脱硫监控系统，来实现对现场设备的工况、设备的参数及设备的 自动控制等的实时监控。 该监控系统软件是运用.NET 框架与 SQL Server 2000 数据库编制的。监控软件具有 数据采集、设备控制、测量、参数调节、故障报警、曲线绘制等基本功能，同时本文所 建立的双碱法脱硫监控系统不仅实
3、现了脱硫系统的实时监控，还实现了运行方式的优 化，给出了运用模糊 PID 优化算法，使脱硫系统以更合理，即在最小消耗原料的基础上 取得最大的经济效益，同时减少了有害排放物，具有节能减排的效果。监控软件具有良 好的人机界面，操作人员可以通过画面直观地监测远端的设备状况，同时其数据记录、 报表生成及打印功能，可以为工作人员提供便利。 双碱法脱硫监控系统的建立对提高企业的自动化水平， 改善生态环境具有重要的意 义，是提高企业现代化管理水平和优化原料消耗的有效方法。 关键词：双碱法脱硫；.NET；监控系统；模糊 PID 华北水利水电学院硕士学位论文 II THE DESIGN AND DEVELOPM
4、ENT ABOUT DUAL-ALKALI DESULFURIZATION CONTROL SYSTEM ABSTRACT China is one of the fastest countries whose economy grow fast in the world, With the rapid development of the heavy industry and light industry, it will inevitably bring abou a large-scale use of fossil fuels, an increase of the harmful g
5、as, and a great damage of the lives of people. Therefore, in order to reduce and eliminate emissions of sulfur pollutants into the atmospHere,it needs higher requirements on the desulfurization of industrial efficiency and monitoring system. The paper designed and developed a platform for the monito
6、ring software that based on the NET Framework according to a actual situation of a chemical plants desulfurization system in Henan. In this project, the host computer and the next crew adapt to the work model of master-slave structure, that is , the host computer has a responsible for the interface
7、display, alarm, query, giving or receiving instructions and other functions and the next crew connected with a variety of sensors and instruments, uploading a variety of collected data or receiving the instructions to complete the monitoring system of automatic control.Using RS-485 line, the monitor
8、ing center and field devices terminal complete the communication and establish a complete set of chemical desulfurization control system to realized real-time monitoring of the esulfurization system operating mode of field devices and equipment parameters and automatic control equipment, etc. Monito
9、ring system is not only achieving a centralized management in a whole, but also control the costs effectively in the case of ensuring desulfurization efficiency. The monitoring system software is made up in the NET framework. Monitoring software has data acquisition, device control, measurement, par
10、ameter adjustment, fault alarm, curve drawing and other functions, in order to achieve the control of production process and adjusting automation. Monitoring software has a good human-machine interface, so the operator can visually monitor the remote device status through the screen, while its data
11、recording, report generation and printing features provide convenience for staff.The 华北水利水电学院硕士学位论文 III dual-alkali desulfurization control system not only achieve real-time monitoring of the desulfurization system, also achieve optimal operation mode. It proposed fuzzy PID algorithm to make the des
12、ulfurization system more reasonable, that is, the basis of the minimum consumption of raw materials achieved the greatest economic benefits, while reducing harmful emissions and improving the ecological environment. The establishment of the Dual-alkali desulfurization control system has a great sign
13、ificance to improve the automatic level of the enterprise,and the ecological environment. Key words: Dual-alkali desulfurization,. NET, Control system, Fuzzy PID 独立完成与诚信声明 本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究 工作所取得的研究成果并撰写完成的。没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵 权行为。文中除已经标注引用的内容外，本学位论文中不包含其他人或集体已经发表或 撰写过的研究成果， 也不包含
14、为获得华北水利水电学院或其它教育机构的学位或证书所 使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明 并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名： 保证人（导师）签名： 签字日期： 签字日期： 学位论文版权使用授权书 本人完全了解华北水利水电学院有关保管、使用学位论文的规定。特授权华北水 利水电学院可以将学位论文的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索， 并采用 影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关 部门或机构送交论文原件或复印件和电子文档。 （涉密的学位论文在解密后应遵守此规 定） 学位论
15、文作者签名： 导师签名： 签字日期： 签字日期: 华北水利水电学院硕士学位论文 1 1 绪 论 1.1 引言 我国是世界上经济速度发展最快的国家之一，由于工业、农业的快速发展，必然会 带动化石燃料的大量使用，二氧化硫的排放量越来越多，大气污染日趋严重，世界各国 为了控制大气污染物的排放，相继发展了脱硫系统。脱硫系统是燃煤锅炉排放的含硫烟 气排入大气前的一个最后的一个环节，也是最关键的一个环节之一。是否有脱硫系统， 是评价一个企业或单位节能减排是否达标重要指标之一。 虽然不同的企业和单位对脱硫 工艺要求有所不同，但是对脱硫系统的高度自动智能性、高度可靠性、高度开放性、高 度可扩展性的追求是一致的
16、1。 随着微电子技术、现代自动控制技术和计算机网络的发展和应用，对工业过程的监 控，基于网络的有线或无线监控系统和控制成为目前发展的最快的应用技术。因为它能 够最大限度的发挥网络的实时性、开放性、高效性来完成监控和控制任务。能够大大提 高企业和单位的生产自动化水平，操作人员的工作条件得到了改善，同时也相应地提高 了企业的经济效益，另一种意义上也改善了环境，对社会效益也做出了贡献。 在上个世纪 90 年代，监控系统设计人员由于受到各种环境条件的限制，所以早期 的监控系统，大都采用大型仪表集中对各个重要设备的状态进行监控，并通过操作盘来 进行集中操作， 在这种模式下， 开发人员可以建立的人机界面比较简单， 功能比较单一。 如今，随着科学技术的迅速发展，特别是 IT 技术的普及和 Internet 迅速发展的形势下， 人们的生产行为、生活方式都发生了重大的变化，作为生活生产中的一项非常重要的技 术即监控技术的发展与改进正在被人们所认识和重视。目前，软件开发人员可以充分利 用 Internet 这个具
