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1、（冶金行业）控制系统在煤气加压机中的应用毕业论文PLC控制系统在煤气加压机中的应用摘要：煤气加压机用于煤气输送，是钢铁、煤炭、石化行业的重要设备，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。本文设计了一套基于PLC的煤气加压机控制系统，实现了煤气加压自动控制；对装备现状与发展趋势进行了研究，提出了总体设计方案，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结合的程序设计思
2、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，采用PLC控制的煤气加压机具有操作简单、运行精良、抗干扰能力强、编程简单、控制精度高的特点，提高了系统的可靠性，通过PLC组网，实现远程监控，较好的达到了设计目的。关键词：煤气加压机；PLC；闭环控制；PID；变频器Appliacation of PLC control system in gas pressure machineAbstract：Gas pressure machine is used in transport of gas,
3、it is an important device in the industry of iron,steel,coal and petrochemical .Its electrical system mostly use instruments and relay-contactor to control. it is difficult to guarantee that control precision, and unable to perform network communications and remote monitoring.This article has design
4、ed a PLC-based gas control system, achieved the automatic control of gas pressure. Situation and development trend of the equipment has been studied, proposed design plan, use FR-F740 frequency to control fan speed , Use SBWR/Z temperature sensors, pressure sensors EJA to field data collection, and
5、send the signal to Mitsubishi FX2N-32M PLC; designed a closed-loop control PID algorithm, follow logic control and process control program design idea, developer programming software based GX, developed the inverter control program for fan speed control, and design a system overload protection, alar
6、m downtime features such as automatic chain subroutine.The results showed that use PLC control of gas has a simple operation, run sophisticated, uding, programming simple, control and high precision, increased system reliability, through networking, PLC for remote monitoring, better design goal is r
7、eached.Key words: gas pressure motor; PLC; loop control; PID; VFD目 录1绪论11.1课题背景11.2煤气加压机装备现状与发展趋势21.3 控制系统的国内外发展现状31.4 煤气加压机系统控制的概念42 PLC控制系统概述62.1 PLC简介62.2 PLC的发展62.3 PLC控制系统的结构与工作原理73武钢煤气加压机控制系统总体方案设计93.1 控制系统组成93.2 原系统存在的问题103.3 系统控制要求及目的103.4系统改造方案104系统硬件设计与选型124.1鼓风机选型124.1.1鼓风机结构特点124.1.2鼓风机结
8、构和主要参数134.2变频器选型144.3变送器选型154.3.1压力变送器154.3.2温度变送器164.4低压电器元件选型175系统软件设计195.1设计思想及设计依据195.2煤气出口压力定值控制系统设计195.3 I/O分析215.4 PLC主机与I/O模块选型215.4.1 PLC主机选型215.4.2 I/O模块选型225.5外部接线图225.6 程序流程图235.6.1气压调节流程图235.6.2油压调节流程图245.7程序设计255.7.1调压子程序255.7.2润滑系统子程序设计255.7.3主程序设计276系统安装与调试30参考文献32致 谢331 绪论能源是人类赖以生存和
9、发展的基础。我国人口多，资源有限，且许多资源是不可再生的。当前的资源短缺和经济快速发展的矛盾日益突出，已成为制约经济可持续发展的瓶颈之一，特别是能源的过度消耗和浪费已经成为一个亟待解决的问题。“历览前贤国与家，成由勤俭败由奢”，勤俭节约是中华民族的优良传统，现代化发展的今天节约能源、合理使用能源显得尤为重要。近年来，国际能源的走势一直是世界各国关注的焦点。2008年以来，受国际石油价格波动的影响，液化石油及天然气的价格也随之出现同步震荡，而中国煤炭资源相对丰富，单位热值价格相对较低，受国际能源的影响也较小，但同时煤炭作为直接燃料的应用又受到国家严格控制。煤气加压机系统是集机电于一体的综合自动化
10、程度较高的控制技术和成套工艺装备。.煤气加压机，有单级、多级、增速等多种形式。而对煤气加压机的自动控制可以使加压机在需要加压的时段进行自动加压，其整个工艺过程非常符合闭环控制的要求。所以，在控制过程中，采用可编程控制器对煤气加压机进行控制，它较好的要求，地解决了采用继电器-接触器控制，控制系统较复杂大量的接线使系统可靠性降低，也间接地降低了设备的工作效率这一问题。因此，将plc应用于该控制， 具有操作简单、运行可靠、抗干扰能力强、编程简单，控制精度高的特点。在控制的过程中，煤气加压机可以根据参数的修改实现对供气现场的准确控制。为了充分发挥设备效能，迅速提升加工技术与精度，越来越多的企业每年投入
11、大量资金和技术对传统老式组合机床进行技术改造，取得了良好的效果。用PLC模块、操控监控设备等组成电气数字控制系统，以实现编程输入、人机交互、自动化加工的控制方式，扩大加工能力，减少故障，提高效率，已成为企业进行技术改造的有效途径。1.1课题背景 煤气既符合中国能源安全战略和环保政策，又符合相关燃耗企业的利益要求，得到了诸如玻璃、陶瓷、冶金、机械、化工等燃耗较大的广泛应用。在这种形势下，煤气的合理开发及充分应用就显得极其重要。然而普通煤气加压机系统存在着许多不足之处，作为系统控制参数煤气出口压力未采用自动控制方式，人工操作滞后大，不能准确、及时的跟随压力变化，造成压力波动，影响用户使用等等。随着
12、机械行业的技术进步和市场的不断发展，自动控制在市场中所占的比重越来越大。将plc应用于该控制， 具有操作简单、运行可靠、抗干扰能力强、编程简单，控制精度高的特点。在控制的过程中，煤气加压机可以根据参数的修改实现对供气现场的准确控制。1.2煤气加压机装备现状与发展趋势煤气加压机系统是集机电于一体的综合自动化程度较高的控制技术和成套工艺装备。它由煤气加压风机、润滑油泵、电加热器构成。它的特征是高效、高质、经济实用，在电石烟气行业用途广泛。风机产品分为两大类，一类是重要装置中的高精尖产品，主要指平压缩机，另一类是量大面广的中、小型通风机。近年来，风机全行业取得了快速的发展。从2001年到2003年，
13、工业总产值平均增长36,45%；风机产量合计平均增长33,85%,其中：离心压缩机平均增长26,1%，罗茨鼓风机平均增长28、25，离心通风机平均增长13、75，轴流通风机平均增长68、35。但是，国内风机行业与国外大型企业相比还都存在着差距，如透平压缩机有些产品基本可以满足用户需要，但是生产企业没有业绩或业绩不多，难以取得用户的信任，往往在竞标中被淘汰。例如，西气东输用的天然气管线输气离心压缩机即是例证。中、小型通风机产品存在的共性差距则是外观质量太差，难以打入国际市场。风机行业国内外的发展趋势是：(1)大型风机容量继续增大。(2)发展高压小流量压缩机。(3)高效化。(4)高速小型化。(5)
14、低噪声化。(6)计算机集成制造系统在风机中得以广泛应用。“十一五”需求预测：国内市场对干量大面广的中、小型通风机，用户需求量最大，生产厂家也最多。总体来讲，这类风机的需求量虽然在“十一五”期间仍会有较大幅度地增长，但仍然是供大于求。透平压缩机主要是装备重大工程成套装置，这些装置在国民经济各部门起着重要作用。随着规模经济发展的需求，装置不断扩大，对透平压缩机的要求越来越高、容量越来越大。如高炉冶炼、大型化肥装置、大型炼油装置、大型乙烯装置、大型空分装置及西气东输用的天然气管线等都需要各类透平压缩机。产品出口总体来讲，风机行业产品的出口量很小，主要出口产品是中、小型通风机及风机的配件。离心鼓风机和
15、罗茨鼓风机及离心式压缩机的出口主要是一些工业欠发达国家。预计“十一五”期间，风机的出口产品主要应集中在中、小型风机。潜在市场风机产品尚未涉及或将要涉及的领域还有许多，根据我们所了解到的情况分析，风机产品在煤矸石综合利用、新型干法熟料技改项目、冶金工业的节能及资源综合利用等20多个潜在的市场领域将有较大的发展前景。发展目标和发展重点(1)发展目标根据全国历年风机产量以及全国工业产值的统计资料，考虑每年的产量递增比例，预测到第十一个五年计划末的2010年，风机总产量在310325万台之间。在风机行业协会企业会员单位范围内，到2010年风机总产量预计在35万台左右。根据风机行业历年分类风机高质量统计资料，预测离心压缩机的产量2010年为2oo210台，轴流压缩机100台左右，国产的压缩机市场占有率可达6070。预测风机行业到2010年工业总产值将达到120亿元，销售收入可达到115亿元。(2)发展重点鼓风机的重点发展方向是发展烧结鼓风机和污水处理用曝气鼓风机；透平压缩机主要是发展高炉冶炼、大型空分装置以及西气东输用的天然气管线压缩机。如离心式压缩机和轴流式压缩机。这类产品目前国内生产的市场占有率只有50左右，还不能完全满足国民经济各部门的需要，特别是轴流离心复合式压缩机，国内还不能生产。这些产品将是风机行业“十一五”期间产品发展的重点。风机节能
