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富氧造气炉制气率控制的研究

作　者: 张弛
导　师: 陈国平
学　校: 武汉工程大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 煤造气爬山法 PLC 优化控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 17次
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内容摘要

我国中、小氮肥造气工艺多数采用固定床间歇式造气炉。针对固定床间歇式造气炉系统所进行的优化工作,一直以来都备受重视,它对于半水煤气的产量及质量的影响都相当大。造气炉在合成氨、氮肥、城市煤气、纯碱、炸药、陶瓷等行业应用较多。本文针对湖北新生源生物工程有限公司的合成氨改造项目,主要讨论的是合成氨生产的一个重要环节—造气环节—优化控制的实现问题。经过对间歇式造气炉制半水煤气的时序操作控制特点和要求的分析,确定合理的控制方案。通过比较,选择爬山法来实现优化,并将所选择的算法通过STEP-7编程实现。结合实际项目的需要完成了软硬件的实现方案。方案中采用的是工控机与PLC相结合的控制系统,上位机采用的是研华工控机,下位机采用的是SIEMENS公司的S7-300系列的PLC,并选用工业现场总线Profibus网络。5台造气炉的数据分别用5个ET-200M来采集,再通过接口模块IM153-1与控制器用总线电缆相连组成网络来接收上位机的命令,从而实现对现场设备的控制。该系统结构紧凑,具有较高的可靠性和稳定性。并采用SIEMENS WinCC作为上位机监控软件,使人机界面更为友好,管理更为便捷,具有良好的开放性和灵活性。工业现场的运行表明,系统稳定可靠﹑结构合理,系统投入使用后取得了较好的效果,具有较强的使用价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 选题背景及意义  9
  1.2 国内外研究状况和进展  9-14
  1.3 研究内容  14-15
第2章造气炉制气工艺过程  15-23
  2.1 气化反应原理  15
  2.2 内部物料分布  15-18
  2.3 造气炉间歇制气的工艺过程  18-23
第3章制气率控制的方案  23-33
  3.1 控制方案的提出  23-26
  3.2 优化算法的选择  26-33
    3.2.1 爬山法  26-27
    3.2.2 遗传算法  27-31
    3.2.3 算法的确定  31-33
第4章控制系统的设计  33-67
  4.1 系统硬件设计  33-42
    4.1.1 硬件系统总体设计  33-35
    4.1.2 各硬件的选型  35-42
  4.2 软件设计  42-64
    4.2.1 软件结构  42-44
    4.2.2 控制程序组态  44-57
      4.2.2.1 硬件组态  44-46
      4.2.2.2 控制程序总体考虑  46-49
      4.2.2.3 爬山法在S7-300 PLC 上的实现  49-57
    4.2.3 人机界面设计  57-61
      4.2.3.1 主要画面设计  58-59
      4.2.3.2 数据归档及历史趋势显示  59-60
      4.2.3.3 报警记录的显示与处理  60-61
    4.2.4 WinCC 与S7-300 PLC 的通讯  61-64
  4.3 系统运行效果  64-67
第5章总结与展望  67-69
  5.1 总结  67
  5.2 展望  67-69
参考文献  69-73
攻读硕士期间已发表的论文  73-74
致谢  74

富氧造气炉制气率控制的研究

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