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气分装置自控设计

发布时间:2021-03-02 08:44:46

Ⅰ 气动设备可以划分为,压缩空气的制取压缩控制的处理和自动控制系统对吗

这种说法不对,气动设备只是气动控制系统的组成部分,在气动控制系统当中起到核心作用,它本身由气源、控制装置、传动装置组成,而气动控制系统也由压缩空气的制取、压缩控制的处理和自动控制系统三部分组成。

Ⅱ 设计一种能减少能源浪费的能量自控装置 装置名称: 能量自控装置类型: 设计思路: 适用范围: 主要优点

能量自控装置

Ⅲ 如何设计一套可以实现自动控制气体

材料很详细,内容贴切。很容易看明白,LZ可以看看。转自PLC之家(一)分析被控对象并提出控制要求详细分析被控对象的工艺过程及工作特点,了解被控对象机、电、液之间的配合,提出被控对象对PLC控制系统的控制要求,确定控制方案,拟定设计任务书。(二)确定输入/输出设备根据系统的控制要求,确定系统所需的全部输入设备(如:按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等)和输出设备(如:接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等),从而确定与PLC有关的输入/输出设备,以确定PLC的I/O点数。(三)选择PLCPLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择,详见本章第二节。(四)分配I/O点并设计PLC外围硬件线路1.分配I/O点画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表,该部分也可在第2步中进行。2.设计PLC外围硬件线路画出系统其它部分的电气线路图,包括主电路和未进入PLC的控制电路等。由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。(五)程序设计1.程序设计根据系统的控制要求,采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线,逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序,逐步完善系统指定的功能。除此之外,程序通常还应包括以下内容:1)初始化程序。在PLC上电后,一般都要做一些初始化的操作,为启动作必要的准备,避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有:对某些数据区、计数器等进行清零,对某些数据区所需数据进行恢复,对某些继电器进行置位或复位,对某些初始状态进行显示等等。2)检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立,一般在程序设计基本完成时再添加。3)保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分,必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱,。2.程序模拟调试程序模拟调试的基本思想是,以方便的形式模拟产生现场实际状态,为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同,模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。1)硬件模拟法是使用一些硬件设备(如用另一台PLC或一些输入器件等)模拟产生现场的信号,并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端,其时效性较强。2)软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序,模拟提供现场信号,其简单易行,但时效性不易保证。模拟调试过程中,可采用分段调试的方法,并利用编程器的监控功能。(六)硬件实施硬件实施方面主要是进行控制柜(台)等硬件的设计及现场施工。主要内容有:1)设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。2)设计系统各部分之间的电气互连图。3)根据施工图纸进行现场接线,并进行详细检查。由于程序设计与硬件实施可同时进行,因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。(七)联机调试联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进,从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求,则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。全部调试完毕后,交付试运行。经过一段时间运行,如果工作正常、程序不需要修改,应将程序固化到EPROM中,以防程序丢失。(八)整理和编写技术文件技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。

Ⅳ 锅炉燃烧自动控制系统设计是什么样的

燃烧控制系统是电厂锅炉的主控系统,主要包括燃料控制系统、风量控制系统、炉膛压力控制系统。目前大部分电厂的锅炉燃烧控制系统仍然采用PID控制。燃烧控制系统由主蒸汽压力控制和燃烧率控制组成串级控制系统,其中燃烧率控制由燃料量控制、送风量控制、引风量控制构成,各个子控制系统分别通过不同的测量、控制手段来保证经济燃烧和安全燃烧。如图1所示。

图1 燃烧控制系统结构图

2、控制方案

锅炉燃烧自动控制系统的基本任务是使燃料燃烧所提供的热量适应外界对锅炉输出的蒸汽负荷的要求,同时还要保证锅炉安全经济运行。一台锅炉的燃料量、送风量和引风量三者的控制任务是不可分开的,可以用三个控制器控制这三个控制变量,但彼此之间应互相协调,才能可靠工作。对给定出水温度的情况,则需要调节鼓风量与给煤量的比例,使锅炉运行在最佳燃烧状态。同时应使炉膛内存在一定的负压,以维持锅炉热效率、避免炉膛过热向外喷火,保证了人员的安全和环境卫生。

2.1 控制系统总体框架设计

燃烧过程自动控制系统的方案,与锅炉设备的类型、运行方式及控制要求有关,对不同的情况与要求,控制系统的设计方案不一样。将单元机组燃烧过程被控对象看作是一个多变量系统,设计控制系统时,充分考虑工程实际问题,既保证符合运行人员的操作习惯,又要最大限度的实施燃烧优化控制。控制系统的总体框架如图2所示。

图2 单元机组燃烧过程控制原理图

P为机组负荷热量信号为D+dPbdt。控制系统包括:滑压运行主汽压力设定值计算模块(由热力系统实验获得数据,再拟合成可用DCS折线功能块实现的曲线)、负荷—送风量模糊计算模块、主蒸汽压力控制系统和送、引风控制系统等。主蒸汽压力控制系统采用常规串级PID控制结构。

2.2 燃料量控制系统

当外界对锅炉蒸汽负荷的要求变化时,必须相应的改变锅炉燃烧的燃料量。燃料量控制是锅炉控制中最基本也是最主要的一个系统。因为给煤量的多少既影响主汽压力,也影响送、引风量的控制,还影响到汽包中蒸汽蒸发量及汽温等参数,所以燃料量控制对锅炉运行有重大影响。燃料控制可用图3简单表示。

图3 燃料量控制策略

其中:NB为锅炉负荷要求;B为燃料量;F(x)为执行机构。

设置燃料量控制子系统的目的之一就是利用它来消除燃料侧内部的自发扰动,改善系统的调节品质。另外,由于大型机组容量大,各部分之间联系密切,相互影响不可忽略。特别是燃料品种的变化、投入的燃料供给装置的台数不同等因素都会给控制系统带来影响。燃料量控制子系统的设置也为解决这些问题提供了手段。

2.3 送风量控制系统

为了实现经济燃烧,当燃料量改变时,必须相应的改变送风量,使送风量与燃料量相适应。燃料量与送风量的关系见图4。

图4 燃料量与送风量关系

燃烧过程的经济与否可以通过剩余空气系数是否合适来衡量,过剩空气系数通常用烟气的含氧量来间接表示。实现经济燃烧最基本的方法是使风量与燃料量成一定的比例。

送风量控制子系统的任务就是使锅炉的送风量与燃料量相协调,可以达到锅炉的最高热效率,保证机组的经济性,但由于锅炉的热效率不能直接测量,故通常通过一些间接的方法来达到目的。如图5所示,以实测的燃料量B作为送风量调节器的给定值,使送风量V和燃料量B成一定的比例。

图5 燃料量空气调节系统

在稳态时,系统可保证燃料量和送风量间满足

选择使送风量略大于B完全燃烧所需要的理论空气量。这个系统的优点是实现简单,可以消除来自负荷侧和燃料侧的各种扰动。

2.4 引风量控制系统

为了保持炉膛压力在要求的范围内,引风量必须与送风量相适应。炉膛压力的高低也关系着锅炉的安全和经济运行。炉膛压力过低会使大量的冷风漏入炉膛,将会增大引风机的负荷和排烟损失,炉膛压力太低甚至会引起内爆;反之炉膛压力高且高出大气压力的时候,会使火焰和烟气冒出,不仅影响环境卫生,甚至可能影响设备和人生安全。引风量控制子系统的任务是保证一定的炉膛负压力,且炉膛负压必须控制在允许范围内,一般在-20Pa左右。

控制炉膛负压的手段是调节引风机的引风量,其主要的外部扰动是送风量。作为调节对象,炉膛烟道的惯性很小,无论在内扰和外扰下,都近似一个比例环节。一般采用单回路调节系统并加以前馈的方法进行控制,如图6所示。

图6 引风量控制子系统

图中为炉膛负压给定值,S为实测的炉膛负压,Q为引风量,V为送风量。由于炉膛负压实际上决定于送风量和引风量的平衡,故利用送风量作为前馈信号,以改善系统的调节性能。另外,由于调节对象相当于一个比例环节,被调量反应过于灵敏,为了防止小幅度偏差引起引风机挡板的频繁动作,可设置调节器的比例带自动修正环节,使得在小偏差时增大调节器的比例带。对于负压S的测量信号,也需进行低通滤波,以抑制测量值的剧烈波动。

3、系统硬件配置

在锅炉燃烧过程中,用常规仪表进行控制,存在滞后、间歇调节、烟气中氧含量超过给定值、低负荷和烟气温度过低等问题。采用PLC对锅炉进行控制时,由于它的运算速度快、精度高、准确可靠,可适应复杂的、难于处理的控制系统。因而,可以解决以上由常规仪表控制难以解决的问题。所选择的PLC系统要求具有较强的兼容性,可用最小的投资使系统建成及运转;其次,当设计的自动化系统要有所改变时,不需要重新编程,对输入、输出系统不需要再重新接线,不须重新培训人员,就可使PLC系统升级;最后,系统性能较高。硬件结构图如图7所示。

图7 硬件结构图

根据系统的要求,选取西门子PLCS7-200 CPU226 作为控制核心,同时还扩展了2个EM231模拟量输入模块和1个CP243-1以太网模块。CPU226的IO点数是2416,这样完全可以满足系统的要求。同时,选用了EM231模块,它是AD转换模块,具有4个模拟量输入,12位AD,其采样速度25μs,温度传感器、压力传感器、流量传感器以及含氧检测传感器的输出信号经过调理和放大处理后,成为0~5V的标准信号,EM231模块自动完成AD转换。

S7-200的PPI接口的物理特性为RS-485,可在PPI、MPI和自由通讯口方式下工作。为实现PLC与上位机的通讯提供了多种选择。

为实现人机对话功能,如系统状态以及变量图形显示、参数修改等,还扩展了一块Eview500系列的触摸显示屏,操作控制简单、方便,可用于设置系统参数, 显示锅炉温度等。还有一个以太网模块CP243-1,其作用是可以让S7-200直接连入以太网,通过以太网进行远距离交换数据,与其他的S7-200进行数据传输,通信基于TCPIP,安装方便、简单。

4、系统软件设计

控制程序采用STEP7-MicroWin软件以梯形图方式编写,其软件框图如图8所示。

图8 软件主框图

S7-200PLC给出了一条PID指令,这样省去了复杂的PID算法编程过程,大大方便了用户的使用。使用PID指令有以下要点和经验:

(1)比例系数和积分时间常数的确定。应根据经验值和反复调试确定。
(2)调节量、给定量、输出量等参数的标准归一化转换。
(3)按正确顺序填写PID回路参数表(LOOP TABLE),分配好各参数地址。

5、结束语

单元机组燃烧过程控制系统在某火电厂发电机组锅炉协调控制系统中投入使用。实际运行情况表明:由于引入负荷模糊前馈,使得锅炉燃烧控制系统作为协调控制的子系统,跟随机组负荷变化的能力显著提高,风煤比能够在静态和动态过程中保持一致;送、引风控制系统在逻辑控制系统的配合下运行的平稳性和安全性提高,炉膛负压波动减小,满足了运行的要求;在机组负荷不变时,锅炉燃烧稳定,各被调参数动态偏差显著减少,实现了锅炉的优化燃烧;采用非线性PID调节方式,解决了引风挡板的晃动问题。

采用西门子的PLC控制,不仅简化了系统,提高了设备的可靠性和稳定性,同时也大幅地提高了燃烧能的热效率。通过操作面板修改系统参数可以满足不同的工况要求,机组的各种信息,如工作状态、故障情况等可以声光报警及文字形式表示出来,主要控制参数(温度值)的实时变化情况以趋势图的形式记录显示, 方便了设备的操作和维护,该系统通用性好、扩展性强,直观易操作。

Ⅳ 关于在石化行业设计院做自控仪表设计的一些问题

1、有前途。自控仪表设计以自动化工程为主业,离不开计算机、机械、储运、工艺版等专权业知识,甚至到销售、采购、物流、会计、财务、企管业务均可涉猎,强者可成全才,是猎头公司的首选人群。前提是先练好本领,练专一项,可触类旁通。需知:当代世界乃自动化的世界,您先入一步了,有前途。
2、利者:设计人是将理论实践化,有专业权威,不易受挑战;日常办公环境好,压力小,不太辛苦;前人设计思路成熟,可积累经验,易于自身水平提高发展;做些小项目可创收。
弊者:在石化行业中,仪表是辅助岗位,会受轻视。有时设计差错会造成一定影响。尚不能大富大贵。
3、首先是心中永远有设计规范和标准,不是要全记住,而是学会查,学会用,方案必须是规范的;尽可能接触生产现场调研,要了解现场状况;多沟通多交流;虚心;专业方面是尽可能了解各类仪表的原理和适用条件,全中有专;要略通计算机、机械、储运、工艺等专业知识;看专业期刊
4、跳巢去处很多:各大著名仪表公司很喜欢来自设计院的人;国内国外各石化石油公司频上大项目,很缺仪表人才;大型化工、仓储私企;工程公司,监理公司;仪表贸易.......不要太多了。

最后提醒:练好外语。

Ⅵ 设计自控装置

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