本文關(guān)鍵詞：乏風熱逆流氧化裝置溫度場協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：我國的乏風總量巨大，合理利用乏風中低濃度的甲烷具有環(huán)保和節(jié)能的雙重功效。目前較為有效的乏風利用技術(shù)是熱逆流氧化技術(shù)，也是目前唯一實現(xiàn)商業(yè)應用的乏風利用技術(shù)。然而在大型乏風熱逆流氧化裝置運行過程中，存在裝置內(nèi)部溫度場不協(xié)調(diào)的問題，這對整個裝置的運行和熱能的利用都有很大的影響。本文針對乏風熱逆流氧化裝置溫度場協(xié)調(diào)控制的問題進行了研究。 首先，，對乏風熱逆流氧化裝置溫度場協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進行了整體規(guī)劃，確定了采用分區(qū)控制進行溫度場協(xié)調(diào)控制的方法，并將原有的處理能力為800m3/h的立式乏風熱逆流氧化裝置實驗臺改造成為乏風熱逆流氧化裝置溫度場協(xié)調(diào)控制實驗臺。 其次，根據(jù)乏風熱逆流氧化裝置溫度場協(xié)調(diào)控制實驗臺的控制要求、傳感器的種類和數(shù)量、執(zhí)行器的種類和數(shù)量設計開發(fā)了基于歐姆龍PLC的下位機控制系統(tǒng)。對控制系統(tǒng)中所使用的PLC單元模塊進行了選擇，利用CX-Programmer軟件設計了歐姆龍PLC下位機控制系統(tǒng)的梯形圖程序。 再次，基于組態(tài)王軟件設計了上位機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了人機交互。開發(fā)了主畫面、溫度柱狀圖畫面、A區(qū)歷史曲線畫面、B區(qū)歷史曲線畫面、其他溫度歷史曲線畫面、濃度流量歷史曲線畫面和保存畫面七個監(jiān)控畫面，實現(xiàn)了對實驗臺相關(guān)參數(shù)的顯示和控制。此外，組態(tài)王還與Microsoft Access數(shù)據(jù)庫建立了連接，實現(xiàn)了對實驗數(shù)據(jù)保存的功能。 最后，對乏風熱逆流氧化裝置溫度場協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進行了實驗研究。研究了實驗系統(tǒng)的啟動，結(jié)果表明：在液化氣量充足、啟動換向半周期為120s，啟動時間為60min的條件下的能夠得到較為理想的啟動溫度場。采用無加熱系統(tǒng)輔助轉(zhuǎn)入運行工況的方式能夠快速的實現(xiàn)氧化裝置的自維持。研究了模擬乏風中甲烷濃度對氧化裝置溫度場的影響，為了便于進行溫度場協(xié)調(diào)控制實驗，氧化裝置運行工況的模擬乏風甲烷濃度選定為0.5%。進行了氧化裝置A、B區(qū)域整體溫度場協(xié)調(diào)控制實驗，實驗結(jié)果表明：采用通過改變區(qū)域上、下進口的閥門開度的控制策略，可以實現(xiàn)對區(qū)域整體溫度場的協(xié)調(diào)控制，進口閥門開度越大的區(qū)域其整體溫度場增幅越大。進行了氧化裝置A、B區(qū)域溫度場峰值偏移協(xié)調(diào)控制實驗。實驗結(jié)果表明：采用調(diào)整上出時間、下出時間、區(qū)域上、下進口閥門開度差值的控制策略，可以消除A、B區(qū)域溫度場產(chǎn)生的峰值偏移現(xiàn)象，實現(xiàn)對A、B區(qū)域溫度場峰值偏移的協(xié)調(diào)控制。
【關(guān)鍵詞】：乏風 熱逆流氧化裝置 溫度場協(xié)調(diào)控制 PLC 組態(tài)王 實驗研究
【學位授予單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD72;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題背景與研究意義9-12
• 1.1.1 課題背景9-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 主要研究內(nèi)容與主要任務12-14
• 1.2.1 研究內(nèi)容12
• 1.2.2 主要任務12-14
• 第二章 乏風熱逆流氧化裝置溫度場協(xié)調(diào)控制實驗臺14-19
• 2.1 實驗臺的基本機構(gòu)14-17
• 2.1.1 實驗臺的系統(tǒng)組成14-15
• 2.1.2 實驗臺主要設備及參數(shù)15-17
• 2.2 實驗臺的測點布置17-18
• 2.3 實驗臺的工作原理18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第三章 基于歐姆龍 PLC 的下位機控制系統(tǒng)設計19-34
• 3.1 歐姆龍 PLC 下位機控制系統(tǒng)簡介19-21
• 3.1.1 歐姆龍 PLC 基本結(jié)構(gòu)19
• 3.1.2 歐姆龍 PLC 的工作原理19-21
• 3.2 PLC 控制系統(tǒng)硬件設計21-26
• 3.2.1 歐姆龍 PLC 模塊選擇21-22
• 3.2.2 歐姆龍 PLC 硬件結(jié)構(gòu)及模塊設置22-26
• 3.3 PLC 控制系統(tǒng)程序設計26-33
• 3.3.1 PLC 控制系統(tǒng)編程軟件簡介26-27
• 3.3.2 PLC 下位機控制程序流程27-28
• 3.3.3 PLC 下位機控制程序段結(jié)構(gòu)28-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 基于組態(tài)王的上位機監(jiān)控系統(tǒng)設計34-57
• 4.1 組態(tài)王簡介34-35
• 4.2 上位機監(jiān)控系統(tǒng)畫面組成35-41
• 4.2.1 主畫面36-37
• 4.2.2 溫度柱狀圖畫面37
• 4.2.3 A 區(qū)歷史曲線畫面37-38
• 4.2.4 B 區(qū)歷史曲線畫面38-39
• 4.2.5 其他溫度歷史曲線畫面39
• 4.2.6 濃度流量歷史曲線畫面39-40
• 4.2.7 保存畫面40-41
• 4.3 上位機監(jiān)控系統(tǒng)設計流程41-56
• 4.3.1 新建工程42
• 4.3.2 監(jiān)控系統(tǒng)畫面設計42
• 4.3.3 定義 PLC 設備42-43
• 4.3.4 定義變量43-45
• 4.3.5 建立動畫連接45-48
• 4.3.6 設置歷史趨勢曲線48-49
• 4.3.7 編寫命令語言49-52
• 4.3.8 數(shù)據(jù)保存52-55
• 4.3.9 運行和調(diào)試55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 乏風熱逆流氧化裝置溫度場協(xié)調(diào)控制實驗研究57-67
• 5.1 實驗準備工作57-58
• 5.1.1 監(jiān)控系統(tǒng)檢查57
• 5.1.2 換向系統(tǒng)檢查57
• 5.1.3 氣密性檢查57-58
• 5.2 實驗系統(tǒng)的啟動58-62
• 5.2.1 實驗系統(tǒng)的啟動方式58
• 5.2.2 啟動時氧化裝置溫度場58-61
• 5.2.3 轉(zhuǎn)入運行工況的方式61-62
• 5.3 實驗運行工況甲烷濃度的選擇62-63
• 5.4 乏風熱逆流氧化裝置溫度場協(xié)調(diào)控制實驗63-66
• 5.4.1 氧化裝置 A、B 區(qū)域整體溫度場協(xié)調(diào)控制實驗64-65
• 5.4.2 氧化裝置 A、B 區(qū)域溫度場峰值偏移協(xié)調(diào)控制實驗65-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第六章 全文總結(jié)和工作展望67-69
• 6.1 全文總結(jié)67-68
• 6.2 工作展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-72

【參考文獻】

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本文編號：1021693