乏风热逆流氧化装置温度场协调控制系统研究

发布时间：2017-10-13 00:08

  本文关键词：乏风热逆流氧化装置温度场协调控制系统研究

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【摘要】：我国的乏风总量巨大，合理利用乏风中低浓度的甲烷具有环保和节能的双重功效。目前较为有效的乏风利用技术是热逆流氧化技术，也是目前唯一实现商业应用的乏风利用技术。然而在大型乏风热逆流氧化装置运行过程中，存在装置内部温度场不协调的问题，这对整个装置的运行和热能的利用都有很大的影响。本文针对乏风热逆流氧化装置温度场协调控制的问题进行了研究。 首先，，对乏风热逆流氧化装置温度场协调控制系统进行了整体规划，确定了采用分区控制进行温度场协调控制的方法，并将原有的处理能力为800m3/h的立式乏风热逆流氧化装置实验台改造成为乏风热逆流氧化装置温度场协调控制实验台。 其次，根据乏风热逆流氧化装置温度场协调控制实验台的控制要求、传感器的种类和数量、执行器的种类和数量设计开发了基于欧姆龙PLC的下位机控制系统。对控制系统中所使用的PLC单元模块进行了选择，利用CX-Programmer软件设计了欧姆龙PLC下位机控制系统的梯形图程序。 再次，基于组态王软件设计了上位机监控系统，实现了人机交互。开发了主画面、温度柱状图画面、A区历史曲线画面、B区历史曲线画面、其他温度历史曲线画面、浓度流量历史曲线画面和保存画面七个监控画面，实现了对实验台相关参数的显示和控制。此外，组态王还与Microsoft Access数据库建立了连接，实现了对实验数据保存的功能。 最后，对乏风热逆流氧化装置温度场协调控制系统进行了实验研究。研究了实验系统的启动，结果表明：在液化气量充足、启动换向半周期为120s，启动时间为60min的条件下的能够得到较为理想的启动温度场。采用无加热系统辅助转入运行工况的方式能够快速的实现氧化装置的自维持。研究了模拟乏风中甲烷浓度对氧化装置温度场的影响，为了便于进行温度场协调控制实验，氧化装置运行工况的模拟乏风甲烷浓度选定为0.5%。进行了氧化装置A、B区域整体温度场协调控制实验，实验结果表明：采用通过改变区域上、下进口的阀门开度的控制策略，可以实现对区域整体温度场的协调控制，进口阀门开度越大的区域其整体温度场增幅越大。进行了氧化装置A、B区域温度场峰值偏移协调控制实验。实验结果表明：采用调整上出时间、下出时间、区域上、下进口阀门开度差值的控制策略，可以消除A、B区域温度场产生的峰值偏移现象，实现对A、B区域温度场峰值偏移的协调控制。
【关键词】：乏风 热逆流氧化装置 温度场协调控制 PLC 组态王 实验研究
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD72;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题背景与研究意义9-12
• 1.1.1 课题背景9-11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 主要研究内容与主要任务12-14
• 1.2.1 研究内容12
• 1.2.2 主要任务12-14
• 第二章 乏风热逆流氧化装置温度场协调控制实验台14-19
• 2.1 实验台的基本机构14-17
• 2.1.1 实验台的系统组成14-15
• 2.1.2 实验台主要设备及参数15-17
• 2.2 实验台的测点布置17-18
• 2.3 实验台的工作原理18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 基于欧姆龙 PLC 的下位机控制系统设计19-34
• 3.1 欧姆龙 PLC 下位机控制系统简介19-21
• 3.1.1 欧姆龙 PLC 基本结构19
• 3.1.2 欧姆龙 PLC 的工作原理19-21
• 3.2 PLC 控制系统硬件设计21-26
• 3.2.1 欧姆龙 PLC 模块选择21-22
• 3.2.2 欧姆龙 PLC 硬件结构及模块设置22-26
• 3.3 PLC 控制系统程序设计26-33
• 3.3.1 PLC 控制系统编程软件简介26-27
• 3.3.2 PLC 下位机控制程序流程27-28
• 3.3.3 PLC 下位机控制程序段结构28-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 基于组态王的上位机监控系统设计34-57
• 4.1 组态王简介34-35
• 4.2 上位机监控系统画面组成35-41
• 4.2.1 主画面36-37
• 4.2.2 温度柱状图画面37
• 4.2.3 A 区历史曲线画面37-38
• 4.2.4 B 区历史曲线画面38-39
• 4.2.5 其他温度历史曲线画面39
• 4.2.6 浓度流量历史曲线画面39-40
• 4.2.7 保存画面40-41
• 4.3 上位机监控系统设计流程41-56
• 4.3.1 新建工程42
• 4.3.2 监控系统画面设计42
• 4.3.3 定义 PLC 设备42-43
• 4.3.4 定义变量43-45
• 4.3.5 建立动画连接45-48
• 4.3.6 设置历史趋势曲线48-49
• 4.3.7 编写命令语言49-52
• 4.3.8 数据保存52-55
• 4.3.9 运行和调试55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 乏风热逆流氧化装置温度场协调控制实验研究57-67
• 5.1 实验准备工作57-58
• 5.1.1 监控系统检查57
• 5.1.2 换向系统检查57
• 5.1.3 气密性检查57-58
• 5.2 实验系统的启动58-62
• 5.2.1 实验系统的启动方式58
• 5.2.2 启动时氧化装置温度场58-61
• 5.2.3 转入运行工况的方式61-62
• 5.3 实验运行工况甲烷浓度的选择62-63
• 5.4 乏风热逆流氧化装置温度场协调控制实验63-66
• 5.4.1 氧化装置 A、B 区域整体温度场协调控制实验64-65
• 5.4.2 氧化装置 A、B 区域温度场峰值偏移协调控制实验65-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 全文总结和工作展望67-69
• 6.1 全文总结67-68
• 6.2 工作展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1021693