蒸发工段冷凝器温度控制系统设计.doc
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《蒸发工段冷凝器温度控制系统设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《蒸发工段冷凝器温度控制系统设计.doc(23页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date蒸发工段冷凝器温度控制系统设计蒸发工段冷凝器温度控制系统设计过程装备与自动化综合设计说明书题目: 蒸发工段冷凝器温度控制系统设计 学生姓名: 王顺 学 号: 201101020318 院 (系): 轻工与能源学院 专 业: 过程装备与控制工程 指导教师: 胡连华 2014 年 12 月 15 日目 录1 课题概述11.1 设计背景11.2 工艺流程12 控制方案设计2
2、2.1 控制回路22.2 控制方案33 硬件选型33.1 控制系统点数统计33.2 CPU选型33.3 模拟量输入模块选型43.4 模拟量输出模块选型43.5 数字量输入模块选型53.6 数字量输出模块选型63.7 电源模块选型74 低压电器的选型94.1 低压断路器选型94.2 接触器选型94.3 热继电器选型104.4 中间继电器选型105 仪表、阀门选型115.1 温度仪表的选型115.2 阀门的选型116 控制功能的实现127 设计总结12参 考 文 献14-1 课题概述1.1 设计背景本次设计的课题为碱回收蒸发工段冷凝器温度控制系统设计,造纸业的发展以及国家对环境要求越来越严格,国内
3、各大造纸业纷纷通过碱回收工程来处理制浆造纸过程中产生的黑液,以达到回收碱液以及能源的再利用。PLC系统目前已在造纸行业广泛应用,其在碱回收过程中的应用,可以充分提高造纸行业中的自动化水平以及碱回收车间的生产效率。碱回收过程包括蒸发、燃烧、苛化三个过程,碱回收蒸发工段控制效果的好坏对后续燃烧工段起着举足轻重的作用。在蒸发工段,温差是蒸发黑液的主要动力,它直接影响蒸发的能力,必须保证有足够的冷凝水。冷凝器的排水温度越低,真空度越稳定,但是排水温度过低,冷却水的消耗就会增加,影响经济效果。因此,冷凝器的出水温度控制是蒸发工段中最重要的控制参数之一。同时蒸发工段对测控系统的要求较高,如果测控系统设计的
4、不好,则在运行过程中易造成蒸发站的时开时停,消耗大量的蒸汽和电力,且易损坏设备,甚至造成生产事故,而采用常规的控制系统运行不够稳定可靠、自动化水平低、系统运行效果不令人满意。PLC所有的模块均是固态电路,具有标准化、模块化和插入结构,具有防尘、抗震、耐高温、抗干扰等要求,很适合蒸发工段恶劣的工业环境。1.2 工艺流程蒸发站由5个蒸发器和一个板式冷凝器组成,本次课题主要是对板式降膜冷凝器温度控制系统的设计。本课题采用间接蒸发的两板三管五效逆流式蒸发站流程中的板式降膜冷凝器的冷凝流程,冷水通过阀门进入板式降膜冷凝器,不凝气和二次蒸汽加热板式冷凝器的不锈钢元件,冷水在下落的过程中被不锈钢元件加热至4
5、5,送至其它工段使用。冷凝水温度受诸多因素的影响,例如:由于受供水压力而引起的冷水流量波动;不凝气和二次蒸汽流量的变化;进板式冷凝器冷水温度变化等。 从V效长管升膜蒸发器过来的蒸汽和V效长管升膜蒸发器过来的冷凝水进入冷凝系统,经处理后的冷凝水被泵送到水封槽,也可用于洗效。蒸发工段冷凝器采用板式降膜冷凝器,它具有传热系数高,不易结垢,阻力小等特点,对水质水压要求低。本课题采用温度单回路控制方案进行控制系统的设计。工艺流程图如图1-1。图1-1 温度单回路控制系统 进V效的新鲜蒸汽经冷凝放热后,送入冷凝罐,而V效的冷凝水送到V效冷凝水闪蒸罐,经闪蒸后,冷凝水被集中到“污冷凝水液位罐”,然后被泵送到
6、水封槽,也可用于洗效。TIC-01为冷凝器表面冷凝水出口温度指示、调节。2 控制方案设计 本课题选取流程图中的一个控制回路研究冷凝器的温度控制方案,控制系统通过PLC模块、低压电器、阀门、温度变送器组成控制回路实现对板式冷凝器的温度控制。2.1 控制回路温度单回路控制图2-1温度单回路控制方框图2.2 控制方案 在蒸发工段,温差是蒸发黑液的主要动力,它直接影响蒸发的能力,必须保证有足够的冷凝水。冷凝器的排水温度越低,真空度越稳定,但是排水温度过低,冷却水的消耗就会增加,影响经济效果。因此,冷凝器的出水温度控制是蒸发工段中最重要的控制参数之一。目前,大多数造纸企业的所采用的温度控制方案有单回路控
7、制、黑液浓度串级控制,本控制方案采用温度的单回路控制。设计包括硬件的选型、低压电器的选型、仪表阀门的选型以及电气原理图、电气器件、仪表电路接线图。3 硬件选型机型选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下,保证可靠、维护和使用方便以及最佳的性能价格比。本控制方案硬件的选型包括CPU选型、电源模块选型、数字量输入、输出模块选型、模拟量输入、输出模块选型。3.1 控制系统点数统计电机启停:2个DI;1个DO气动调节阀:1个AO 温度变送器:1个AI根据以上统计,将输入输出点的统计如下表3-2 PLC输入输出点的统计AI点数AO点数DI点数DO点数总数统计11213.2 CPU选型 控制系统主要完成对
8、现场测控点数据的实时显示、趋势显示、工艺报警、PID参数设置及控制等功能;根据现场整个蒸发工段工艺特点和要求,PLC系统采用的是S7-300,其CPU选用的是312。它是最小的S7-300 CPU,是满足简单应用的理想套件,适用于对处理能力有较高要求的小型控制系统,带有与过程相关的功能。例如,口令保护,用户程序使用密码保护,可以防止非法访问;诊断缓冲,可储存最后500个错误和中断事件,保存在该缓冲区,供诊断使用;免维护的数据后备,在断电的情况下,CPU将自动地保存数据到微存储卡中,再次通电时数据将保持不变。 根据控制方案的特点,CPU选用西门子S7-300 CPU312,其具体参数如下表3-1
9、 西门子CPU 312参数CPU订货号定位计数版本固件硬件CPU 3126ES7312-1AE14-0AB02个通道都用计数频率测量(最高10KHZ)或脉冲宽度(2.5HZ)V3.3013.3 模拟量输入模块选型 模拟量输入模块选用西门子SM331;AI 812 Bit(-7KF02-);订货号:6ES7331-7KF02-0AB0。属性:1.输入点数:4个通道组中有8个输入; 2.分辨率:可对每个通道组编程:12位+符号位; 3.测量类型:每个通道可编程电压、电流、电阻、温度; 4.输入之间最大电位差:DC2.3V; 5Z符号 2-DMU=2接线制传感器。图3-4西门子模拟量输入模块接线图3
10、.4 模拟量输出模块选型 模拟量输出模块选用西门子SM332;AO 412 Bit(-5HD01-);订货号:6ES7332-5HD01-0AB0。属性:1.输入点数:一组中有4个输出; 2.各通道可以选择输出(电压输出/电流输出);3.分辨率: 12位; 4.可编程诊断和诊断中断; 5.与背板总线接口和负载电压电气隔离; 6.支持中RUN的参数分配。 SM332;AO 412 Bit 接线图图3-5西门子模拟量输出模块接线图3.5 数字量输入模块选型数字量输入模块选用西门子SM321;DI 16DC 24V (-7BH01-);订货号:6ES7 321-7BH01-0AB0。属性:1.16个
11、点输入,按每组16个电气隔离;2.额定输入电压24 VDC;3.适用于开关以及2线制/3线制接近开关;4.可编程诊断、诊断中断、硬件中断、输入延时; 5.支持等时同步电源; 6.支持RUN中的参数分配。SM321;DI16DC 24VDC接线图图3-2西门子数字量输入模块接线图3.6 数字量输出模块选型 数字量输出模块选用西门子SM322;DO16DC 24V/0.5A(-8BH10-);订货号:6ES7331-8BH10-0AB0。属性:1.输出点数:16个DO:按每组4个进行隔离;2.额定负载电压24 VDC;3.可组态的诊断;4.可编程诊断中断;5.冗余;6.“0”和“1”信号时断线;7
12、.标识数据;8.固件可更新。SM322;DO16DC 24V/0.5接线图 图3-3西门子数字量输出模块接线图及方框图3.7 电源模块选型 PLC配有开关式稳压电源,供PLC内部使用。与普通电源相比,这种电源输入电压范围宽、稳定性好、抗干扰能力强、体积小、重量轻。有些机型还可向外提供24VDC的稳压电源,用于对外部传感器的供电。这就避免了由于电源污染或使用不合格电源产品引起的故障,使系统的可靠性提高。选型时根据电源模块额定电流大于处理器模块、I/O模块、专用模块等消耗电流的总和。电源模块选用西门子电源模块PS307;5A;订货号6ES7307-1EA01-0AA0。属性:1.输出电流为5A;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 蒸发 工段 冷凝器 温度 控制系统 设计
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内