基于DCS的热媒炉控制系统的设计
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摘要
我国是一个能源资源较丰富的国家，但是因我国人口众多，平均每个人占有的能源量就很少。从现代科学发展趋势来看，合理开发能源，提高能源的利用效率，开发、创新节能型的供热设备及用热设备，是一项具有重要战略意义的工作。
论文讨论了一种基于DCS控制系统的新型的热媒炉控制系统设计方法。该热媒炉跟传统的加热炉比较热效率高、安全可靠，同时具有网络通讯功能，很方便的和现场总线网络和上位机管理系统实现互连。
论文的主要内容包括：系统的设计，热媒炉的机械系统的组成及控制系统的组成及相关原理，PLC的选型及设计。论文首先研究了PLC的选型及控制程序设计方法，包括：控制系统的要求、组成、具体的控制参数、控制算法等。其次对PLC设计部分，包括热媒炉的开停过程控制、故障诊断以及安全控制、以及出炉油温以及烟气含氧量PID控制三部分进行了设计。最后，在对监控系统的设计原则及一般的设计方法及工具介绍的基础上，对监控软件的进行了设计，并采用集成的组态系统软件实现了对系统的实时监控以及相关产品和设备状态参数的提取和管理，此外，还对各功能模块进行了介绍。
该系统是为某公司设计的实际设备，现场调试及应用情况良好。
Though there are a lot of energy resources in our country, theaverage quantity of energy resources is a little because of the manypopulations. From modern science trend of development, it is a grandstrategy task to develop the energy resources rationally, increase theutilization efficiency of the energy resources, and exploit heatingappliances.
This thesis discusses a new design way of the medium furnace basedon DCS. Compared with traditional furnace, this medium furnace is moresufficient and safer, and has net communication function, and can beeasy communicated with other device and factory management system.
This thesis is divided into three parts, including the mediumfurnace' s mechanical structure, PLC' S type and PID mathematicsselection, and systems design. Firstly, the selection of PLC and thedesign method of control program are studied including the requirementof control system and control algorithm. Secondly, The PLC is designedincluding the start-stop process control of the medium furnace, thefault diagnosis as well as security control, and discharge oiltemperature, and fume oxygen content PID control. Finally, based on theintroduction of design philosophy of monitored control system andgeneral design method the monitoring software is designed, and thereal-time monitoring is realized with the competitive system software,and the parameters of equipment status is abstracted, and all thefunctional modules are introduced clearly.
The medium furnace is built for some company and the testing andrunning is well.
论文讨论了一种基于DCS控制系统的新型的热媒炉控制系统设计方法。该热媒炉跟传统的加热炉比较热效率高、安全可靠，同时具有网络通讯功能，很方便的和现场总线网络和上位机管理系统实现互连。
论文的主要内容包括：系统的设计，热媒炉的机械系统的组成及控制系统的组成及相关原理，PLC的选型及设计。论文首先研究了PLC的选型及控制程序设计方法，包括：控制系统的要求、组成、具体的控制参数、控制算法等。其次对PLC设计部分，包括热媒炉的开停过程控制、故障诊断以及安全控制、以及出炉油温以及烟气含氧量PID控制三部分进行了设计。最后，在对监控系统的设计原则及一般的设计方法及工具介绍的基础上，对监控软件的进行了设计，并采用集成的组态系统软件实现了对系统的实时监控以及相关产品和设备状态参数的提取和管理，此外，还对各功能模块进行了介绍。
该系统是为某公司设计的实际设备，现场调试及应用情况良好。
Though there are a lot of energy resources in our country, theaverage quantity of energy resources is a little because of the manypopulations. From modern science trend of development, it is a grandstrategy task to develop the energy resources rationally, increase theutilization efficiency of the energy resources, and exploit heatingappliances.
This thesis discusses a new design way of the medium furnace basedon DCS. Compared with traditional furnace, this medium furnace is moresufficient and safer, and has net communication function, and can beeasy communicated with other device and factory management system.
This thesis is divided into three parts, including the mediumfurnace' s mechanical structure, PLC' S type and PID mathematicsselection, and systems design. Firstly, the selection of PLC and thedesign method of control program are studied including the requirementof control system and control algorithm. Secondly, The PLC is designedincluding the start-stop process control of the medium furnace, thefault diagnosis as well as security control, and discharge oiltemperature, and fume oxygen content PID control. Finally, based on theintroduction of design philosophy of monitored control system andgeneral design method the monitoring software is designed, and thereal-time monitoring is realized with the competitive system software,and the parameters of equipment status is abstracted, and all thefunctional modules are introduced clearly.
The medium furnace is built for some company and the testing andrunning is well.
引文
[1] 许缪，王淑英．电气控制与PLC应用．北京：机械工业出版社，2005
[2] 赵承荻．电机与电气控制技术．北京：高等教育出版社，2002
[3] 殷洪义．可编程序控制器选择设计与维护．北京：机械工业出版社．2003
[4] 西门子公司．SIMATIC S7-300可编程序控制器系统手册．2002
[5] 吕景泉．可编程控制器技术编程．北京：高等教育出版社．2001
[6] 胡寿松．自动控制原理．北京：科学出版社．2002
[7] 于美丽，李建文等．DeviceNet在蓄热式加热炉控制系统中的应用，山东冶金，2004(增刊)：74-79
[8] 牛建奎．OMRON PLC在热媒炉系统上的应用．工业控制计算机，2006(3)76-79
[9] 毕嘉宾．PLC在大型加热炉控制中的应用．油气储运，2006(1)：56-58
[10] 徐培瑜，彭建萍．利用微机最优化控制热媒炉热效率，石油化工自动化2001(5)：23-25
[11] 逢秀锋，姜永成．燃气加热计算机测控系统．哈尔滨工业大学学报，2003(3)：374-378
[12] 赵华磊．热媒炉控制系统的改造．聚脂工业，2005(2)：56-59
[13] 李文锋．热媒炉控制系统升级改造及隐患治理．石油化工安全技术2005(1)35-36
[14] 柴保群．改善聚脂装置热媒炉运行状况的几项措施．合成纤维工业，2003(3)：60-61
[15] 许长江．热媒炉在聚脂装置中的应用．河南化工，2002(12)：22-23
[16] 李业信．热媒炉燃烧控制系统改造及其成效．化工自动化及仪表，2000(5)：20-22
[17] 刘金滔．热媒炉热效率分析及提高．聚脂工业，2006(5)：35-37
[18] 乔琳．输油管道加热炉启停控制系统的研究与设计．硕士论文，东北大学，1999．9
[19] 刘力宏．热媒炉出炉温度控制系统研究与设计．硕士论文，2002．8
[20] 孟海龙．步进式加热炉控制系统的设计．硕士论文，2004．5
[21] 张志君．热媒炉温度控制器改进．石油化工自动化，2003(3)：32-33
[22] 郭益军．热媒炉在胜利采油厂的应用．石油机械，2002(10)：42-43
[23] 李业信．热媒炉控制系统改造及其成效．化工自动化及仪表，2000(5)：20-21
[24] 赵金文．热媒炉的应用与改进，油气田地面工程，2002(11)：60-61
[25] 桂江．克-乌线泵热媒炉自控系统．油气田地面工程，2005(5)：53-55
[26] 许铁．东北管网热媒炉运行工况测试与分析．油气储运，2001(9)：7-12
[27] 皮红梅．PLC在加热炉温度控制系统的应用．石油化工自动化，2004(1)：57-58
[28] 胡即明．基于PC机的电加热炉温度监控系统设计，浙江海洋学院报，2005(4)：387-389
[29] 涂福炳．通过能量平衡分析讨论加热炉节能途径．工业加热，2005(5)：21-23
[30] 昆仑通态公司．MCGS组态软件高级教程．2004
[31] 西门子公司．SIMATIC S7-200说明书．2005
[32] 李振安．工厂电气控制技术．重庆：重庆大学出版社，2006
[33] 张宝芬．自动检测技术及仪表控制系统，北京：化学工业出版社 2005
[34] 陈伯时．电力拖动自动控制系统，北京：机械工业出版社 2004
[35] 胡跃明．非线性控制系统理论与应用，北京：国防工业出版社 2005
[36] 郭宏．永磁同步电机伺服系统，哈尔滨工业大学学报，1996(3)82-89
[37] 许振伟．永磁交流伺服系统及其控制策略研究，浙江大学博士学位论文2003
[38] 胡寿松．自动控制原理，北京：科学出版社，2004
[39] 周明．现场现场总线控制，北京：中国电力出版社，2002
[40] 韩绍坤．辐射仪控制系统设计与应用，控制工程，2004(7)
[41] 韩绍坤．基于PLC和触摸屏的血液辐射仪控制系统设计，中国仪器仪表2004(12)
[42] Herdawandi Halim, David S. Wilkinson.The Portevin-Le Chatelier (PLC) effect and shear band formation in an AA5754 alloy. Acta Materialia, 2007,55(12): 4151-4160
[43] Der-Zen Liu, Hong-Jen Liang. Switch activation of PI-PLC downstream signals in activated macrophages with wortmannin. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Cell Research, 2007, 1773: (6) 869-879
[44] C. Finelli, M. Y. Follo, S. Mongiorgi. P060 Effect of azacitidine on PI-PLC-betal expression and Akt activation in a patient affected by high-risk myelodysplastic syndrome (MDS). Leukemia Research, 2007,31(7): S72-S73
[45] Federica Brugnoli, Alberto Bavelloni. PLC-β2 activity on actin-associated polyphosphoinositides promotes migration of differentiating tumoral myeloid precursors. Cellular Signalling, 2007
[46] H. Flordal, M. Fabian, K. Akesson and D. SpensieriAutomatic. model generation and PLC-code implementation for interlocking policies in industrial robot cells. Control Engineering Practice, 2007
[2] 赵承荻．电机与电气控制技术．北京：高等教育出版社，2002
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