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提升转炉烟气净化:基于PLC的高效干法除尘系统设计
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更新于2024-06-20
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该文档是一篇关于"基于PLC的转炉除尘控制系统"的毕业设计说明书或论文,主要探讨了在现代钢铁冶金行业中,转炉除尘系统的重要性和其技术发展。随着21世纪钢铁行业的快速发展,转炉冶炼过程产生的高温烟气含有大量有害物质,包括有毒气体和粉尘,如果不妥善处理,将对环境和人类健康构成严重威胁。因此,开发一套高效、安全、经济且环保的除尘控制系统显得尤为重要。 文章首先介绍了课题的来源和意义,指出转炉烟气处理不仅是环保问题,也是一种资源回收利用的策略。通过对湿法除尘技术(OG法)和干法除尘技术(LT法)的比较,作者强调了湿法除尘虽然起源于日本且一度广泛应用,但由于其需消耗大量水资源、可能导致二次污染等问题,难以满足当前对环保和成本控制的需求。相比之下,干法除尘技术由于其在提高除尘效率、降低能源消耗、减少烟气排放和便于回收利用方面的优点,逐渐成为国际上主流的选择。 我国在上世纪80年代初引进干法除尘技术后,随着国家对节能减排的重视,干法除尘技术在国内得到了大力推广。目前,干法除尘技术已在欧洲多个国家广泛应用,并且随着转炉工艺的升级和设备的进步,国内的干法除尘技术水平也得到了显著提升。这篇论文深入分析了转炉除尘技术的发展趋势,并着重阐述了基于PLC(可编程逻辑控制器)的控制系统在实现这一目标中的关键作用,即通过智能化控制,优化除尘过程,实现高效、节能、环保的目标。
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淮阴 工学 院毕 业设 计说 明书 ( 论 文 ) 第 4 页 共 40 页
时一段时间后将调节阀打开到制定位置。风机停止后,入口调节阀将延时关闭。
风机高压电动机为机旁和除尘电气室两种控制方法,当时后者只能实现停机操作,
不能启动。
2.2.3 各除尘工位除尘阀门和混风阀
除尘阀门 2 种方式控制,分别为手动控制 方式和自动控制方式,手动控制方式指
的是在 HMI 画面上通过手动操作来实现阀门的控制。而自动控制方式则是通过上料系
统发出的信号来实现自动开启和关闭,小车在延时一段时间后自动关闭。
混风阀控制:若除尘器入口温度过高,则系统在采集到温度信息后将混风阀打开,
直到设备的温度降低后才会自动关闭。
2.3 控制设备选择
S7-300PLC 具有紧凑、强大、灵活的设计,视配置而定。这些特性的结合能够解
决各种控制应用所产生的问题。与此同时,S7-300PLC 的基本编程软件为 PLC 和简化 HMI
配置提供了 S7-300PLC 的方便用户和综合工程框架,因此 S7-300PLC 被选定为转炉除
尘控制系统的控制设备。另外,便捷的通信调试和编程,简单的设计和稳定的性能是
S7-300PLC 的优点。
2.4 设计内容与步骤
1)分析转炉烟气除尘与清灰输灰工艺过程的特点、控制要求;
2)通过选择合适的控制设备,完成输入和输出的分配,并通过 PLC 完成硬件配
置;
3)设计转炉烟气除尘控制系统的电气线路图和系统输入输出图;
4)设计转炉烟气除尘控制系统的 PLC 程序,实现除尘、清灰与输灰功能;
5)设计 wincc 监控画面和必要的程序;
6)软硬件联调,通过仿真调试排错。
3 系统设计
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淮阴 工学 院毕 业设 计说 明书 ( 论 文 ) 第 5 页 共 40 页
3.1 系统概述
转炉除尘控制采用西门子 S7-300 系列 PLC,利用 step7 V5.5 来完成编程,上位 HMI
采用 WinCC7.0 来进行组态。
3.1.1 S7-300 系统简介
SIMATIC PLC 是一个性价比相对较高的 PLC 系统,由德国西门子公司推出,适合
自动化工程应用,特别适用于制造工艺的生产应用。PLC 的 S7 系列不仅具有模块化、
无排风扇,除此之外其使用和编程方式也易于被用户所掌握,因此也是当前应用最为
更广泛的控制产品。S7-300 提供的各种 CPU 和丰富的 I/O 扩展模块,其性能还在不断
提高,也是更加方便。各种功能模块都能很好地满足自动控制任务。用户可按照自身
实际需求选择相应的应用模块,当控制任务较为复杂时,可通过添加模块来实现功能
扩展,系统灵活方便。
3.1.2 HMI 组态软件 WinCC 简介
WinCC 是 Siemens 公司所开发的组态软件,基于 Windows 控制中心运行,已发展
成为业界遵循的标准,中文适用,是一款专为工业而生的组态软件,在工厂实际应用
中极大的提升了生产效率。其优点为:应用程序具有通用性,且满足用户的操作习惯,
所有的工业领域都适用,可使用全球多种语言;内置了所有的操作和管理功能;进行
的组态既简单又有效。
相应的 PLC 硬件组态如图 2 所示。
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