硫磺制酸监控系统答辩ppt

硫磺制酸监控系统答辩人：李凯林信息工程与自动化学院硫磺制酸背景简介结合实际分析云南省硫磺制酸的效益云南省磷资源丰富,磷矿品位高、成本低、就地加工容易,有丰富的煤炭、水电资源,具有建立磷复肥工业基地的良好优势。但硫酸的原料来源则是云南发展磷复肥的关键。云南硫酸生产装置除冶炼气制酸以外,大都是硫铁矿制酸,由于省内硫资源缺乏,硫铁矿主要从广东运来,常受运输能力的影响,使硫酸生产受到制约,影响了磷复肥的生产。小型磷石膏制酸虽然技术成熟、工艺畅通,但因成本较高,经济效益较差。近年来,随着国际硫磺富裕量大、供应充足、市场预测波动不大且价格降低,云南省石化厅及硫酸工业协会作了大量的调查、研究,提出了以国际市场长线富裕的硫磺作为硫酸原料的思路,,并以云南磷肥厂年产8万t硫磺制酸作为样榜工程组织建设,从1995年至1997年底,全省已建成投产的硫磺制酸装置生产能力已达到90万t/a(硫磺供应主要来源于加拿大)。现将云南硫磺制酸的生产特点及其管理简述如下。硫磺制酸是云南硫酸工业发展的内在要求炉气中SO2和O2浓度高可强化设备,有利于环境保护工序少、流程短、投资省硫利用率高、副产蒸汽多、热能利用好运行稳定、操作简便、效率高本次设计任务（1）通过分析,在云南这样远离硫铁矿产区的磷化工基地,以硫磺为原料生产硫磺仍不失为明智的选择。实践证明,在云南有硫磺生产硫酸的思路是可行的、正确的。（2）硫磺制酸SO2气体纯度高、浓度高,硫酸质量好,应开发硫酸下游产品,以适应市场需要。（3）硫磺制酸工序少、投资省、三废排放少,有利于提高经济效益、有利于环境保护。本课题要求全面了解工艺和控制任务，学会应用S7-400PLC及Step7、组态王SCADA来设计其控制系统，达到掌握用户自行设计DCS的方法与应用之目的。本课题针对硫磺制酸工艺流程进行其DCS设计，在了解硫磺制酸工艺及控制要求的基础上，本设计所要完成的主要任务为：1、论述硫磺制酸工艺流程及其控制要求；2、进行基于西门子S7-400PLC的网络配置；4、采用Step7V5.3、组态王SCADA进行控制系统的组态（包括PLC网络通信配置组态、监控画面组态、控制方案组态及其动态模拟）；5、实现基于组态王SCADA的监控画面与设备之间的数据通信。硬件与软件简介根据本次设计，主要选取了开发简单，个人比较熟悉的北京亚控公司的组态软件KingSCADA作为上位机监控系统软件和功能齐全的西门子S7-400PLC作为下位机实现数据采集与控制，以下为对KingSCADA和PLC的简单介绍。SCADA介绍上位机监控软件选用北京亚控公司的KingSCADA组态软件，上位机主要实现监控功能，在集散控制系统中充当操作员的角色，它是集散控制系统中的可视化部分，完成人机界面的功能，通过网络连接来实现对下位机及现场设备的监控，本系统采用的是北京亚控公司的KingSCADA组态软件来实现监控界面的设计。KingSCADA软件包由工程开发系统（KingMake）、图形编辑器（GraphyEditor）和运行系统（KSView）三部分组成。在开发系统中开发的工程和在图形编辑器中生成的人机界面必须在运行系统中运行才能达到实时监控的目的。工程开发系统和运行系统各自独立，一个工程可以同时被编辑和运行，这对于工程的调试是非常方便的。开发系统开发系统是KingSCADA的一个重要组成部分，是多个工程集中开发和管理的环境，在这个环境中用户可以完成工程中所有的开发工作和配置工作。它将图形画面、命令语言、数据库、配方、报警、系统安全等工程元素集中管理，使工程人员可以一目了然地查看工程的各个组成部分。开发系统界面图形系统图形系统是KingSCADA的一个重要的组成部分，用户通过KingSCADA图形系统提供的丰富的绘图工具绘制现场的设备、流程图等等静态画面。然后通过动画连接——所谓动画连接就是建立静态画面中的图素与数据库变量的对应关系，为图素赋予一定的动态效果，使之实时地反映现场的情况。运行系统运行系统在开发系统中开发的工程和在图形编辑器中生成的人机界面必须在运行系统中运行才能达到实时监控的目的。工程开发系统和运行系统各自独立，一个工程可以同时被编辑和运行，这对于工程的调试是非常方便的。采集系统KingSCADA的采集系统是指负责和现场设备进行通讯，并采集现场数据和控制现场数据的模块，称之为采集器，也叫IOServer，它是一组独立的应用程序，可以脱离KingSCADA软件。IOServer依赖于IOServer驱动，通过驱动与IO设备进行通讯。采集系统由通讯链路，设备，数据块组成。开始菜单下，点击KingSCADA3.1→KingIOServer→KingIOServer，打开KingIOServer采集系统如下图PLC400简介S7-400是一种可编程逻辑控制器.通过选择合适的S7-400组件,可实现几乎所有的自动化任务.S7-4—模块采用了在机架中进行悬挂安装的模块化设计.并提供扩张机架以及对系统进行扩展.S7-400自动化系统及原有系统与新系统和新软件的所有优点于一身.它们是:性能分级的CPU平台向上兼容的CPU.耐恶劣环境的封闭式模块更方便新号模块接线的端子系统高组件密度大的紧凑型模块最佳的通讯和网络选项更方便的操作员接口系统集成大量的插槽选择范围可分为所有模块分配软件参数无需风扇便能进行正常公工作可在非分段机架中实现多值计算硫磺制酸工艺硫磺制酸工艺具体流程硫磺制酸工艺流程说明硫磺制酸工艺包含三大步：硫磺焚烧、二氧化硫转化和三氧化硫吸收。目前硫磺制酸装置普遍采用两转两吸制酸工艺硫磺焚烧都在卧式焚硫炉内进行,采用高压硫磺泵加压使液体硫磺通过硫磺喷枪机械雾化而焚烧,出焚硫炉的高温炉气经废热锅炉回收热量,降温后进入转化器。废热锅炉出来的炉气进入转化器第一段催化剂层转化,反应后的高温气体进入高温过热器回收热量,降温后的炉气进入转化器第二段催化剂层转化,反应后的气体进入热热换热器,降温后进入转化器第三段催化剂层转化,反应后的气体经过冷热换热器和省煤器降温后进入第一吸收塔。在第一吸收塔,气体中的SO3被吸收,再通过塔顶除雾器除去酸雾后,依次经过冷热换热器和热热换热器与催化剂层第三段、第二段出口的高温气体进行逆流换热,升温后进入转化器进行第二次转化。系统通讯结构及I/O数据点总体构架以S7-400PLC系统作为主要控制核心,由1台上位机、PLC控制单元加以太网卡等组成工业以太网,监控站利用组态KingSCADA实现对工作现场的监督控制;中央处理器CPU414H,I/O系统采用ET200M,通过3个ET200分布I/O通讯对流量、液位、温度、压力、开关量等参数进行采集,上位机将实时数据库的数据送到服务器的关系数据库中进行保存和处理。过程控制级通过工业以太网将上位机系统和现场监测与控制点紧密地结合为一体,从而实现对整个控制系统的计算机在线远程诊断功能。数据词典的建立通过了解本系统硫磺制酸的整个工艺流程，列出了33个控制点，22个AI模拟值输入，5个AO模拟值输出，11个DI离散值输入，和5个DO离散值输出。选取5个8通道AI模拟输入模块，2个4通道AO模拟输出模块，1个16通道DI数字输入模块，1个16通道DO数字输出模块，多余通道以供备用。数据采集流程上位机液位计开关压力表温度计电动阀PLCMPI协议以太网TCP/IP协议数据IO采集系统配置设备地址格式：PLC的IP地址:CPU机架号:CPU槽号数据词典的建立画面设计内容总貌画面显示转化器的单独显示画面报警画面显示历史趋势画面显示生产报表与查询画面显示涉及问题与总结所遇到的问题工艺流程的熟悉软件的应用总体通信结构西门子PLC400的数据采集通讯软件与硬件的连接总结在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。