电气自动化毕业论文

安徽电气工程职业技术学院毕业论文题目：梭式窑燃烧系统研究系部：自动化与信息工程部专业：电气自动化姓名：班级：14电气学号：指导教师：教师单位：2016年12月28日摘要梭式窑燃烧系统是由燃气燃烧器（烧嘴）、燃气阀组、助燃风机、流量计、压力变送器、点火装置、燃气/空气压力检测装置、火焰监控装置等组成，确保系统在安全、合理的情况下稳定运行。由温度控制系统、燃烧控制系统、压力控制系统、故障报警系统等组成。控制系统包括电源开关、报警装置、PLC、火焰控制器、工控机、继电器等。按照预先设定的升温曲线，经PLC运算，输出信号送给电磁阀，电磁阀接受PLC的信号，实现电磁阀的开关，控制燃烧器的大小火以及开关时间。当检测温度与设定温度偏离时，PLC系统控制燃烧器的燃烧功率调节炉内温度。以流程图的形式将炉区所有可控设备显示在一张图上，并将有关热工参数显示在流程图上，同时指示有关设备的运行状态。关键词：检测装置；控制系统；PLC；继电器；流程图目录1、绪论...............................................................41.1题目背景及目的.....................................................41.2论文研究方法.......................................................51.3论文研究内容.......................................................52、系统简介2.1空气管路..........................................................62.2燃气管路............................................................62.3自动控制系统........................................................62.3.1自动控制器........................................................62.3.2燃烧器功率调节....................................................62.3.3压力控制系统......................................................72.3.4控制系统概述......................................................72.4设备功能特点........................................................92.5技术指标...........................................................103、硬件配置..........................................................104、软件设计..........................................................124.1系统图纸...........................................................124.2下位机控制.........................................................214.3上位机.............................................................434.4通讯...............................................................445、毕业设计总结......................................................496、参考文献...........................................................507、致谢................................................................501绪论梭式窑是一种以窑车做窑底的倒焰间歇式生产的热工设备,也称车底式倒焰窑，因窑车从窑的一端进出也称抽屉窑,是国内近十年来发展迅速的窑型之一。梭式窑被广泛地使用于艺术陶瓷、日用陶瓷、建筑陶瓷、特种陶瓷、耐火材料及金属热处理行业，要求设计各种性能及不同容积的梭式窑。设计温度700--1800℃，有效容积1--180,并可选用氧化或还原烧成气氛；采用先进的可编程窑炉控制系统为用户完成各种产品烧成曲线；梭式窑可采用柴油、煤气、天然气及液化石油气作为燃料。1.1题目背景及目的梭式窑的应用正日益广泛,它给卫生瓷生产带来的好处是明显的。首先是生产安排非常灵活,每一窑都可以采用不同的烧成制度,烧制不同的产品,很适合现在市场多变的要求;可以随时根据销售情况决定生产,可以生产连续窑不易生产的大件、超大件产品,这些都是连续窑无法比拟的。但它也有许多缺点,能耗高就是其中关键一项。随着技术水平的提高,梭式窑的优点正得到充分的发挥,而过去的缺点更日益成为历史。现在国外引进的梭式窑,其能耗指标比隧道窑高不出多少,因此应用也日益广泛,甚至成为有些厂在小规模生产时的主要设备。但相比较而言,国产梭式窑的性能还有点差距,能耗当然也是其中之一。九十年代初,我国引进了一条瑞士尼诺的梭式窑,该窑一定程度上代表了早期梭式窑设计上的思路。窑底两边侧墙上共布置了5支烧嘴,功率较大。五个排烟口也分布在侧墙底部,风机排烟。烟气排出后经过热交换器加热助燃风,烟气自身被冷却,再由风机排出。从实际应用效果来看,效果并不理想,除了温度均匀性较差外,能耗也较高。同时由于换热效果不理想,烟气得不到充分冷却,不得不用冷却水冷却后再经风机排空。1996年,天津美标公司从英国Bricesco公司购买两座60m3梭式窑,应该讲,该窑代表了当今梭式窑设计上的最新思路。在窑体的两侧墙分散布置了24支烧嘴,采用了脉冲两侧燃烧系统,分散式顶部自然排烟。从应用来看,温度均匀性非常好,烧成周期可以缩短到14小时以下,能耗约在1600～1800kcarlökg瓷。1997年上半年,该公司的所有产品都是用这两条梭式窑烧成,质量非常稳定。该窑并没有采用任何余热利用措施,烟气烟囟直接排入大气,能耗却已达到相当先进的水平。我国的厂家自行设计制造的梭式窑大多倾向于采用余热回收利用设备,一般用烟气通过热交换器加热助燃空气,但总体效果并不理想。相比较而言,从近两年引进的卫生瓷生产用梭式窑来看,几乎都不采用余热利用设备,而是烟气直接自然排出,但能耗却已大大降低。由此可见,余热利用设备的采用对卫生瓷用梭式窑性能的影响值得我们作一个综合性评价。1.2论文研究方法通过文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题，再根据功能分析法，将设备的功能特点、硬件配置、软件设计进行分析。1.3论文研究内容由燃气燃烧器、燃气阀组、助燃风机、流量计、压力变送器、点火装置、燃气/空气压力检测装置、火焰监控装置等组成，确保系统在安全、合理的情况下稳定运行。由温度控制系统、燃烧控制系统、压力控制系统、故障报警系统等组成。控制系统包括电源开关、报警装置、PLC、火焰控制器、工控机、继电器等。按照预先设定的升温曲线，经PLC运算，输出信号送给电磁阀，电磁阀接受PLC的信号，实现电磁阀的开关，控制燃烧器的大小火以及开关时间。当检测温度与设定温度偏离时，PLC系统控制燃烧器的燃烧功率调节炉内温度。以流程图的形式将炉区所有可控设备显示在一张图上，并将有关热工参数显示在流程图上，同时指示有关设备的运行状态。2、系统简介由燃气燃烧器（烧嘴）、燃气阀组、助燃风机、流量计（买方提供）、压力变送器（买方提供）、点火装置、燃气/空气压力检测装置、火焰监控装置等组成，确保系统在安全、合理的情况下稳定运行。2.1：空气管路空气管路配助燃风机一台，经管道送到燃烧器，管路中安装压力开关。在空气压力欠压时，紧急关闭天然气切断阀，切断气源并报警。待故障排除后，由人工在控制室重新启动，确保生产安全。风机参数为：压力8.3KPA-7.3KPA，流量1200-1500m³/Hr2.2：燃气管道燃气管道在管路上设有手动球阀、高/低压力开关、燃气电磁阀，在燃气欠压/超压、风机故障、停风等不能正常使用的情况下，安全关闭切断阀，切断气源并报警。待故障排除后，由人工在控制室重新启动，确保生产安全。2.3：自动控制系统自动控制系统由温度控制系统、燃烧控制系统、压力控制系统、故障报警系统等组成。当设备准备就绪后，开启助燃风机，助燃风由风机出口，进入燃烧系统空气管腔并通过调节阀组送入燃烧器；打开天然气进气阀门，天然气由稳压调压阀调压至工作压力，如果压力超过设定上限，排空阀打开，使管路实现排空泻压（根据贵司需要是否增加），如果系统没有异常报警，则打开安全切断阀、燃气通过调解阀组送入燃烧器，燃烧开始；按照预先设定的升温曲线，经PLC运算，输出信号送给电磁阀，电磁阀接受PLC的信号，实现电磁阀的开关，控制燃烧器的大小火以及开关时间。当检测温度与设定温度偏离时，PLC系统控制燃烧器的燃烧功率调节炉内温度升温曲线1：室温-160℃，在160℃保温30min160℃-290℃，在290℃度保温20min290℃-350℃，在350℃度保温60min350℃-416℃，在416℃度保温60min416℃-1450℃，在1450℃度保温120min升温曲线2：室温-416℃，在416℃保温30min416℃-800℃，50℃/h升温800℃-1450℃，120℃/h升温，保温120min升温速率：800℃以下，10-100℃/H800℃以上，50-150℃/H风压：压力开关，欠压报警，联琐保护。燃气压力：压力开关，超压报警，欠压紧急切断报警，联琐保护。控制系统包括电源开关、报警装置、PLC、火焰控制器、工控机、继电器等控制系统能实现以下功能：燃烧器的自动启动/停止燃烧器故障自动停止并锁定可以实现本地/远程控制控制箱实现报警及复位功能可以实现温度的调节功能工控机界面显示：系统总貌画面：以流程图的形式将炉区所有可控设备显示在一张图上，并将有关热工参数显示在流程图上，同时指示有关设备的运行状态。安全联锁画面：以醒目的形式显示与开炉有关的各种设备和介质的工况。当条件满足后，相应的部分变为绿色。当全部条件满足时，显示开炉允许OK；否则执行停炉操作报警总貌画面：按报警发生的时间顺序显示和记录报警的内容、报警等级、发生时间、消失时间、确认时间。控制回路及参数设定画面：以棒图和数字形式显示和改变各个控制回路的参数和状态，如调节器的输入值、模拟设定值、报警设定值、调节器输出、PID参数、手动自动方式等工艺曲线设定：可以进行工艺曲线的设定，从数据库中选择即将入炉工件的曲线种类，画面即显示该工艺的曲线，点击启动按钮即可启动程序2.4：设备功能特点燃气系统：1.1：过滤器：用于净化主管路提供的燃气，以保证系统备件的正常工作。1.2：减压阀：用于调节主管道提供的燃气压力，满足本系统需求的燃气压力。1.3：压力表：用于测量燃烧系统中各段得压力，以便操作人员根据压力做出判断，确保系统安全稳定运行。1.4：高低压压力开关：用于测定系统的最高压力及最低压力，当压力高于设定最大或最小值时，系统会停止运行，确保系统安全稳定运行。1.5：燃气电磁阀：当系统出现压力过高或过低，燃气电磁阀会迅速关闭，确保系统安全。1.6：点火系统：采用点火电极点火，紫外线火焰检测器加测，火焰控制器控制点火1.7：空气电磁阀：控制空气流量，调节燃烧