污泥烘干工程自动化控制系统技术方案.docx
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污泥烘干工程自动化控制系统技术方案
400t/d污泥烘干工程自动化控制系统
技术方案
第一章前言
1.1实施自控系统的必要性
1.2污泥烘干设备自动化系统的主要容
1.3污泥烘干设备自动化系统的原则
1.4本工程实施的目标
1.5技术方案的主要容
1.6技术方案的特点说明
第二章系统方案的构成概述
2.1工程概况
2.2污泥烘干自控系统工艺流程
2.3污泥烘干自控系统工作流程
2.4污泥烘干自控系统总体设计
2.5污泥烘干自控系统组成结构
2.6自控系统的功能
2.7自控系统的特点
2.8系统组成配置清单
第三章技术培训计划
一、责任围
二、技术培训
三、技术培训方式和容:
四、培训计划安排
第一章前言
一、实施自控系统的必要性
污泥是自然资源,随着经济迅速发展,城市化建设进程的加快,人民生活水平的不断提高,人们对环境的要求越来越高,特别是近年来,科学技术尤其是IT(信息技术)的不断进步,自动化控制技术日益成熟完善,越来越多的应用到社会的各行各业,作为关系国计民生的环保工程也迫切需要应用和吸收这一高新技术。
作为环保行业,为什么要实施自动化控制系统,投资大笔资金污泥处理厂的自动化控制系统可以为企业带来哪些直观明显的经济和社会效益,这是众多业主迫切关心的问题。
这里通过我公司成功实施、实践效果和运行经验,作个归纳和总结,以供参考。
1、节能降耗:
自动化控制系统能够根据时序和逻辑关系自动控制设备的开机、运行、停机,在设备的工作期,可以停止某些多余的设备或降低设备的运行功耗。
切实有效的节省资源和能源,尤其在污泥烘干设备中进料、烘干系统,涉与变频的环节,这一效果尤其明显。
2、设备保护:
实施自动化控制系统后,对设备都有故障分析和自我保护功能,在PC机上可以直观得观察到设备的运行状况,当有故障时,PC机上有相应的文字提示和声音报警,并自动进行保护和隔离,防止设备损坏。
员工不需下到车间即可了解到整个工厂的设备运行状况。
3、降低劳动强度:
以往在人工方式,设备的启动停止由人工去操作,对于使用频率高和笨重的设备十分费时费力,采用PC机控制,只需在PC机上按一下按钮即可,大大降低了劳动强度,这点在开机、停机控制系统中尤其明显。
二、污泥烘干设备自动化系统的主要容
实施污泥烘干设备自动化控制系统可以带来巨大的经济效益和社会效益,那么如何来成功的实施一个污泥烘干设备的自动化控制系统?
相对与以往的人工控制方式,它需要增加哪些配置和投资?
主要来说有三个方面:
1、PLC(PROGRAMMABLELOGICCONTROL):
要实施自动化,顾名思义就是要让机器能够“自己”运转,因此就需要人为编制程序去控制各类设备,就必须有相应的执行机构---控制器件,这就是PLC----可编程逻辑控制器,它是自动化控制系统的核心部件,是由它去驱动各类设备包括机械设备和采集仪器仪表传送数据。
2、仪器仪表:
控制必须要有控制信号,比如说控制进料就必须有进口温度的信号。
如何取得这些控制信号呢,那就必须配置一些必要的在线检测和分析仪表。
这些仪表都是带有芯片的智能式仪表,带标准的电流输出,传送到PLC输入模块中。
3、网络系统:
污泥烘干设备的自动化控制系统是一个“分散控制、集中管理”的集散型控制系统,要作到集中管理,就必须把整个水厂的控制系统连接成一个系统网络,信息在整个网络中传输和共享。
一般来说每个PLC厂家都有自己的网络系统。
三、污泥烘干设备自动化系统的原则
先进性原则
污泥烘干设备自动控制系统设计应贯彻以当前较先进技术为设计的指导原则。
其主要原因是:
污泥烘干设备自动控制系统的实施运行,应保证其在相当时期的稳定和技术的不落后,这是由污泥处理厂生产运行的要求所决定的。
成熟的可扩展的原则
采用成熟的控制系统是污泥烘干设备自动化控制系统设计应贯彻的一个重要原则。
成熟的控制系统表现为硬件设备以与软件的成熟性。
在该设计方案中硬件设备我们采用成熟的PLC控制设备、电器与先进可靠的进口设备、仪表,软件采用成熟标准的工控软件包平台、组态软件包与相关应用监控软件,采用成熟的控制系统有利于污泥烘干设备自动化控制系统的改进、维修、维护,同时,有利于自控系统的扩展。
扩建性对污泥烘干设备自动化控制系统同样是重要的。
这种性能它保证了污泥处理厂工程的分期建设、扩建改造情况下,污泥烘干设备自动化控制系统的完整、合理。
标准规设计
本公司无论是在方案设计、设备选型、图纸设计、软件编程,还是在设备安装、系统调试过程中,都始终采用标准设计,遵循行业规,因为这一原则都会给自控系统生产运行、维护管理、日后软件升级带来极大的便利。
四、本工程的实施目标
1:
总体目标
达到设计的全部基本要求,整个自动化控制系统具有功能齐全、技术先进、造型新颖、智能化、自动化等特点,同时满足安全生产、可靠、经济运行。
整个系统的设计实施符合相关的国际标准、国家标准(GBJ93-86工业自动化仪表工程施工与验收规、GBJ131-90自动化仪表工程施工与验收规、GB50245-96电气装置安装工程低压电器施工和验收规等)和企业标准。
3、平均无故障运行时间
为保证产品,节约能耗,提高管理运行水平,仪表与自动化控制水平应达到国先进水平,工艺技术、设备选型先进、合理。
自动控制系统平均无故障运行时间MTBF满足并优于实时控制要求。
五、技术方案的主要容
本自动控制系统的技术方案根据工程设计的相关文件和图纸而编写的,我们在理解业主的需求,消化了设计方案后,针对污泥处理厂的工艺设备条件。
尽量做到自控系统设置合理、抗干扰能力强、易于管理,操作和维护、运行稳定。
从而确保400t/d污泥处理厂最终建设成具有国先进水平的现代化污泥处理厂。
总体设计的基本容:
(1)实施方案设计
根据控制工程的要求,从设计的完整性,功能的可靠性,以与工程实践中的合理性,可操作方面进一步“细化”成为真正能实施的方案。
(2)扩充设计
对设计方案中不完整的部分,如防雷系统、工艺参数采集系统、PLC系统等,给予补充,使整个自控系统更完美,更实用。
(3)应用软件的完善设计
根据设计方案,并实施方案,降低生产运行成本,确保长期稳定达标,故先进控制方案和优化控制系统软件的设计是必要的。
(4)安装调试角度考虑工艺电气,电缆的交叉面,接口的设计施工。
(5)根据生产工艺流程的要求,做出单机调试,设备联动,中央控制室PC机控制系统的全面调试方案,在单系统运行→整机联调→试运转→正式运行,发挥自动控制系统的作用。
(6)工程图纸的设计与提交,确保整个自控工程能优质建成。
六、技术方案的特点说明
1.完整合理本方案从自动控制工程的要求出发,结合400t/d污泥处理厂工程的工艺要求,利用我公司在自动化工程方面的成熟经验,力求系统功能的完整性,以与工程实践的合理性,使其成为真正可实施的方案。
2.先进可靠本方案中的自动控制采用的都是当前国外先进的技术和设备。
自动控制系统的硬件采用当前在自动化领域处于领先地位的德国西门子公司的成套设备,以使整个系统具有更好的兼容性和扩展性,监控软件系统使用的是目前先进、流行的西门子公司的WinCC组态软件和微软公司的视窗操作平台。
本方案不仅重视高新技术的应用,诸如建立数据总线(PROFIBUS)、变频技术(变频恒压联动系统)、软启动技术等,而且重视技术的可靠性,做到既可靠又先进。
3.经济实用在大量使用先进优质设备和产品的同时,充分考虑了业主的投资,在满足要求的条件下,尽量使用性价比较高的产品,从而使整个工程达到最优性价比,以实现“最少的投入,最佳的效益”目标。
本方案仅是初步方案,在工艺设计完成后,有待进一步的补充和调整,使整个自控系统更合理,更实用,更节省投资。
总之,本方案在工程建设中具有“承上启下”的作用,在获得业主认可后,我公司可以很快地绘制施工图,编制详细的设备清单,编写出各种监控软件、组态软件、通讯软件。
工程技术人员进入现场安装调试,投运系统。
并培训生产技术人员,按时交付验收提供竣工图纸。
第二章系统方案的构成概述
一、工程概况
污泥处理厂工程设计总归模为400吨/日。
1、本次自控系统设计按400吨/日规模。
2、进行自控系统,相关信号电缆、控制电缆、通讯电缆的施工图设计。
3、按400吨/日规模进行自控系统相关设备材料采购供应,系统集成,软件编制,施工安装,系统联调人员培训,系统投运验收,交付长期使用。
4、总体方案与PC机监控系统,自控仪表成套作出施工方案设计。
5、对总体与各部分的功能和相应的技术指标作出原则性设计和进行功能描述。
备注:
由于没有设计的完整的设计资料,在一些未知的细节本方案按照常规进行设计,如本方案中的一些设计与原设计的相关设计有些偏差,待与原设计完全交底后,再做相应修改。
二、污泥烘干自控系统控制工艺流程
污泥烘干处理工艺的选择是污泥处理厂设计最为关键的问题,直接关系到其工程造价、运行成本和产品质量。
以下就自控系统工艺进行介绍。
污泥烘干自控系统处理工艺流程如下(工艺流程图详见图一):
1、刮板输送机将污泥从密封储库运输到给料器。
刮板输送机由回转烘干窑进口温度传感器控制(如回转烘干窑进口温度低于500度,PLC采集温度传感器的变送数据,经过系统的运算处理,自动调节刮板输送机的低运行速度;如回转烘干窑进口温度高于500度,PLC采集温度传感器的变送数据,经过系统的运算处理,自动调节刮板输送机的高运行速度);随回转烘干窑进口温度的变化,而使采集数据和处理结果随之变化,系统也随之给予变化量的指令来控制刮板输送机的运转速度。
2、给料器将刮板输送机运输到给料器的污泥加入回转烘干窑。
(本给料器在此自控系统中不受控制)
3、回转烘干窑污泥在回转烘干窑,通过沸腾炉燃烧的热量来完成从湿污泥至干污泥的烘干过程。
沸腾炉的温度传感器检测到沸腾炉燃烧的温度至800度时,系统将给予回转烘干窑运转指令,已不至于烘干窑温度过高而使设备过热变形。
污泥进入回转烘干窑,随刮板输送机的运行速度和出窑处水分测试仪的检测数据,由PLC采集数据并运算,给予处理结果。
由于刮板输送机的运行速度和出窑处水分的变化量,而使采集数据和处理结果随之变化,系统也随之给予变化量的指令来控制回转烘干窑的运转速度和干物出窑率。
5、引风机系统给予回转烘干窑运行指令的同时也给予引风机运行指令。
引风机接收到系统发出的运行指令,在软启动的工作下,引风机由低速向高速运行,不至于启动电流过大造成变压器的影响。
从而引风机把回转烘干窑的气体和灰尘引出至旋风除尘器。
7、胶带输送机出窑干物料经胶带输送机输送至包装机或振动筛。
在本自控系统中,我公司设计在胶带输送机进口处,安装水分测试仪,以便于检测出窑干物料的水分。
水分测试仪检测出出窑干物料的水分低于35或高于38,系统将自动报警。
同时,通过下位机PLC采集水分测试仪变送输出的数据,反馈至下位机PLC。
经下位机PLC运算,给出指令自动调节回转烘干窑的转速和刮板输送机的运送物料的时间,同时,水分浓度数据通过上位机PC实时显示,并根据水分信号提供报警显示。
8、振动筛出窑干物料经胶带输送机输送至振动筛,经振动筛的粗、细料分离。
分别将粗料分离至粗料输送带,细料分离至细料输送带。
9、粗料输送带将分离的粗料经粗料输送带通过电机的额定转速输送到包装机
10、细料输送带将分离的细料经细料输送带通过电机的额定转速输送到螺旋输送机。
11、螺旋输送机将细料输送带输送的细料通过螺旋输送机电机的额定转速输送到煤仓。
三、污泥烘干自控系统工作流程
对于1#、2#污泥烘干系统,我公司建议方案采用两套独立的控制系统。
每套控制系统的总体控制方案为集散控制,即系统设计集中控制管理和独立分散控制自动二种工作方式:
独立分散控制状态,每台设备能独立启动、停止,自成子系统。
此工作方式可作为检测每台设备的工作性能调
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