雷延明毕业答辩.ppt

太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 学生：雷延明导师：窦东阳目录 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 跳汰机排料控制系统的设计（模拟演示）5设计任务2关键设备启停设计（模拟演示）3跳汰机电磁风阀控制的设计（模拟演示）4各报表、曲线及报警事件的演示6选题背景1选题背景 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 选煤厂的集中控制对于选煤厂来说是具有重大意义的。选煤技术的发展初期，由于其技术简陋，致使车间中不得不集中较多工作人员，然而，选煤厂中的恶劣环境，以及各种危险的状况时刻在威胁着车间中工作人员的安全。而自选煤车间实现了集中控制以后，工作人员可以直接在监控室里操作车间里的设备，并且可以实现自动生产。因此很大程度上减轻了车间中工作人员的工作量，与此同时给企业带来更大的利润空间，提高了企业的效率，减小了管理压力。在工业技术及科学技术不断发展的今天，集中控制系统是选煤厂生产系统的核心部分,它为生产管理人员提供大量的实时现场信息,以利于调度指挥,极大地缩短系统启、停车时间,减少空载损耗,提高生产效率。同时还可以大大减少现场操作人员,减轻工人的劳动强度,同时还具有操作、检修、维护方便等优点。设计内容 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 简单了解选煤工艺以及跳汰机的原理 12 关键设备启停机4 跳汰机排料控制系统的设计3跳汰机电磁风阀控制的设计4 硬件设备选型、PLC 机架布置、PLC 程序编制等内容，组态王软件开发。关键设备启停设计 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 选煤厂中几个关键设备的启动和停车都要按照一定的顺序进行，与此同时在设备启动和运行过程中还需要实时监控这些设备的运行状态。这些设备的启动和停车都是通过西门子 PLC 控制实现的。根据太西选煤厂三分区的工艺流程图结合选煤厂逆煤流启车、顺煤流停车的基本思路，制定启停顺序如下：关键设备逆序启动1 需要按一定顺序启动的关键设备有，原煤给料，跳汰机，斗提机，精煤脱水筛，离心机，块精煤分级筛，煤泥泵，一二级振动弧形筛，离心脱水机。而且每个设备启动后延时五秒再启动下一个设备，其中的启动顺序为：如图 关键设备启停设计 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 关键设备顺序停车2 需要按一定顺序停止的关键设备有，原煤给料，跳汰机，斗提机，精煤脱水筛，离心机，块精煤分级筛，煤泥泵，一二级振动弧形筛，离心脱水机。而且每个设备停止后延时五秒再停止下一个设备，其中的停止顺序为：如图 关键设备启停设计 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 关键设备紧急停车3关键设备在除了正常的启停车之外，有时在一些突发情况下需要紧急停车，所以每一台关键设备上都必须有一个按钮用来紧急停车，同时在监控界面中也必须要有一个紧急停车的按钮以备某些突发情况使用。模拟演示4跳汰机电磁风阀控制的设计 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 分析跳汰选煤中主要需要控制的参数1 跳汰选煤的过程主要可以概括为两部分：第一是物料的分层；第二是产品的分离。分层过程受操作制度和原煤性质随机变化等因素的直接影响,它是分离结果好坏的前提;分离过程即排料过程,它直接受床层分布好坏、排料方式的合理性、控制系统的精确程度以及重物料层厚度检测的准确度等因素的影响,排料的准确性和适度性对分层过程的改善也有着明显的作用。准确的排料控制系统以及良好的排料装置能给原煤的分层以反作用，排料的控制精度直接影响到跳汰分选的产品质量、精度和分选效率。相反，准确排料的前提就是物料要分层清楚。而对于本设计研究对象中的筛侧空气室跳汰机来说使物料实现分层的设备主要是跳汰机的电磁风阀，它的进气期和排气期直接决定着物料的分层效果；而实现产品分离的装置则为排料控制系统，也就是床层厚度控制系统，所以以下的设计主要是针对这两部分的控制设计。跳汰机电磁风阀控制的设计 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 跳汰机电磁风阀的概述2 跳汰机主要需控制的装置之一就是电磁风阀装置,电磁风阀运行状况是否良好对选煤厂的生产效益及正常运行起着至关重要的作用。通过电磁风阀的通、断状态使高压空气(0.4 0.6MPa)按照编写好的程序向进气阀气缸、排气阀气缸和活塞的上下两部分交替进气和排气。风阀盖板是由活塞带动开启和关闭的,由风阀盖板的启闭可以实现低压空气(0.035 0.05 MPa)按一定的周期地进入筛下空气室,这样在空气室内能形成脉动压力，此脉动压力可以周期性的压筛下水，使筛下水在跳汰室内形成脉动水流,从而完成跳汰过程。电磁风阀的工作特性直接影响着跳汰机中水流的脉动过程,从而也就影响着跳汰机的工作效率与特性。1.排气电磁风阀 2.排气阀 3.排气口 4.排气管 5.进气阀 6.进气口 7.数控装置 8.进气电磁风阀 9.滤气阀 10.调压阀 11.油雾器跳汰机电磁风阀控制的设计 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 跳汰机电磁风阀的控制策略3如果要想达到预期的控制目标,需要安装一台水位传感器在空气室内,根据空气室内脉动水流在高水位G和低水位D之间振荡的要求和对跳汰室内物料振幅的要求,电磁风阀将会自动调整空气室的进气期、排气期、压缩期以及膨胀期。1机体 2风阀 3溢流堰 4自动排料装置 5排料轮 6筛板 7排中煤道 8分隔板跳汰机电磁风阀控制的设计 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 跳汰机电磁风阀的控制策略3 具体的控制过程为:在每一个周期的跳汰过程中，安装在空气室侧边的水位传感器不断的检测空气室中水位的变化,而且在每一个跳汰周期结束时,控制器采集并存储一个最低水位信号值 D和一个最高水位信号值G,当 G 与 D 的差(筛下水的脉动振幅)大于原来设定的水位振幅值和死区的和时,应该自动减小进气期的值H 和排气期的值L，使得检测到的水位振幅慢慢减小,直到其水位的振幅接近原来的设定值为止。同理,当 G 与D 的差小于原来设定的水位振幅值和死区的差时,应该自动增大进气期的值H 和排气期的值L,使得检测的水位振幅慢慢增大,直到其水位的振幅接近原来的设定值为止。除了控制以上所述空气室水位的振幅之外，为了避免由于产生“翻花”或“偏振”现象而搅乱已经形成的床层或使其很难形成良好床层的情况，还必须要控制水位在空气室的上限和下限之内波动。此控制过程与上面的类似：当高水位G 大于所设定的上限时,就应自动逐渐增加进气期的值H，减小排气期的值L,使得振荡中心下移即振荡整体下移的同时保持水位的振幅不变。反之,当低水位D小于所设定的下限时,就应自动逐渐减小进气期的值H,增大排气期的值L,使得振荡中心上移即振荡整体上移的同时保持水位的振幅不变。跳汰机电磁风阀控制的设计 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 模拟演示4由于受到工作风压力，物料床层厚度以及进排气两阀门的最大开度的影响，不是可以无限增大或减小进气期的值H 和排气期的值L的，在各种因素可以允许的波动范围内,水位振幅不变的情况下,H 和L 的值通常为 0.150.50s。当空气室的进气期已经调到了最大值,同时排气期已调到最小值,而且空气室的高水位G超过了上限,即:H=0.50s,L=0.15s,G 95%时，应该产生上限报警。此种故障的直接原因有:工作风压消失、排气缸常开、进气缸常闭等。当空气室的进气期已经调到最小值,同时排气期已调到最大值,而且空气室的高水位G比下限低,即:H=0.15s,L=0.50s,G 5%时，应该产生下限报警。此种故障的直接原因有:控制风压消失、排气缸常闭、进气缸常开等。当空气室的进气期和排气期都已经调到最大,而且空气室的水位振幅小于下限，即:H=L=0.50s,G-D 20%时 应该产生振幅下限报警。此种故障的直接原因有:控制风压消失、工作风压消失等。跳汰机电磁风阀的控制策略（报警设置）5跳汰机排料控制系统的设计 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 跳汰机排料控制系统的控制策略1 本控制系统的控制策略是：先由灰分仪测得精煤产品的灰分，然后将其信号转换成4 20mA电信号输出，再经数模转换器转换成数字信号与设定的灰分数字信号相比较，产生灰分偏差信号 e，经过控制器得出实际的床层希望值与浮标得到的床层信号进行比较后，传送给 PLC，再由 PLC 发出控制信号，控制执行机构调节闸阀的高度，从而控制跳汰机的排料过程。在组态王中通过PID 控件计算（组态王中可以设定初始值 SP，返回值 PV)，最终由组态王中发出控制值 YOUT信号给模拟量输出自动调节步进电机，从而实现闸板高度的调节，达到控制筛板床层厚度的目的。跳汰机排料控制系统的设计 Contents太西选煤厂三分区关键设备集控系统初步设计 跳汰机排料控制系统的硬件与软件设计2 跳汰机排料装置控制系统的硬件组成包括:控制器(PLC 系统)、执行机构、检测装置(浮标及测灰仪)跳汰机排料装置控制系统的软件流程图如左图所示软件流程是：首先对其进行初始化，然后进行信号采样，选取灰分偏差信号 e 作为第一个控制器的输入，再将第一个控制器输出的值与浮标传感器检测到的值比较，其值即为控制量。模拟演示3Thank you