制氧机DCS控制系统的设计与实现

论文摘要

为进一步推进萍钢公司在高位平台上的工艺装备升级和产品结构优化,降低能源消耗和生产成本,萍钢安源分公司进行了120万吨钢的节能减排技术改造。本文着重介绍了本次技改重要配套设施之一16500制氧机的DCS控制系统的设计与实现,从硬件及软件两个方面对控制系统进行了阐述。论文主要研究内容包括：1、分析了空气透平压缩机的启动、正常停机、故障联锁停机、入口导叶、放空阀及辅助设备的控制方法。2、在空气分离系统中着重对分子筛纯化系统切换阀的顺序控制方法进行研究。并对分离系统中控制方法较为复杂的、经典的控制方案从原理及方法上进行应用对比分析。3、详细研究了氧压机的启动、正常停机、故障联锁停机、喷氮联锁停机及其优先级控制方法的实现,同时对油泵等辅助设备的控制方法以及操作画面进行了设计。4、对氮气压缩系统的中压氮压机的通讯、低压氮压机启停及辅助油泵等设备的控制方案及操作画面设计进行了介绍。总之,本论文结合制氧生产工艺的特点及操作要求,设计出一套安全、可靠、先进的控制方案,系统界面友好、操作维护方便、冗错能力强。解决原始设计与生产活动之间的冲突,保障制氧机长期“安全、稳定、经济”运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的背景和意义
• 1.1.1 氧、氮在钢铁行业生产中的作用
• 1.1.2 课题背景
• 1.1.3 课题研究的意义
• 1.2 制氧机工艺及控制要求
• 1.2.1 制氧机工艺概述
• 1.2.2 制氧机控制要求
• 1.3 制氧DCS控制系统的发展及现状
• 第二章 DCS控制系统的软硬件设计
• 2.1 DCS控制要求
• 2.2 控制系统的选用
• 2.3 控制系统的硬件设计
• 2.3.1 DCS控制系统通信网络
• 2.3.2 控制系统的电源设计
• 2.3.3 冗余的硬件设计
• 2.3.4 卡件设计
• 2.4 控制系统的软件设计
• 2.4.1 系统组态软件
• 2.4.2 图形化编程软件
• 2.4.3 其它软件
• 2.5 本章小结
• 第三章 空气压缩系统控制设计
• 3.1 空气透平压缩机控制要求
• 3.2 空气透平压缩机工艺测点
• 3.3 空气透平压缩机工艺联锁
• 3.4 空气透平压缩机逻辑控制设计
• 3.4.1 启动、停机联锁逻辑
• 3.4.2 辅助设备控制逻辑
• 3.4.3 导页及放空阀控制
• 3.5 空气透平压缩机控制画面设计
• 3.5.1 空气透平压缩机油气路画面
• 3.5.2 空气透平压缩机轴承画面
• 3.5.3 空气透平压缩机联锁控制画面
• 3.6 本章小结
• 第四章 空气分离系统控制设计
• 4.1 预冷系统氮水泵联锁逻辑控制
• 4.2 分子筛纯化系统的控制设计
• 4.2.1 分子筛切换阀动作控制时序图
• 4.2.2 分子筛切换阀步序控制设计
• 4.3 空气进冷箱总阀V101逻辑控制
• 4.4 膨胀机联锁控制设计
• 4.5 氩系统中V705、V712控制
• 4.6 粗氩泵的变频控制设计
• 4.7 本章小结
• 第五章 氧气压缩系统控制设计
• 5.1 氧压机工艺测点
• 5.2 氧压机工艺报警联锁技术参数
• 5.3 氧压机逻辑控制设计
• 5.3.1 氧压机的正常启动控制
• 5.3.2 正常停车时的动作
• 5.3.3 重故障停车或紧急停车时的动作
• 5.3.4 喷氮停车时的动作
• 5.4 氧压机控制程序
• 5.4.1 联锁控制程序
• 5.4.2 启停控制程序
• 5.4.3 氧压机辅助设备控制
• 5.5 氧压机操作画面设计
• 5.6 本章小结
• 第六章 氮气压缩系统控制设计
• 6.1 与中压氮通讯设计
• 6.2 低压氮气压缩机控制设计
• 6.2.1 低压氮压机逻辑控制设计
• 6.2.2 低压氮压机操作画面设计
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录A
• 附录B
• 附录C
• 附录D