1、xx四万制氧机工程仪电控系统施工工程 施工组织设计方案 目 录一、工程概况二、工程量三、编制依据四、电气装置安装五、仪控系统安装六、施工准备七、施工安全、环境保证措施八、设备材料管理九、设备和材料防护措施十、冬季施工方案十一、施工技术的质量控制措施十二、组织机构十三、施工机具十四、劳动力计划表一、工程概况：1、工程名称：xx四万制氧机工程仪电控系统施工地点：xx东厂区建设性质：技术改造工期安排：xx年11月1日开工； xx年1月30日竣工。 2、工程承包范围：xxxx四万制氧机工程仪电控安装项目包括制氧设备的仪、电（高、低压）控系统安装。具体安装内容包括空气过滤器及压缩系统、空气预冷系统、空气2、纯化系统、空气分离系统（含制氩系统）、透平膨胀机系统、氧气压缩系统、氮压机二期、冷却水、液储、液体蒸发等系统的仪表、高、低压电气设备、电缆、柜子等安装；施工还包括分馏塔区域照明电气施工。二、工程量 电气系统施工：空压机系统：主电机20200KW，电压10KV，变频启动；低压辅助项目安装调试；氧透系统（两套）：主电机一台6000KW，电压10KV，电抗器降压启动；一台4000 KW，电压10KV，电抗器降压启动；低压辅助项目安装调试；氮透系统（两套）：主电机一台3800KW，电压10KV，电抗器降压启动；一台2800 KW，电压10KV，直接启动；低压辅助项目安装调试；预冷系统、纯化系统、分馏塔3、系统、液储系统：低压电气设备的安装、调试；具体施工内容:高压电气系统施工：图纸76.18D9中的全部内容，原理图见D542。（1）高压配电室8面高压开关柜安装调试；（2）1台容量为10700KVA、电压等级为10KV/3KV的干式降压变压器安装调试；（3）1台容量为9700KVA、电压等级为10KV/3KV的干式升压变压器安装调试；（4）1套3600mm1200 mm2200 mm（宽深高）高压变频启动柜（3KV）、1面去磁柜、1面变频控制柜、1面励磁控制柜的安装调试；（5）3台10KV 2000/5A电流互感器安装（柜内）及相应铜母线（此母线施工方自采）的制作安装，两套氧透设备的12台10K4、V，500/5A电流互感器的安装（电机接线盒内）及相应铜母线（此母线施工方自采）的制作安装；（6）3台用于降压启动用的10KV干式铁芯电抗器安装；（7）3面空压机、氧透机旁操作柜安装；（8）3台S10-2500/10全密封变压器安装，变压器室内的3台负荷开关(FN3-10R)施工单位自采并安装；（9）2面直流屏安装调试；（10）5面UPS电源柜安装调试；（11）高压电气设备用高压电缆、控制电缆敷设接线；（12）电气设备交接试验、高压开关柜调试、高压电机系统调试、系统联动调试、试车；电气设备试验要求出具具有资质单位的试验报告。（13）设备到现场后的卸车及二次倒运。、低压电气系统施工：图纸76.15、8D3中的全部内容，原理图见D542。（1）26面MNS低压配电屏安装调试；（2）3台动力变压器至低压配电屏进线柜的密集型母线桥及联络母线桥(图纸设备表中的四段母线桥)由施工单位采购并安装，规格按照图纸设计达到4000A（不低于双层125mm*10mm），长度以图纸设计为参考，具体尺寸以现场实测为准；（3）6面电加热器调功柜的安装调试；（4）6台机旁操作箱安装调试；（5）2面液氩泵的低压变频柜（380V）；（6）11台检修电源配电箱（柜）安装；（7）低压电气设备电力电缆及控制电缆敷设接线，低压电气设备各系统调试，与DCS联动调试，试车。（8）设备到现场后的卸车及二次倒运。、分馏塔区域照明施工：6、图纸76.18D8中的全部内容，防爆灯具采用海洋王或森本SBD3103系列灯具，施工单位自采。、其他施工：（1）根据现场实际，需要在墙面凿电缆孔600mm500 mm约4个，120mm厚水泥浇筑地面凿孔800mm500 mm约4个。（2）施工还包括一期两台氮透低压电源的切改，拆除电缆 VV-1 310+16mm2 200米，重新敷设VV-1 310+16mm2 200米及相应的接线。（3）施工费用还包括电加热器、所有电机、电缆桥架等正常不带电设备的接地施工。（4）高压配电室还需砌筑1200mm1200 mm深度为1000mm的电缆沟，将原有电缆沟凿通后相接。（5）电缆隧道内需要修改爬梯，制作钢7、材量约30kg。（6）电缆孔洞的防火堵泥施工及安全验收检测费用，防火堵料施工单位自采。（7）电缆桥架施工，桥架施工单位自采。1.2、仪控系统安装：仪控系统安装范围：空压机系统 氧压机系统（两套） 氮压机二期系统（两套） 预冷、纯化系统 分馏塔系统 液体储存系统及气液转换装置系统 厂区氧、氮、氩管网仪表施工 仪控供电系统 就地仪表柜系统 分析仪系统 监控系统 DCS接地系统 DCS主机及操作柜、台等 以上系统全部进入DCS系统并负责电线、电缆的敷设与桥架的安装。施工界限：（1）压力、差压检测系统：空压、氧压、预冷、液储系统的压力、差压变送器就地集中安装，导压管接至测点，电信号接至DCS系统的I/8、O端子。空气、液储等系统加保温箱。纯化、增压、分馏系统的压力、差压变送器集中安装于变送器室，导压管经桥架敷设至测点，电信号接至DCS系统的I/O端子。就地指示、控制装置安装易于观察，电信号接至DCS系统的I/O端子。（2）温度检测系统：热电阻信号由测点接至DCS系统的I/O端子。就地指示、控制装置安装易于观察，电信号接至DCS系统的I/O端子。（3）流量检测系统：孔板流量计、电磁流量计、涡街流量计的安装与调试、安装检修平台。孔板的差压信号接至差压变送器。电磁流量计、涡街流量计信号接至DCS系统的I/O端子。（4）阀门：切换阀、调节阀的安装、调试及支托架、检修平台、防雨罩的制作安装。气源接至敷设9、至此的主气源管,控制与反馈信号接至DCS系统I/O端子。(5)分析仪表：样气由测点接至分析柜入口阀，采样管经桥架敷设。分析仪输出信号接至DCS系统的I/O端子。排气管由分析柜排气阀接至室外。(6)电量检测系统：由电量变送柜下端子接至DCS系统的I/O端子。(7)轴位移、振动检测系统：轴位移、振动检测系统的安装、调试,输出信号接至DCS系统I/O端子。(8)盘、柜、台的安装：DCS机柜安装于机柜室，地线接至接地网，按甲方图纸制作操作台并安装于主控室。分析仪柜安装于分析室。测振仪柜安装于主控室。膨胀机就地控制柜安装于膨胀机旁，气信号接至测点，电信号接至DCS系统的I/O端子。纯化系统的就地控制柜安10、装于分子筛旁，气源接至敷设至此的主气源管，并由电磁阀送至各阀，控制与反馈信号接至DCS系统的I/O端子。UPS与电池组安装于主控室，电源接至低压配电室空气开关，经供电开关送至各盘、柜、台等。(9)气源系统：主气源由纯化系统后V1251阀引出，送至制氧机各系统，各阀就近接引，并与原厂区气源通过阀门连通。(10)电缆桥架安装：各测量装置的电缆经穿线管后进入电缆桥架。制氧机各系统至机柜室。变送器室、分析室、测振仪柜、操作台、低压配电室、电量变送柜等至机柜室。(11) 与电气系统的信号联系电缆由电气装置的出线端子接至DCS系统的I/O端子。(12)系统的单体试车、联动静态试车、与整个制氧系统的联动试车11、。(13)配合土建埋设预埋件。（14）设备到现场后的卸车及二次倒运。三、施工布置：本施工方案是在各种施工条件具备的情况下拟定的，在施工中要与设计单位、施工管理单位、监理及建设单位相互联系，以确保工程保质保量如期完工。1、施工技术标准：(1)、建筑电气工程施工质量验收规范(GB50303-2002）。(2)、电气装置安装工程35KV及以下架空电力线路施工及验收规范(GB50173-92）。(3)、电气装置安装盘柜及二次回路管线施工及验收规范(GB50171-92）。(4)、电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范(GB50168-92）。(5)、电气装置安装工程接地装置施工及验收规范(GB501612、9-92）。(6)、电气装置安装工程高压电器施工与验收规范(GBJ147-90)。(7)、电气装置安装工程电气力变压器、油浸变压器、互感器施工及验收规范(GBJ148-90)。(8)、电气装置安装工程母线装置施工及验收规范 (GBJ149-90)。(9)、电气装置安装工程旋转电机施工与验收规范(GBJ170-90)。(10)、电气装置安装工程蓄电池施工与验收规范(GB50172-92)。 (11)、建设工程现场供用电安全规范(GB50194-93)。 （12）、冶金机械设备安装工程施工及验收规范 设备YBJ 208-85 （13）、冶金机械设备安装工程质量检验评定标准 设备YB9244-92 13、（14）、冶金机械设备安装工程施工及验收规范 液压、气动和润滑系统 YBJ207-85 （15）、冶金机械设备安装工程质量检验评定标准 液压、气动和润滑系统YB9246-92 2、施工原则：(1)、坚持安全第一的原则，坚决执行有关施工技术要求的规定，在确保安全的前提下，保证质量，力争加快工程进度。(2)、在施工时严格按设计图纸和文件的要求进行，按皮带机电气安装的技术要求施工及验收，施工顺序本着先主后次的原则，一面组织领取材料、机具及人员进场，一面组织人员熟悉施工情况和基本概况，待设备到货后开始安装，不误工期。(3)、工程所需的材料、配件、器具和设备必须具有质量合格证明书、规格型号及性能应符合国14、家标准和设计要求，对所有材料、设备、配件进场物资等都要进行验收，首先应看外观，包装是否完好，表面无划痕及外力冲击破损等。四、电气装置安装：1、电气管线敷设：(1)、金属导管必须接地(PE)或接零可靠；(2)、可以用焊接的方法来固定电线管；(3)、暗配的导管。埋设深度与建筑物、建筑物表面的距离不应小于15，明配的导管应排列整齐，固定点间距均匀，安装牢固；(4)、电缆导管的弯曲半径不应小于电缆最小允许弯曲半径；(5)、金属导管严禁对口熔焊连接，镀锌和壁厚小于等于2的钢导管不得套管熔焊连接；(6)、电线电缆穿管前，应清除管内杂物和积水。管口应有保护措施，不接入接线盒箱的垂直管口穿入电线、电缆后，管口15、应密封；(7)、三相或单相的交流单芯电缆，不得单独穿于钢管内。不同回路、不同电压等级和交流与直流的电线，不应穿于同一导管内，同一交流回路的电线应穿于同一金属导管内，电线不得有接头；(8)、按图纸规定敷线，电线管末端和接线盒的端子上标相应的号码，以便于安装检查和检修。2、变压器安装：(1)、按图纸设计的要求施工；(2)、变压器安装位置正确，附件齐全， 油浸变压器油位正常，无渗油现象；(3)、接地装置引出的接地干线与变压器的低压侧中性点直接接地，所有连接可靠紧固件及防松零件齐全；(4)、变压器安装时，用地脚螺栓固定的螺帽齐全，拧紧牢固，自由安放的应垫平放正，箱体接地PE应有标识；(5)、根据建筑电16、气工程施工质量验收规范进行施工。3、电缆桥架安装： 金属电缆桥架及其支架，和引入引出的金属电缆导管必须接地PE或接零PEN可靠。 (1)、金属电缆桥架及其支架全长不少于2处与接地PE或接零PEN干线相连接；(2)、直线段钢制电缆桥架长度超过30米，电缆桥架跨越建筑物变形缝处设置补偿装置；(3)、电缆桥架转弯处的弯曲半径不应小于桥架内电缆最小允许弯曲半径；(4)、电缆桥架水平安装的支架间距为1.53米，垂直安装的支架间距不大于2米；(5)、桥架与桥架间螺栓、桥架连接板螺栓固定紧固无遗漏，螺母位于桥架外侧；(6)、支架与预埋件焊接固定时，焊缝饱满；膨胀螺栓固定时，选用螺栓适配，连接紧固，防松件齐全17、。4、配电柜、控制箱安装：机旁控制箱用角钢支架固定在柱、墙上，落地控制柜用槽钢支架落地安装。 (1)、控制箱：操作箱的金属框架及基础型钢必须接地PE或接零PEN可靠，装有电器的可开启门，门和门框的接地端子间应用裸铜绞线连接，且有标识。(2)、低压成套配电柜：配电箱应有可靠的电击保护。(3)、柜、屏、箱、盘间线路的线间和线对地间绝缘电阻值。馈电线路必须大于0.5M，二次回路必须大于1 M。(4)、控制箱：操作箱内配线整齐，无绞接现象，导线连接紧密，不伤芯线，不断股，垫圈下螺丝两侧压的导线截面积相同，同一端子上导线连接不多于2根，防松垫圈等零件齐全。(5)、柜、箱、盘安装时相互间或与基础型钢应用镀18、锌螺栓连接，且防松零件齐全。(6)、柜、箱、盘安装垂直度允许偏差1.5,相互间接缝不应大于2mm，或列盘面偏差不应大于5mm，底边距地面为1.5m。(7)、柜、箱、盘间配线，电流回路应采用额定电压不低于750V，芯线截面积不小于2.5mm的铜芯绝缘电线或电缆，除电子原件回路或类似回路外，其他回路的电线应采用额定电压不低于750V，芯线截面积不小于1.5 mm的铜芯绝缘电线或电缆.5、电缆敷设：(1)、大于45度倾斜敷设的电缆每隔2m处设固定点。(2)、电缆出入柜、盘、台处以及管子管口处做密封处理。(3)、电缆敷设排列整齐，水平敷设的电缆首尾两端，转弯两侧及每隔510m处设固定点，敷设于垂直桥架19、内的电缆固定点间距控制电缆1000mm。(4)、电缆在支架上敷设，转弯内的最小允许弯曲半径10D。(5)、电缆与管道的最小净距。平行净距0.4m,交叉净距0.3m。(6)、电缆的首端、末端和分支处应设标志牌。(7)、施工完毕后，电缆按规定需刷防火涂料。6、安全接地：(1)、圆钢与圆钢搭接为圆钢直径的6倍，双面施工焊。(2)、变压器室、高低压开关室内的接地干线应有不少于2处与接地装置引出干线连接。(3)、明敷接地引下线及室内的接地干线的支持件间距应均匀，水平直线部分0.51.5m垂直直线部分1.53m，弯曲部分0.30.5m。(4)、接地线在穿越墙壁、楼板和地坪处应加套钢管或其他坚固的保护套管，20、钢套管应与接地线做电气连通。(5)、电气设备正常不带电的金属外壳均应可靠接地，接地电阻不大于4欧姆。7、电动机安装调试：(1)、电动机安装前，必须有兆欧表试验电动机的绝缘性能，如果电动机定子绝缘电阻未达2兆欧，转子绝缘电阻未达0.8兆欧时，必须将电动机干燥。(2)、电动机执行电动机执行机构绝缘电阻值应大于0.5M.(3)、电动机安装应牢固,螺栓及防松零件应齐全,不松动.防水防潮电气的接线入口及接线盒盖等应做密封处理.(4)、外观检查。电气试验。手动盘转和试运转看是否有异常情况。8、电动机抽芯检查主要检查以下方面：(1)、线圈绝缘层完好，无伤痕，端部绑线不松动，槽楔固定，无断裂，引线焊缝饱满，内21、部清洁，通风孔道无堵塞。(2)、轴承无锈斑，注油脂的型号。规格和数量正确。转子平衡块紧固，平衡螺丝锁紧，风扇叶片无裂纹。(3)、连接用紧固件的防松零件齐全完整。(4)、其他指标符合产品技术文件的特有要求。(5)、在设备接线盒内裸露的不同相导线间和导线对地间最小距离应大于8mm，否则应采取绝缘防护措施。9、绝缘电阻的测量，应符合下列要求：(1)、绝缘电阻的测量，应按现行国家标准电气装置安装工程电气设备交接试验标准的规定进行，对不同电压等级的设备或回路，应使用相应电压等级的兆欧表进行试验。(2)、主回路对二次回路及对地的绝缘电阻值，不应小于1M/kv。(3)、二次回路对地的绝缘电阻值，不应小于1M22、；在比较潮湿的地方，不宜小于0.5M。10、耐压试验，应符合下列要求：(1)、交流耐压试验值，应为产品出厂试验电压值的85%。(2)、当不宜施加交流试验电压时，可按规定施加与交流电压峰值相等的直流电压进行试验。(3)、耐压试验时，施加电压上升至试验电压值的时间，不应小于10s；加至试验电压后的持续时间均为1min，并应无击穿或闪络现象。11、绝缘试验前，对回路中的电子元器件、电容器、压敏电阻、非线性电阻、开关及断路器断口等，均应将其各极短接。对与绝缘试验无电气直接连接的回路或线圈，也应短接，并可靠接地。印刷电路等弱电回路在耐压时，可将其插件板拔出。12、裸母线、封闭母线安装：(1)、绝缘子的底23、座、母线支架等可接近裸露的导体应接地可靠。(2)、母线接触面保持清洁，涂电力复合脂螺栓孔周边无毛刺。(3)、连接螺栓两侧有平垫圈，相邻垫圈间有大于3mm的间隙，螺母侧装有弹簧垫圈。(4)、螺栓受力均匀，不使电器的接线端子受额外应力。13、成排的仪表盘、柜、操作台的安装应符合下列规定：(1)、同一系列规格相仿两盘、柜、台的顶部高度允许偏差为2mm；(2)、当同一系列规格盘、柜、台间的连接处超过2处时，顶部高度允许偏差为5mm；(3)、相邻两盘、柜、台接缝处正面的平面度允许偏差为1mm；(4)、当盘、柜、台间的连接处超过5处时，正面的平面度允许偏差为5mm；(5)、相邻两盘、柜、台之间的接缝的间隙24、，不大于2mm。五、仪控系统安装：1、现场仪表部分（l）、仪表的开箱： 仪表到货后，甲乙双方组织开箱，对照清单核对主附件，做好开箱记录。并妥善保管技术文件。（2）、仪表的保管：仪表位于通风干燥及温差较小的场所。（3）、仪表安装前的调整：所有外方仪表不需单校，所有国内配套仪表到货领出后，由调试人员组织单校，做好试验记录。（4）、仪表的定位：当管道安装基本成型后，由甲乙双方至现场，确定仪表位置，同时需明确管道内介质的各种参数以及是否保温，以便确定具体的安装方式。2、仪表、自动化管线敷设：(1)、金属导管必须接地(PE)可靠；(2)、明敷的电缆（线）导管用管卡来固定电缆（线）管；(3)、暗配的导管。25、埋设深度与建筑物、建筑物表面的距离不应小于15，明配的导管应排列整齐，固定点间距均匀，安装牢固；(4)、电缆导管的弯曲半径不应小于电缆最小允许弯曲半径；(5)、金属导管严禁对口熔焊连接，镀锌和壁厚小于等于2的钢导管不得套管熔焊连接；(6)、电线电缆穿管前，应清除管内杂物和积水。管口应有保护措施，不接入接线盒箱的垂直管口穿入电线。电缆后，管口应密封；(7)、三相或单相的交流单芯电缆，不得单独穿于钢管内。不同回路。不同电压等级和交流与直流的电线，不应穿于同一导管内，同一交流回路的电线应穿于同一金属导管内，电线不得有接头。(8)、按图纸规定敷线，电线管末端和接线盒的端子上标相应的号码，以便于安装检查26、和检修。3、电缆桥架安装：金属电缆桥架及其支架，和引入引出的金属电缆导管必须接地可靠。(1)、金属电缆桥架及其支架全长不少于2处与接地PE或接零PEN干线相连接；(2)、直线段钢制电缆桥架长度超过30米，电缆桥架跨越建筑物变形缝处设置补偿装置；(3)、电缆桥架转弯处的弯曲半径不应小于桥架内电缆最小允许弯曲半径；(4)、电缆桥架水平安装的支架间距为1.53米，垂直安装的支架间距不大于2米；(5)、桥架与桥架间螺栓、桥架连接板螺栓固定紧固无遗漏，螺母位于桥架外侧；(6)、支架与预埋件焊接固定时，焊缝饱满；膨胀螺栓固定时，选用螺栓适配，连接紧固，防松件齐全,立柱焊接,每125,横臂水平允许偏差2mm27、 。4、成排的仪表盘、柜、操作台的安装应符合下列规定：(1)、同一系列规格相仿两盘、柜、台的顶部高度允许偏差为2mm；(2)、当同一系列规格盘、柜、台间的连接处超过2处时，顶部高度允许偏差为5mm；(3)、相邻两盘、柜、台接缝处正面的平面度允许偏差为1mm；(4)、当盘、柜、台间的连接处超过5处时，正面的平面度允许偏差为5mm；(5)、相邻两盘、柜、台之间的接缝的间隙，不大于2mm。5、仪表箱、保温箱、保护箱的安装应符合下列规定：(1)、固定牢固；(2)、垂直度允许偏差为3mm，当箱的高度大于1.2m时，垂直度允许偏差为4mm；(3)、水平度的允许偏差为3mm；(4)、成排安装时应整齐美观。628、仪表盘、柜、台、箱在搬运和安装过程中，应防止变形和表面油漆损伤。安装及加工中严禁使用气焊方法。7、就地接线箱的安装应符合下列规定：(1)、周围环境温度不宜高于45度；(2)、到各检测点的距离应适当，箱体中心距操作地面的高度宜为1.2-1.5m；(3)、不应影响操作、通行和设备维修；(4)、接线箱应密封并标明编号，箱内接线应标明线号。8、温度检测仪表的安装应符合下列规定：（1）、接触式温度检测仪表（水银温度计、双金属温度计、压力式温度计、热电阻、热电偶等）的测温元件应安装在能准确反映被测对象温度的地方。（2）、在多粉尘的部位安装测温元件，应采取防止磨损的保护措施。（3）、测温元件安装在易受被测29、物料强烈冲击的位置，以及当水平安装时其插入深度大于1m或被测温度大于700度时，应采取防弯曲措施。（4）、表面温度计的感温面应与被测对象表面紧密接触，固定牢固。9、压力检测仪表的安装应符合下列规定：（1）、就地安装的压力表不应固定在有强烈振动的设备或管道上。（2）、测量低压的压力表或变送器的安装高度，宜与取压点的高度一致。（3）、测量高压的压力表安装在操作岗位附近时，宜距地面1.8m以上，或在仪表正面加保护罩。10、流量检测仪表节流件的安装应符合下列规定：(1)、安装前应进行外观检查，截流装置的出口边缘应无毛刺、圆角和可见损伤，并按设计数据和制造标准规定测量验证其制造尺寸。(2)、安装前进行清30、洗时不应损伤节流件。(3)、节流件必须在管道吹洗后安装。(4)、节流件的安装方向，必须使流体从节流件的上游端面流向节流件的下游端面。孔板的锐边或喷嘴的曲面侧应迎着被测流体的流向。(5)、在水平和倾斜的管道上安装的节流装置，若有排泄孔时，排泄孔的位置为：当流体为液体时应在管道的正上方，当流体为气体或蒸汽时应在管道的正下方。(6)、环室上有“+”号的一侧应在被测流体流向的上游侧。当用箭头标明流向时，箭头的指向应与被测流体的流向一致。(7)、节流件的端面应垂直于管道轴线，其允许偏差为1度。(8)、安装节流件的密封垫片的内径不应小于管道的内径，夹紧后不得突入管道内壁。11、物位检测仪表的安装应符合下列31、规定：（1）、浮力式液位计的安装高度应符合设计文件规定。（2）、浮筒液位计的安装应使浮筒呈垂直状态，处于浮筒中心正常操作液位或分界液位的高度。（3）、钢带液位计的导管应垂直安装，钢带应处于导管的中心并滑动自如。（4）、用差压计或差压变送器测量液位时，仪表安装高度不应高于下部取压口。12、自控设备安装 PLC柜用10基础槽钢，用膨胀螺栓固定在地板上，基础槽钢安装的水平度和垂直度必须符合要求，基础槽钢上敷设=5mm厚的绝缘橡胶板后，再安装柜子，确定柜子能够防震，成列成排的柜子安装盘面接缝及平整度等要求也必须符合要求。13、支架制作安装（1）、制作支架时应将材料矫正、平直，切口处不应有卷边和毛剌，制32、作好的支架应牢固、平正、尺寸准确。（2）、制作好的支架应把焊渣除净，并做除锈、防腐处理，支架刷漆应均匀完整。（3）、支架应用机械钻孔，不得用电气焊开孔。（4）、支架钻孔间距应均匀，支架长度应考虑工艺管道、设备有无保温层、防火层等因素影响，适当增减支架长度。（5）、安装支架时，应符合下列规定a、在混凝土上，宜采用膨胀螺栓固定。b、支架应固定牢固，横平坚直，整齐美观。在同一直线段上的支架间距应均匀。C、支架安装在有坡度的电缆沟内或建筑物构架上时，其安装坡度应与电缆沟或建筑物构架的坡度相同；安装在有弧度的设备或构架上时，其安装弧度应与设备或构架的弧度相同。（6）、支架不应安装在具有较大振动、热源、腐33、蚀性液滴及排污沟道的位置，也不宜安装在具有高温、高压、腐蚀性及易燃易爆等介质的工艺设备、管道以及能移动的构筑物上。（7）、水平安装的汇线槽及保护管用的金属支架间距宜为2米；在拐弯处、终端处及其它需要位置可适当减小间距；垂直安装时可适当增大间距。14、系统的线路联网及调试电缆线路敷设完毕并且联网系统具备使用条件后，根据甲方安排对各装置的系统逐个进行联网，联网一个系统调试完成投用一个系统，直至整个装置系统全部联网投用。六、施工准备：1、人员准备：做好施工人员的岗前培训，持证上岗，熟悉图纸提前进入现场了解情况，做到安装前心中有数。2、技术准备：组织施工人员看懂图纸，做好图纸会审工作，如现场发现问题应34、及时解决，避免出现安装方面的错误，在设备、材料基本到位时，技术人员和现场指挥依实际情况确定吊运方案。3、机械准备：施工前必须将使用机具检查合格后才能进入现场，布置到位，保证施工时使用安全，并做好设备的安全防护工作。七、施工安全、环境保证措施：1、遵守工程建设安全生产有关管理规定，严格按安全标准组织施工，随时接受安全人员依法实施监督检查，采取安全防护措施，消除事故隐患，实现安全系数100%。2、各级领导者强化“安全第一”意识，把安全工作放在首位，严格执行岗位责任制及奖惩制度，把安全工作切实抓紧、抓好。3、坚持每周例会制度，搞好安全教育，提高职工的安全意识。4、配备必要的安全保护用品，并抓好各种劳35、保用品的使用工作。5、各单项施工方案，施工组织设计方案及试车方案必须编制切实的安全措施，经总工、项目经理和现场安全负责人批准后，方可执行。6、试车前须由安全员和工程技术人员向作业人员进行全面、详细的安全措施交底，并做好记录。7、安装人员必须熟知其工种的安全技术操作规程，并且按规程规定认真执行。8、安全员每天巡回检查，发现隐患及时整改。9、施工现场设立安全标志牌，警醒大家注意安全。10、施工中建立安全互保对子，互相监督确保人身安全。施工安全、环保管理体系 安全、环保总负责人：王立君电气安全、环保负责人 仪控安全、环保负责人许松 乔广旭 安全员 材料员 资料员 安全员 专业工长 李克 刘秀兰 张静36、波 霍红亮 梁海伟八、设备和材料管理：1、接收设备和材料时，应进行验证，材料员将有关情况做好记录，以便入库时检查。2、材料员提料时索要“产品质量证明”，“说明书”等技术资料，并核对规格、型号及数量。3、技术人员负责对验收入库的设备、材料，签发使用意见。对甲方提供的设备材料，设立单独的库区，分类储存，保管员建立单独的材料台帐。九、设备材料防护措施：1、设备进厂后，应认真检查、清点，按顺序整齐摆放，并做好防雨措施，防止损坏或丢失。2、设备进厂后，按型号、规格进行存放管理，不得乱堆放。3、起重机运输设备时，必须根据实际情况采取必要的保护措施，以防损坏设备。4、电气设备设置室外时，必须搭设临时保护措施37、，以防雨淋、受潮。十、冬季施工方案1、冬季施工时，要采取防滑措施。2.施工现场及临时工棚内，严禁用明火取暖。3.电气设备，开关箱应有防护罩，通电导线要整理架空，电线包布应进行全面检查，务必保持良好的绝缘效果。4.脚手架、脚手板有冰雪积留时，施工前应清除干净，有坡度的跳板应钉防滑条或铺草包，并随时检查架体有无松动及下沉现象，以便及时处理。5.上下立体交叉作业的出入口楼梯，电梯口和井架周围应有防护棚或其它隔离措施。6.高层作业必须用安全带，进入工地必须戴好安全帽，楼面预留孔洞必须用盖板盖。7.工地临时水管应埋入土中或用草包等保温材料包扎，外抹纸筋。8.草包、草帘等保温材料，不得堆放在露天，以免受潮38、失去保温效果。9.现场的易燃、易爆及有毒物品应有专人保管，妥善安置。 十一、施工技术的质量控制措施1、施工图纸会审：施工图纸会审是的重要的环节，审图必须仔细、认真、注意关键，特别注意结构和构造对本工程质量的关系，提出合理化建议。技术交底： 以设计图纸、施工方案、工艺规程和质量验评标准为依据，编制技术交底文件，突出交底的重点，注重可操作性，保证质量为目的，使参与施工的人员了解所担负施工任务的设计意图、施工特点、技术要求、质量标准及“四新”技术的特殊要求等。施工日记管理： 项目部管理班子和作业班组负责人应记录施工中发现的质量问题和处理过程的日记，以便连续、详细、明了的全面反映出质量控制和管理动态及39、现状，使质量信息能得以及时反馈，及时研究调整管理措施。2、积累工程施工技术资料：工程施工技术资料是施工中的技术、质量和管理活动的记录，也是工程档案。它反映施工活动的科学性和严肃性，是工程施工质量水平和管理水平的实际体现，也是施工信誉的体现。故必须按规定全面、科学、准确地记录，及时收集、积累、归纳和整理，手续完备，不得有伪造、涂改、后补等现象。3、电气材料及设备进货检验和试验：进货前，不论是项目部自购还是业主提供物资均必须按规定检验和试验。 工程用材料需经检验和试验合格，方可入库和投入使用，经检验和试验为不合格的则作出明显的标识并隔离。 针对本工程的质量要求，应认真制定好材料供应计划，因生产需要40、来不及验证物资不准紧急放行，以防万一。4、过程检验和试验： 施工中的分项工程质量应在施工班组自检、互检、交接检的基础上， 由项目部施工员对质量进行复检并评定等级，再由专职质量员核定。过程中上下道工序未经检验或检验不合格，不得进入下道工序，并作出标识。过程中的分部工程质量应由技术负责人来组织评定。施工过程中对特殊部位的过程检验，如隐蔽工程等必须由项目部会同建设单位和监理单位共同检验、认证，并做好记录。当有业主亲自参加见证试验过程或部位时，要规定该过程或部位的所征地、见证和试验时间，如何按规定检验和试验，质量要求等内容。5、加强材料试验工作： 在原材料、成品、半成品进场后，除应检验是否有按国家规范41、标准及有关规定进行的试（检）验记录外，施工单位还要按规定进行某些材料的复试，决定是否使用。无出厂证明或质量不合格的材料、配件和备不得使用。6、施工操作的质量控制措施 对每个进入本项目施工的人员，均要求达到一定的技术等级，具有相应的操作技能，特殊工种必须持证上岗。对每个进场的操作过程进行考核，同时，在施工中进行考察，对不合格的施工人员坚决退场，以保证操作者本身具有合格的技术素质。 加强对每个施工人员的质量意识教育，提高他们的质量意识，自觉按操作规程进行作业，在质量控制上加强自觉性。施工管理人员，特别是质检人员，应随时对操作人员所施工的内容、过程进行检查，在现场为他们解决施工难点，进行质量标准的42、测试、指出达不到质量要求及标准的部位，要求操作者整改。 施工中各个工序要坚持自检、互检、专检制度，在整个施工过程中，做到工前交底，过程有检查，工后有验收的“一条龙”操作管理方式，以确保工程质量。施工质量管理体系质量总负责人：王立君电气负责人 仪控负责人许松 乔广旭 质检员 材料员 资料员 质检员 专业工长姜俊杰 刘秀兰 张静波 霍红亮 梁海伟十二、组织机构：为保证此项工程顺利进行，确保安装质量，安全与工期达到预期效果，特成立指挥组织机构组织机构项目经理：王立君技术负责人 质量负责人 安全负责人 经营负责人许松 霍红亮 李克 石俊晓技术员 材料员 资料员 安全员 专业工长姜俊杰 刘秀兰 张静波 43、李克 王志伟各部门负责人要协调一致，组织好安装任务的完成，确保安全文明施工。十三、施工机具：1、工机具配备1）、弯管机 1台（15”-70”） 2）、机械压线钳 2台(JQX18)，电动液压钳2台，液压打孔机2台，母线折弯机2台，机动绞磨机2台3）、砂轮锯 8台 (380V) (220V手提式) 1台4）、磁力钻 1台 (380V) 5）、角磨砂轮 3个6）、手枪钻 (13毫米 2把 6毫米 1把)7）、冲击钻（13毫米 2把） 8）、液压开孔器 1套9）、数字万用表 10块 10）、电焊机 10台11）、电剪刀 2把 12）、打号机 1台13）、电缆牌打印机 1台14）、云石锯 1个 15）44、大改锥 十字 5把 一字 5把16）、管钳 10” 2把 15” 2把 18” 2把17）、板手 12” 15把 15” 10把 18” 5把18）、测电笔 10把 19）、锯弓 15把 2、个人工机具清单1）、克丝钳 2）、尖嘴钳 3）、偏口钳 4）、活扳子 5）、测电笔 6）、一字改锥（大、中、小）7）、十字改锥（大、中、小）8）、电缆刀 9）、工具袋10）、皮五联11）、电工皮带主要施工机械设备明细表序号机械设备名称规格型号数量国别产地制造年份额定功率(KW)生产能力备注1电焊机BX-250-110台郑州宇兴2007年12月17良好2电动液压钳2台北京博飞2007年5月0.5良好3手枪45、钻JC2-326台上海飞高2006年12月0.5良好4砂轮锯8台上海锐奇2007年1月0.15良好5绝缘电阻测试表DZ-84块北京博宇2007年5月良好6兆欧表2500V1块淄博恒光2007年3月良好7兆欧表500V1块淄博恒光2007年3月良好8弯管器1个天津原达2006年5月良好9万用表10块上海锐奇2008年3月良好10切割机J3G3-400型2台杭州信祥2007年1月3良好11电动液压钳UB-4/122台美国2007年1月5良好12液压打孔机SH-70A2台美国2007年6月良好13母线折弯机HYBN-1202台美国2008年6月良好14机动绞磨机SJ-5-12台石家庄荣昌2008年546、月4.5良好拟配备本标段的试验和检测仪器设备表序号仪器设备名称型号规格数量国别产地制造年份已使用台时数用途备注1直流电阻箱EX25a 2台上海1981年数显表和配电器校验2压力校验仪HR-YBS-WY1台江苏2009年校验压力和差压变送器3多路信号发生/校验仪HR-20B1台江苏2009年提供mA、mV信号4电流表C411台上海1990年测量电流信号5直流电源HY1791-31台淮安2005年提供24V鄡压电源6多用表DMM26501台北京2005年没电流、电压、电阻7手持终端Honeywell1台北京2005年调校honeywell压力变送器主要工程进度表序号名称工期备注1高压系统 40天247、低压系统60天3分馏塔区域照明施工30天4仪控系统90天说明:此施工工期是在各个施工专业具备电气施工条件下制定的。劳动力计划表单位：人工种按工程施工阶段投入劳动力情况电缆导管敷设电缆桥架安装一次仪表安装二次仪表安装电气设备安装PLC设备安装通讯设备安装电缆、网线敷设网络组建软件安装、编程单体调试联动调试电工622126622224仪表工88810888224力工30401010301010302焊工88466664管工222222起重工111技术员111111114444安全员222222222222毕业设计论文 链篦机-回转窑球团烧结过程控制系统研究摘 要随着我国球团生产技术的不断发展，特别48、是在生产中链篦机-回转窑设备的比例不断的加大，设备大型化是目前国内外球团生产的一个重要标志，是未来球团发展的总趋势。结合实际本论文对链篦机-回转窑自动控制系统作了深入的研究，通过详细分析球团烧结的现场工艺、控制要求和过程特点，采用先进的自动控制技术完成球团烧结链篦机-回转窑自动化控制系统的设计。通过设计使现场工作人员可以及时了解生产状况,从而有针对性的调整生产工艺参数提高生产质量。结合鞍钢氧化球团生产工艺技术要求，应用西门子PROFIBUS-DP现场总线和以太网技术实现链篦机-回转窑球团烧结过程自动化的硬件组态、网络配置、集中管理和自动化控制功能。此自动控制系统的软件设计采用模块化的设计思想，49、PLC控制系统采用STEP7来完成硬件的组态。在控制系统中组态软件采用WinCC 6.0进行系统的集成，以满足在实际生产中的需要。链篦机-回转窑球团烧结生产过程自动化系统的实施，提高了产品的产量和成品球团矿的质量，对提高球团企业的整体经济效益具有推动作用，同时为复杂工业过程控制提供了实用的方法。关键词： 球团烧结，PLC，WinCC 6.0，链篦机-回转窑Design of Grate-kiln Pellets Sintering Process Control SystemAbstractAlong with the development of domestic pellets produ50、ction technique and unceasing proportion enlarge of grate-rotary kiln equipment, the large scale equipment is an important symbol presenting domestic and foreign pellet sintering plants, which is the general developing of pellets plants. The paper carries through research on the grate-rotary kiln au51、tomatic control system based on the analysis the pellets sintering technology, the control request and process characteristic. The advanced automatic control technology is adopted to complete the pellets sintering control system design. The production condition is promptly understood by talk with th52、e operators. The paper unifies the production technology request of the oxide pellets sintering process in Anshan iron and steel company to design systematic hardware configuration, network configuration, the centralized management and the automation control function based on the Simens PORFIBUS fie53、ld bus and the Ethernet technology. The design of systematic software adopts modularization concept. The system uses STEP7 to design PLC control system to complete hardware configuration. The configuration software uses WinCC 6.0 in the control system to carry on the system integration in order to m54、eet the actual production need. The implementation of the automated system of grate-rotary kiln sintering production process enhances the product output and pellet quality, raises the economic efficiency, and provides the practical method for the complex industry process control.Keywords：pellets sin55、tering integrated，PLC，WinCC 6.0，grate-rotary kiln目 录摘 要IABSTRACTII1 绪 论11.1 球团烧结过程概述21.1.1 链篦机-回转窑氧化球团烧结工艺流程21.1.2 链篦机-回转窑-环冷机的检测和自动控制31.2 球团烧结主要设备及结构特点31.2.1 链篦机结构特点31.2.2 回转窑结构特点41.2.3 环冷机结构特点51.3 工业过程控制的发展与现状51.4 论文的主要研究内容与结构安排62.1 PROFIBUS-DP现场总线过程控制系统72.1.1 PROFIBUS-DP概述72.1.2 PROFIBUS-DP网络结构与网56、络接口72.2 工业以太网技术82.2.1 工业以太网概述82.2.2 现场总线与以太网结合82.3 PLC在链篦机-回转窑自动控制系统中的应用82.3.1 STEP7编程软件概述82.3.2 链篦机-回转窑-环冷机控制系统的机架组态112.3.3 PLC控制系统实现的功能112.4 小结133.1 WinCC组态软件的体系结构143.1.1 用户接口和操作143.1.2 图形系统143.1.3 报警系统153.1.4 归档系统153.2 利用WinCC实现球团烧结过程的实时监测153.3 小结20结 论21致 谢22参考文献231 绪 论铁矿球团是20世纪早期开发出的一种细粒精矿的造块方法。57、它是富矿资源日益枯竭、贫矿资源大量开发利用的结果。随着现代高炉炼铁对精料的苛刻要求，以及钢铁冶炼短流程的兴起，球团矿在钢铁工业中的作用愈加重要。随着国际、国内市场的不断发展，对产品质量的要求越来越高。因此追求高质量的产品、低成本的消耗成为企业能否在激烈的市场竞争中立于不败之地的最首要的保证。我国钢铁企业的劣势之一是铁矿资源品质差，铁精矿质量低，成本高。企业在面对入世后钢材市场激烈竞争的局面，要求生存，求发展，在市场竞争中立于不败之地，必须提高产品质量，降低生产成本，才能与国际市场接轨。我国球团生产发展在相当长时期内一直处于企业数量少、规模小、水平低，“小而散”的生产状态，所生产的球团矿品位低、58、冶金性能差、质量不稳定，无法满足高炉生产需要。随着我国炼铁工业逐渐形成的以高碱度烧结矿合理配用酸性球团矿为主要形式的高炉炉料结构的确立，促使球团矿成为高炉炉料的重要组成部分。近十多年来，我国球团矿生产得到较快发展，年产量达到3000万t，但仍仅占高炉炉料的10%左右，与国外高达50%甚至更高比例相比，相差甚远，我国球团生产具有良好发展前景。目前在我国链篦机-回转窑氧化球团装置的建成投产和多年的连续生产实践，为我国链篦机-回转窑氧化球团的发展，提供了成熟的经验和可靠的技术依据1。生产中链篦机-回转窑设备的比例在不断加大,设备的大型化是目前国内外球团生产的一个重要标志，是未来球团工业发展的总趋势。59、针对链篦机-回转窑工艺球团烧结这样的复杂生产过程，自动控制的主要目标是稳定生产工艺状况，避免人为因素造成产品质量和产量的剧烈波动，确保生产能够获得最大的效益，这就对生产过程自动化控制提出了如下的要求：必须通过先进的计算机控制手段实现关键工艺参数的稳定化控制，保证生产产量和质量目标的实现，以获得最大的生产效益，这就是基于生产工艺目标要求的计算机控制问题。实现这一控制目标存在两方面的问题需要解决：复杂工业过程的关键参数稳定化控制和这些参数的优化配置。解决第一个问题，可以降低生产过程的波动，确保生产的安全、稳定和持续运行；解决第二个问题，可以将系统维持在较优的状态，提高产品的产量和质量，提高生产效益60、。1.1 球团烧结过程概述 链篦机-回转窑氧化球团烧结工艺流程链篦机-回转窑球团法是一种联合机组生产球团矿的方法2。它的主要特点是生球的干燥预热、预热球的焙烧固结、焙烧球的冷却分别在3个不同的设备中进行。而作为生球脱水干燥和预热氧化的热工设备-链篦机，它将生球布在慢速的篦板上，利用环冷机的余热及回转窑排出的热气流对生球进行鼓风干燥及抽风干燥、预热氧化，脱除吸附水和结晶水，并达到足够的抗压强度（300-500N/个）后 直接送入回转窑进行焙烧，由于回转窑焙烧温度高，且回转，所以加热均匀，不受矿石种类限制，而且可以得到质量稳定的球团。1. 氧化焙烧系统经过链篦机预热后的球团通过铲料板和给料溜槽给人61、回转窑中，并在随回转窑沿周边翻滚的同时，沿轴向朝窑头方向移动。在窑头装有专门设计的双调节伸缩式喷煤管，通过煤管伸缩和一次风量变化控制煤粉燃烧的火焰形状和火焰长度。同时将环冷却机一冷段1100 热废气引入窑头罩，作为补充二次风。以保证窑内所需焙烧温度。球团在窑内主要受热辐射作用，边翻滚边焙烧，从而得到均匀焙烧。回转窑内球团焙烧温度1 2501300 ，球团在回转窑中停留时间约为30 min。焙烧好的球团通过回转窑窑头罩内溜槽和固定筛卸到环冷却机受料斗内。2. 成品球团矿冷却系统环冷却机承担回转窑排出的温度近12501300 的热球团矿，其粒度为816 mm，FeO含量低于8，经过窑头罩固定将大块62、筛出后，通过环冷却机受料斗均匀布在环冷机台车上。球团矿在环冷却机上被冷却，正常冷却时间48 min，同时球团矿中剩余的FeO得到进一步氧化，最终使球团矿中FeO含量降低1以下，温度降到150 以下。环冷却机烟罩分四个区域，一冷段1100 热气通过受料斗上部窑头罩和平行管道直接回回转窑用于提高窑内气氛温度；二冷段760 热气流直接通过热风管道和沉降室返回链篦机预热1段烟罩，用于球团的干燥和预热；三冷段360 热风由风机引至链篦机鼔风干燥段兑入冷风，对链篦机链床上的生球进行鼔风干燥；四冷段90105 废气通过环冷机上的烟筒直接排放。环冷机鼓风机通过风门自动调节冷却风量，控制回热风温度。 链篦机-回63、转窑-环冷机的检测和自动控制1. 链篦机干燥预热系统链篦机干燥预热系统的检测和控制的项目有链篦机速度、料层厚度的检测和控制；链篦机-回转窑-环冷机速度联动比例控制；链篦机鼔风干燥段、抽风干燥段和预热段烟罩温度及其压力的检测与调节；鼔风干燥段、抽风干燥段和预热段风箱温度及其压力的检测；链篦机回水流量和进水压力的检测与显示。将检测信号送计算机和电气连锁。2. 回转窑氧化焙烧系统回转窑氧化焙烧系统的检测和控制项目有回转窑点火用煤粉量控制；回转窑点火烧嘴用一、二次风量的检测与控制；回转窑窑位的检测及控制；回转窑窑内气体最高温度的检测与控制；回转窑窑皮温度、窑头和窑尾密封罩温度、固定筛水冷回水流量和给水64、压力的检测。3. 环冷机冷却系统环冷机冷却系统检测和控制的项目有二冷段、三冷段回热风温度的检测和控制，二冷段、三冷段回热风压力的检测、显示和报警；根据排矿温度信号自动控制环冷风机的转速，改变风量，以调节排矿温度；环冷机机速、料厚、卸料斗料位的检测和控制。环冷机冷却风机出口压力、冷却水进水压力和冷却水进水流量的检测显示。1.2 球团烧结主要设备及结构特点 链篦机结构特点1. 传动装置传动装置形式为双侧传动，主要由电动机、悬挂减速装置和稀油润滑系统等组成。其驱动方式为：电动机悬挂减速装置链篦机头部主轴装置。为适应链篦机生产能力和原料状况的变化，设计中选用了变频专用电动机进行变频调速，使链篦机运行装65、置的运行速度在一定范围内实现了无级调速。悬挂减速装置采用三环减速机形式，左右各一套，通过膨胀套连接悬挂在头部主轴的两端。2. 运行部分运行部分是链篦机的核心，它是由驱动链轮装置、从动链轮装置、侧密封、上托辊、下托辊、链篦装置及拉紧装置组成。驱动装置安装在链篦机的头部链轮轴上装有6个等间距的链轮。轴承采用滚动轴承，该轴承设计成水冷式，同时侧板采用耐热内衬隔热。主轴为中间固定，两端可自由伸长，轴心采用通水冷却措施。侧密封包括静密封和动密封。静密封固定在链篦机的骨架上，动密封由链篦机的侧板所形成。3. 铲料板装置铲料板装置包括铲料板及支承、链条装置、重锤装置及拉紧装置。铲料板的主要作用是将篦板上的物66、料送入回转窑。重锤装置可以使铲料板做起伏运动，既可以躲避嵌在篦板上的碎球对铲料板的顶啃，又可以防止铲料板漏球，铲料板支撑梁采用通水冷却，以提高其使用寿命。 回转窑结构特点回转窑主要由筒体、窑头、窑尾密封装置、传动装置、拖轮支承装置，滑环装置组成。筒体由两组拖轮支承，靠一套大齿轮及悬挂在其上的柔性装置、液压马达驱动筒体旋转，在窑的进料端和排料端分别设有特殊的密封装置，防止漏风、楼料。 1. 窑头、窑尾密封装置：窑尾密封装置由窑尾罩、进料溜罩及鳞片密封装置组成，主要是联系链篦机头部与回转窑筒体尾部，组成链篦机与回转窑的料流通道。窑头密封装置由窑头箱及鳞片密封装置组成，主要是联系回转窑头部与冷却机给67、料斗，由回转窑筒体来的焙烧球团矿，进入窑头箱后通过其下方的固定筛，由给料斗给到冷却机台车上进行冷却。 2. 筒体：筒体由不同厚度的钢板焊接而成。筒体支承点的滚圈是嵌套在筒体上的，并用挡铁固定在筒体上。 3. 支承装置：本回转窑有两个支承点，从排料端到进料端分别为1号和2号；其中2号靠近传动装置，在安装时定为基准点。每组支承点均由嵌在筒体的滚圈支承在两个拖轮上，它支承筒的重量并防止筒变形。拖轮轴承采用滚动轴承，轴承由通向轴承座内的冷却水来冷却。筒体安装倾斜角度2.5至3.0。由推力挡轮来实现窜窑时筒体的纵向移动。 4. 传动装置：回转窑传动方式有电机-减速机传动方式和柔性传动方式。电机-减速机传68、动方式由于安全性差、噪音大，新设计的回转窑一般不予以采用。柔性减速装置提供回转窑的旋转动力，它装在大齿轮上的连杆与筒体连接而使筒体转动。主要由动力站、液压马达及悬挂转速机等组成。 5. 热电偶滑环装置：热电偶滑环装置用于将热电偶的温度信号送到主控仪表室进行监控，以作为温度控制的重要依据。回转窑是一个尾部高，头部低的倾斜筒体。球团在筒体滚动爆落的同时，又从窑尾向窑头不停的滚动落下，最后经窑尾排出，也就是说球在窑内的焙烧过程是一个机械运动、理化反应与热工运动的综合过程。 环冷机结构特点环冷机是由支架、台车、导轨、风机、机罩及传动装置组成。环冷机是一个环状槽形结构，由若干可翻转的台车组成环形工作表面69、，环形式中车两侧围有内外墙，构成环状回转体，内外墙内壁均衬有耐火材料。回转环体上部固定一个衬有耐火材料的环冷机罩。回转环体与固定机罩之间设有砂封装置，防止漏风。环冷机可分成给矿部、高温部（第一冷却段）、低温段（第二、第三冷却段）和排矿部等几部分。1.3 工业过程控制的发展与现状工业过程控制是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术。目前，工业过程控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展3。1. 以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流工业控制自动化主要包含三个70、层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。传统的自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或小型机组成。20世纪90年代以来，由于PC-based的工业计算机（简称工业PC）的发展，以工业PC、I/O装置、监控装置、控制网络组成的PC-based的自动化系统得到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化的重要途径4。2. PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展由于最初采用计算机的设计思想和适应各种现场应用的设计思路，因此随着电子事业的飞速发展，PLC已超越了传统逻辑控制的意义5。71、微型化、网络化、PC化和开放性将是PLC未来发展的主要方向。1.4 论文的主要研究内容与结构安排 本文对链篦机-回转窑氧化球团烧结工艺进行了充分调研，并且广泛收集了链篦机、回转窑、环冷机的数据参数进行了深入分析研究。链篦机-回转窑自动化控制系统采用西门子PLC控制系统，过程综合自动化系统实现了逻辑连锁控制、基础回路控制、优化控制、运行管理和系统管理等功能12。控制系统在实现“三电一体化”的基础上成功利用PROFIBUS现场总线将ET200M远程I/O系统连接到控制系统中。链篦机、回转窑、环冷却机的自动控制过程应用工控组态软件WinCC 6.0设计完成。本文的结构安排：第一章绪论对链篦机-回转窑72、氧化球团烧结的工艺流程进行了概述，并对其检测与监控进行了说明。对链篦机、回转窑、环冷机的结构特点进行了介绍，最后对工业过程控制的现状进行了叙述；第二章主要对链篦机-回转窑-环冷机计算机自动控制系统的硬件配置进行了介绍；对现场总线、工业以太网、STEAP7和PLC都进行了详细的说明。第三章主要对链篦机-回转窑-环冷机计算机自动控制系统的软件设计，该设计是基WinCC 6.0工控组态软件完成的。2 链篦机-回转窑-环冷机控制系统的硬件配置根据链篦机-回转窑烧结生产线的工艺特点及技术要求，设计的生产过程自动化系统采用西门子的Profibus-DP过程现场总线和工业以太网技术，实现了工控机、PLC、远73、程I/O、直流调速装置、交流变频装置及现场智能仪表的通信连接，实现了球团生产的集中管理和分散控制。2.1 PROFIBUS-DP现场总线过程控制系统2.1.1 PROFIBUS-DP概述PROFIBUS-DP用于现场设备级的高速数据传输，中央控制器通过高速串行总线同分散的设备进行通信。原则上，PROFIBUS-DP协议在任何处理器上多可以实现，在微处理器内部或外部安装通用异步收发器即可完成。但数据传送数率超过500 kbps或需要使用IEC1158-2传输技术时，建议使用协议专用芯片。 多数数据交换采用周期方式，除了周期通信方式外，智能现场设备也采用周期性通讯方式，以进行组态、诊断和报警处理。74、中央控制器周期地读取从站的输入信息，并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比中央控制器的程序循环时间短，在很多应用场合，程序应用时间约为10 S。2.1.2 PROFIBUS-DP网络结构与网络接口1分段结构为满足PROFIBUS-DP的最大数据传输速率12 Mbpt的要求，在一条双绞线电缆的总线系统上，最多可以管理和监控127台设备，不过必须分成几段，每断32个站，段与段之间可以用中继器连接，与MPI协议网络一样，在最低通讯速率时，两中继器之间的通讯距离可达1000 m每段的首尾接口都必须接终端电阻。2主站与从站主站分为1类主站和2类主站。1类主站可以是带DP口的（或DP通讯模块）S75、7-300、400，或者是带通信卡的PC，可以从站发送和接收数据；2类主站通常为编程器和操作面板，2类主站只能有选择性地接受从站发送给1类主站的数据，而不能从站发送和接收数据进行控制，从站是被动的节点必须在它的1类主站的控制下发送数据，从站可以是S7-200/300/400和PC等。2.2 工业以太网技术 工业以太网概述 所谓工业以太网，是指其在技术上与商用以太网(IEEE802.3标准)兼容，但材质的选用、产品的强度和适用性方面应能满足工业现场的需要。 现场总线与以太网结合如今的控制网络中，工业以太网己经成为企业层和控制层的主要网络技术。工业以太网贯穿于整个工业控制网络的各个层次，在提高了带76、宽和响应时间的同时，以其良好的互连性和可扩展性使之成为真正的开放式网络。2.3 PLC在链篦机-回转窑自动控制系统中的应用由于链篦机-回转窑自动化控制过程的复杂性，其计算机控制系统考虑采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC为核心的控制。PLC控制系统采用STEP7 V5.1来完成硬件组态、地址和站址的分配以及PLC程序编制、测试、调试和文档处理。 STEP7编程软件概述本系统采用SIMATIC S7-400的配套编程工具STEP 7完成硬件组态、参数设置、PLC程序编制、测试、调试和文档处理13。STEP 7中集成的SIMATIC编程语言和语言表达方式符合EN61131-3或IE77、C1131-3标准，并运行在操作系统Windows 98/2000下并与Windows的图形和面向对象的操作原则相匹配。STEP 7标准软件包提供的应用工具如图2.1所示。图2.1 STEP 7 标准软件包(1) SIMATIC管理器：SIMATIC管理器集中管理有关SIMATIC S7、SIMATIC M7、SIMATIC C7的所有工具软件和数据，编辑所选数据所需要的工具由SIMATIC Manager自行启动。(2) 符号编辑器：符号编辑器可以管理所有的共享符号，具有为过程信号（输入输出）、位存储和块设定符号名和注释分类功能；从/向其它Windows程序导入/导出的功能。用这个工具生成的78、符号表可供所有其它工具使用，因而对一个符号特性的任何变化都能自动被其它工具识别。程序块中可采用符号、注释来代替抽象的绝对地址，程序的可读性好，易于调试和维护。(3) 诊断硬件：该功能能够提供可编程控制器状态的一个概况。这个概况中可以显示符号指示每个模板是否正常或有故障。双击故障模板显示有关故障的详细信息。信息的范围依据各个模板而定。(4) 编程语言：用于S7-300和S7-400的编程语言梯形逻辑、语句表和功能块图是标准软件包的一个集成部分。(5) 硬件组态：为自动化项目的硬件作组态和参数赋值，具有以下功能：组态可编程控制器；组态分布式I/O、组态中央I/O和以通道为单位的I/O；给CPU赋值79、参数的过程中通过菜单的指导设置属性；用对话框设置方式实现模板的参数赋值。(6) NetPro网络组态：用于定义经MPI网络连接的自动化组件之间的时间中断，循环数据传送或者定义用MPI、SINE L2、SINEC H1事件中断的数据传输。(7) 生成用户程序：STEP 7提供语句表（STL）、梯形图（LAD）和控制功能图（FBD）等编程语言；而且，为了某些特殊的任务，还有另外的编程语言或面向工艺的组态可供使用，这些都是模块化SIMATIC工控软件的一部分。S7 CPU操作系统连续循环地执行OB1。PLC上电，OB100(启动模块)结束后，操作系统调用OB1，当OB1运行结束后操作系统再次启动OB80、1。在OB1中编制逻辑程序或调用其他功能块，下载后CPU就扫描执行用户程序；扫描周期开始，操作系统先读取输入值并录入过程输入映像表中，接受各种全局数据，CPU在处理过程中将使用这些值；程序计算的输出值存放在过程输出映像表中，扫描结束，操作系统读取输出值传送到过程输出口，并发送全局数据；如此循环执行（如图2.2所示）。图2.2 S7系列PLC的扫描过程球团烧结过程计算机控制系统的程序设计采用模块化、结构化编程，应用OB、FB、FC 块及相关数据块DB组成球团生产自动控制程序，在软件设计中采用了抗干扰措施。 链篦机-回转窑-环冷机控制系统的机架组态系统通过现场总线与工业以太网实现主站与主站，从站与81、从站，从站与现场设备之间的连接实现了全自动化的远程控制，其机架组态如图2.3所示。西门子PROFIBUS-DP现场总线及ET 200系列分布式I/O的使用降低了系统设计、制造、安装、维护的成本，易于扩展，可有效提高生产效率。2.3.3 PLC控制系统实现的功能整个球团生产自动控制由下位机PLC完成实时控制，通过开放的PROFIBUS-DP图2.3 链篦机-回转窑-环冷机系统的PLC机架组态现场总线连接各个部件，构成分布式控制系统，实现顺序控制、逻辑控制、联动和连锁控制以及信号传输、报警和数据采集等，同时设有人工紧急停车处理按钮。EWS工程师站提供方便的PLC和监控软件在线和离线维护、测试和开发82、功能。球团烧结生产过程控制系统的PLC程序采用结构化程序设计方法，分为组织块、功能块、功能块和共享数据块四种类型。链篦机-回转窑氧化球团生产的控制系统的运行可分为三个阶段，即启动阶段、正常运行阶段和停止阶段。在启动和停止阶段需要完成链篦机机组、回转窑机组和环冷机机组等设备装置的启停操作，而正常运行阶段主要实现对各个生产过程变量的控制调整操作，包括基本的回路闭环控制操作和高级的优化控制操作。因此链篦机-回转窑氧化球团生产综合自动化系统的过程控制功能包括逻辑连锁控制、基础回路控制和优化控制功能。这里主要介绍逻辑连锁控制功能和基础回路控制功能。1. 逻辑连锁控制功能逻辑连锁控制可实现各设备装置的单机83、起停操作和全线联动起停操作。逻辑连锁控制读入开关、触点状态，检查各设备的工作条件和约束关系，送出开关量输出信号，控制各设备电动机的起动和停止、阀门的开启和关闭等。对电机和风门进行顺序控制，并不是手动操作规程的简单排列，而是综合考虑对象的启停特性、信息的变化规律和故障的处理方法等因素后，进行分析排列，从而整理出自动操作的逻辑关系。2. 基础回路控制功能基础回路控制可实现各生产过程工艺参数的准确控制操作。在链篦机-回转窑氧化球团生产过程综合自动化系统中，设计了自动配料，造球水分，链篦机的速度、鼔干段罩内温度、抽干段罩内温度和预热段罩内温度，回转窑的转速、点火用煤粉量，点火烧嘴用一、二次风量和窑内气84、体焙烧温度，回转窑事故停机时的紧急慢动控制，环冷机速度，链篦机-回转窑-环冷机速度联动比例等控制回路。球团烧结生产过程控制系统的主要控制功能设计控制系统的设备基本操作有两种方式，即就地手动方式和PLC远方集中方式，如图2.4所示。所有的工艺和附属的电动设备均由PLC系统来监控。除电机的起停、操作选择、接触器、热继电器等常规控制信号由处理外，大电机运行电流信号也以标准信号送进PLC系统，进行监视。图2.4 PLC控制系统的主要控制功能2.4 小结 本章主要叙述了链篦机-回转窑-环冷却机自动控制系统采用西门子的Profibus-DP过程现场总线和工业以太网技术，实现了工控机、PLC、远程I/O、直85、流调速装置、交流变频装置及现场智能仪表的通信连接，实现了球团生产的集中管理和分散控制。3 链篦机-回转窑控制系统的计算机监控研究组态监控软件体系结构是针对系统硬件体系来划分的，因此必须对系统的硬件结构和功能实现有比较透彻的了解和分析，再根据实际情况设计具体实现方案。本章主要介绍链篦机-回转窑自动化控制系统上位机组态软件的设计和实现。3.1 WinCC组态软件的体系结构WinCC工控组态软件是德国西门子公司委托美国Micrsoft公司为其开发的基于Windows 2000的大型HMI应用软件，它集控制技术、人机界面技术、图形技术、数据库技术、网络技术于一身，包含动态显示、报警、趋势、控制策略、控86、制网络通信等组件，提供一个友好的用户界面，使用户可根据实际生产需要生成相应应用软件14。对WinCC的主要子系统叙述如下： 用户接口和操作1可组态的用户接口：用户接口的布局(屏幕画面)使得用户和过程之间的对话更加灵活，而且更加面向任务。屏幕可以分割为总浏览区、工作区、按键区，这样可以提供更清晰的画面。2访问授权和用户管理：可以禁止访问每个生产过程、记录或WinCC的操作，以防止没有授权的存取，包括修改设定值、选择图形画面或从过程控制中调用组态软件。 图形系统1图形系统的任务：显示静态画面和操作者可控制的画面元素；更新动态画面元素；对操作员输入作出反应；2图形系统组件构成：图形编辑器是图形系统的87、组态组件，是用于创建画面的编辑器；图形运行软件是图形系统的运行组件，显示运行系统中的画面上的图片，并管理所有的输入和输出。3模块库：模块库有助于用户高效创建用户画面，在组态期间采用拖放方式将模块库中的对象插入过程画面。 报警系统1报警记录的任务：在WinCC中，报警记录编辑器负责消息的采集和归档，包括过程、预加工、表达式、确认及归档等消息的采集功能。报警系统给操作员提供关于操作状态和过程故障状态的信息。2报警记录的组件构成：报警记录组件由组态系统组件和运行系统组件组成： 报警记录组态系统组件为报警记录编辑器，用来定义显示何种报警、报警的内容、报警的时间。 报警记录运行系统组件主要负责过程值的监88、控、控制报警输出、管理报警确认。报警以列表形式显示在WinCC报警控件中。 归档系统1归档系统的任务：过程值归档的目的是采集、处理和归档工业现场的过程数据，所获得的过程数据可用于获取与设备的操作状态有关的管理和技术标准。归档系统除了用于过程值的处理外，还用于对报警进行归档。2归档系统的组件： 变量记录是归档系统的组态组件，用于确定对哪些过程值进行归档以及何时归档。图形编辑器提供在线趋势控件和在线表格控件，在画面中显示过程值当前的发展进程。 变量记录运行系统是归档系统的运行系统组件，负责把运行系统中必须进行归档的过程值写入过程值归档，以及从过程值归档中读出已归档的过程值。3.2 利用WinCC实89、现球团烧结过程的实时监测球团烧结过程计算机监控系统上位机部分由工程师站和操作员站组成。工程师站(ENS)由高档微机组成，具有系统数据库组态、设备组态、图形组态、控制语言组态、报表组态、事故库组态、离线查询、程序调试下载等功能；操作员站(OPS)由高档微机或工业微机组成，具有流程图显示与操作、报警监视及确认、日志查询、趋势显示、参数列表显示、控制调节、在线参数修改和报表打印等功能。计算机监控系统人机接口(HMI)部分采用WinCC组态软件来完成球团烧结生产过程的数据管理、数据采集、报警、趋势、数据记录及中文报表等工作。操作员通过操作终端详细了解全厂生产运行情况，并可下达操作控制指令，指挥全厂生产90、，实现全厂自动化控制。其功能主要包括：1. 生产监测功能l 链篦机-回转窑球团生产过程的主要工艺参数如：烟罩温度、风箱温度、链篦机料厚、回转窑焙烧温度、窑头温度、窑尾温度等均由自动化仪表进行在线检测，由计算机控制系统进行线性化及数字滤波等处理；l 所有工艺参数实时地显示在动态工艺流程图画面中。在这类画面中，除形象地示出熟料窑生产工艺流程外，能实时、准确地在其相应的位置上显示各种工艺参数的实际值、报警状态和操作状态等；l 采用软件的标准画面形式，根据变量的相关性安排总貌画面显示内容，越限报警值，完成自动/手动切换、给定参数设置等功能。对重要参数采用趋势图形式进行记录和显示；l 按照操作人员的操作91、习惯，将相关的参数分组设计模拟监视画面，显示各种参数的设定值、检测值、报警值、操作值和阀门开度。2. 人工信息设定功能l 实现各种控制给定值的设定与调整，以及回路控制参数和生产条件参数的在线输入、选择和修改；l 实现设备状态参数的在线输入、选择和修改。3. 生产安全管理功能l 对设备故障进行报警，对设备的维护进行管理，保证设备的安全运行；l 针对关键设备的启停，定义操作条件进行限制保护；l 对自动控制和软手动控制过程中，对操作人员可能出现的误操作，应用软件包具有采取相应的补救措施的功能。l 4. 生产报表打印功能实现生产报表统计功能。对于重要的热工参数、电气参数及计量数据记录报表打印。统计报表92、以小时、班次、日、月为单位累计计算，并以报表形式输出。监视参数记录报表可随机和定时两种形式打印生产过程监控参数。工艺参数趋势曲线(实时趋势及历史趋势)显示与打印；l 实现报警/事件记录和报表功能，包括操作员操作记录，工艺参数或设备状态与控制方式改变，报警产生、确认等信息的显示与打印；l 数据统计分析功能。历史数据采集与自动归档存储；以历史趋势图和统计报表自动记录历史数据，为日后的事件分析提供依据。5. 系统管理功能l 按操作员、系统工程师、管理人员的不同级别进行注册，实现用户控制权限分级管理功能；l 能够增加和删除用户，对用户的权限进行设定和用户密码进行修改；l 系统自动记录系统事件和用户操作93、，同时对系统异常进行报警；l 在各回路控制程序的编制过程中把安全、可靠性放在首位，对参数越限、系统通讯故障、硬件采集故障采取相应的措施；l 出现操作员站掉电、工作站掉电或网络通讯故障等情况下，控制程序应具有防止回路设定值异常、甚至回零现象发生的功能，除及时进行报警外，采取相应的措施；l 对系统硬件采集故障、检测仪表、变送单元等故障所出现的采集信号异常应能采取相应的措施，保证控制回路正常工作，生产过程安全。6. 系统导航功能l 实现系统内部导航的功能；l 实现各监控画面之间的切换和各个子系统间的切换的功能。在弓长岭球团厂链篦机-回转窑工艺球团烧结综合自动化系统中，基于WinCC组态软件开发的监控94、系统在架构上主要以链篦机-回转窑球团烧结工艺流程和相关设备为线索，鉴于时间原因只对链篦机-回转窑-环冷机的流程实现相应的监控自动化系统功能。图3.1-图3.5为系统监控图。图3.1 链篦机、回转窑、环冷机综合监控画面图3.2 链篦机球团干燥系统工艺流程画面图3.3 回转窑球团烧结系统工艺流程画面图3.4 环冷机球团冷却系统工艺流程画面图3.5 成品贮存、输送系统工艺流程画面3.3 小结本章主要介绍了链篦机-回转窑-环冷机球团烧结过程上位机软件组态的结构和实现方法。利用组态软件WinCC生动准确的画面描述工业控制流程。结 论本文基于链篦机-回转窑球团烧结的工艺过程，结合弓长岭矿业公司200万吨氧95、化球团厂链篦机-回转窑球团烧结综合自动化设备控制系统，对链篦机、回转窑、环冷机进行了详细的介绍。通过详细的研究工业控制中积累的大量数据，从这些数据中挖掘有用的知识，用于指导对工业对象的自动化控制。从球团的工艺结构开始研究，详细的介绍的回转窑、链篦机、环冷机的结构特点，并对其检测与监控进行了说明，通过先进的计算机控制手段实现关键工艺参数的稳定化控制。本系统采用西门子的PROFIBUS-DP过程现场总线与工业以太网技术的融合，使现场的主要设备与PLC连接，实现了球团生产的集中管理和分散控制。本设计是应用工控组态软件WinCC 6.0对链篦机-回转窑-环冷机的工艺流程做出生动准确的画面描述，为现场提96、供了更好的人机界面，使操作人员详细的了解生产运行情况，并可下达操作控制指令实现整体的自动化控制。链篦机-回转窑-环冷机球团烧结生产过程自动化系统的实施，提高了产品的产量和成品球团矿的质量，对提高球团企业的整体经济效益具有推动作用，同时为复杂工业过程控制提供了实用的方法。现代球团烧结过程的控制非常复杂，。针对链篦机-回转窑工艺球团烧结这样的复杂生产过程，本自动控制的设计是稳定生产工艺状况，避免人为因素造成产品质量和产量的剧烈波动，可以将系统维持在较优的状态，保证生产产量和质量目标的实现，以获得最大的生产效益。致 谢本次毕业论文全程都是在*老师亲自指导下完成的。王老师渊博的学识，严谨的治学态度深深97、地感染了我，他为人和蔼、诲人不倦，虽然工作繁忙但每次都给予我无私而细致的帮助，并且提供我一些资料和现场数据使得我的毕业论文得以顺利地完成。这里仅代表我个人向他表示诚挚地感谢。回首我的大学时光感慨颇多，两年的航程岁短暂但不乏收获。 “海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”感谢辽宁科技大学所有给我上过课的老师，是您们提供了我一个学习知识、展示自己的平台，虽然不能一一罗列您们的名字，但借此机会向您们献上我内心最真诚的感谢和祝福。同时也感谢*，*同学给予的帮助，感谢你们提出的宝贵意见，在这里一并表示感谢，谢谢！参考文献1 张一敏. 球团矿生产知识问答M 冶金工业出版社.2005，2.2 张一敏. 球团矿生产技术M 98、冶金工业出版社.2005，69-73.3 刘鑫. 我国工业控制自动化技术的现状与发展趋势J 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