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电石行业是高耗能、高污染的行业,但又是我国的基础原料行业。随着国民经济快速发展,电石的需求日益增大,提升电石生产企业炉尾气回收和综合利用的能力尤为重要。课题的研究方向是针对于电石炉气综合利用的第一步——炉气水处理。因此,设计出安全、可靠和控制精度高的炉气水处理冗余控制系统,是课题设计与研究的意义所在。 课题以电石炉气水处理项目为背景。首先,详细介绍了炉气水处理系统的工艺特征,结合炉气水处理工艺的特性和控制的需求,完成了炉气水处理控制系统的硬件配置。其次,针对过程控制系统可能发生的意外停车事故,介绍了冗余控制方案的设计。完成了上位机监控系统和下位机冗余控制程序的设计,上位机采用的是SIEMENS WinCC组态监控系统。该监控系统具备过程参数的设定和记录、系统设备故障报警、控制系统中各执行机构的手动、自动控制等功能,下位机采用两套S7-300系列PLC组成双机冗余系统,它负责采集现场过程参数、进行数据处理和控制现场设备,同时它提升了系统的可靠性。最后,针对电石炉气输入量的不稳定、负荷波动大、大滞后性等特性,采用了模糊控制算法,并在不增加控制系统的硬件配置的同时,将模糊控制算法程序嵌入WinCC全局脚本系统中,缩短了开发周期,达到了良好的控制效果。 现场运行结果表明,设计的冗余控制方案是可行的。它不但满足了炉气水处理工艺过程不断变化的要求,同时保障了炉气水处理过程的连续、稳定的运行,为电石炉气综合利用打下基础。