1、毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目：PLC 控制精煤脱水系统姓 名： 编 号： 2013 年 5 月 10 日毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 * 专业 电气自动化技术 任 务 下 达 日 期 2013 年 3 月 4 日设计（论文）开始日期 2013 年 3 月 11 日设计（论文）完成日期 2013 年 5 月 17 日设计（论文）题目： PLC 控制精煤脱水系统设计 A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 系（部）主 任 2013 年 5 月 24 日毕业设计（论文）答辩委员会记录自动化与信息工程系电气自动化专业，学生 于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩
2、。设计题目： PLC 控制精煤脱水系统设计 专题（论文）题目： PLC 控制精煤脱水系统设计 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， 第 页共 页学生姓名： 专业 电气自动化技术 年级 2010 毕业设计（论文）题目： PLC 控制精煤脱水系统设计 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 摘 要精煤脱水是精
3、煤提炼当中不可缺少的重要一步，它关系到精煤的质量和价值，随着自动化控制技术的不断提高，随着工业企业用煤单位的要求不断升高，从而精煤的质量要求也在不断的升高，精煤的含水量是个很重要的质量指标，因此为了使精煤脱水系统能进行高效率高质量的脱水。现在社会上使用最广泛的脱水系统就是浮选精煤脱水系统。为了提高设备能力、自动化程度和安全可靠性；因此可以对现有的浮选精煤的脱水脱水系统进行改进研究，改变现有直接通过加压过滤机和卧式沉降离心脱水机对浮选精煤直接脱水、溢流精矿和滤液浓缩的控制方案，而是采用先进的 PLC 控制技术进行控制，使煤饼中的水分脱除，并降低到最小值，从而达到良好的脱水效果，实现烘干脱水的目的
4、本次毕业设计就洗煤厂中的精煤脱水系统为研究对象，以 PLC 作为工具对精煤脱水控制系统进行了设计。在设计过程中，首先对 PLC 进行了详细的介绍，然后针对精煤脱水控制系统的设计进行 PLC 类型的选型与分析，根据输入输出点数，确定 PLC 机型，画出硬件连线图，然后进行软件分析编程，写出梯形图和语句表，最后进行程序的下载、调试。关键词：精煤脱水；PLC 控制系统；精煤；系统调试；离心脱水机目 录摘 要 .1目 录 .2第一章 绪 论 .31.1 选题背景 .31.2 精煤简介 .41.3 精煤脱水系统的国内外发展 .61.4 脱水系统的现状 .7第二章 设计思路 .92.1 精煤的脱水方法 .
5、92.2 浮选精煤的脱水 .102.3 PLC 控制的方案 .13第三章 总体结构与硬件选型 .153.1 控制系统的结构 .153.2 浮选设备 .163.3 脱水系统的结构 .183.4 可编程控制器的选型 .223.4.1 可编程控制器的应用 .223.4.2 可编程控制器的选型结果 .26第四章 软件系统的设计 .274.1 可编程控制系统的设计 .274.1.1 可编程控制器的 AC/DC 连接 .274.1.2 可编程控制器 I/O 的设计 .284.1.3 可编程控制器的安装和调试 .324.2 电机的接线图与控制系统的程序 .344.3 精煤脱水系统梯形图程序 .344.4 P
6、LC 的具体防干扰措施 .35第五章 系统的调试与管理 .385.1 洗煤脱水系统的调试 .385.2 系统存在不良现象分析 .39第六章 总 结 .43致 谢 .44参考文献 .450第一章 绪 论1.1 选题背景煤炭是我国最主要的能源，在已探明的化石能源资源总量中，煤炭占 94.3%，石油和天然气仅占 5.7%。我国又是煤炭生产和消费大国，在一次能源消费结构中，煤炭约占70%。 2003 年我国煤炭产量达 17.36 亿吨，今年前 3 季度产煤已达到 13 亿吨，全年预计将达到 19 亿吨，新能源技术开发和产业建设短期内不足以形成规模化供应。长期以来，国内70%的燃料和工业动力、60%的化
7、工原料和 60%的民用商品能源，都是由煤炭提供的。随着国民经济和社会的发展，能源需求不断增加，对煤炭的需求量也将越来越大，在今后 50 年内我国以煤炭作为主要能源的格局不会有根本性变化。大量的原煤直接燃烧造成的煤烟型为主的大气污染，严重制约了我国国民经济的持续健康发展。2002 年我国烟尘排放量为 1012Mt，SO2 排放量为 1926Mt，酸雨面积已超过国土面积的 30%，而燃煤造成的烟尘和 SO2 排放量分别占到 70%和 85%。为了减少环境污染，提高煤炭的转化燃烧率，国家和用户对煤炭质量和品种的要求日趋严格，使围绕煤炭洁净加工与利用的洁净煤技术形成蓬勃发展的态势。发展选煤提高精煤度质
8、量是保护环境的需要，是煤炭工业可持续发展战略的重要组成部分。众所周知，我国是煤炭生产和消耗大国，在一次能源构成中煤炭占据 3/4 的高额比重，而且这样的态势直到 21 世纪初叶不会改变。然而，大量燃用煤炭已引起严重的环境问题，且将随煤炭生产量和消耗量的增加而日趋严重。为了保护环境，为了煤炭工业的可持续发展，煤矿必须向社会提供洁净能源。发展洁净煤技术是煤炭工业的必然选择。选煤是洁净煤技术的源头和基础，是现阶段最为成熟，最为经济的手段。因此，在洁净煤技术起步时期，首先要加速发展选煤。随着大气污染防治法实施力度的加强，电厂等用煤大户必将转向采购优质煤炭。洗选煤市场份额的增大，将为选煤的发展拓宽道路。
9、以市场经济为主体的产煤国家的多年经验证明，在市场经济条件下，对于多数煤矿来说，选煤厂是不可缺少的生产环节。选煤是使用物理、物理化学方法，将原煤分成不同质量、规格产品的加工过程。选煤可以出去煤中的杂质，包括矸石和 50%70%的硫，提高煤炭产品的质量、增加煤炭品种、减少无效运输、提高热效率、节约能源、减少 SO2、NOT 和烟尘的排放量。选煤还是综合利用资源，提高煤炭企业经济效益的重要手段。因此，选煤已成为煤炭工业现代化生产中不可缺少的重要环节和洁净煤技术中的源头技术，是煤炭深加工的基础和前提。发展煤炭洗选加工既可满足国民经济快速、健康发展，对煤炭的需求又能使煤炭污染在总量上有所减少，改变生态环
10、境恶化状况，实现经济与环境的协调发展。我国选煤工业起步较晚，20 世纪 50 年代才开始建立起自己的选煤工业，经历了两次快速发展时期。20 世纪 70 年代以“洗煤保钢”1为主要内容的选煤大发展，是原煤入选比例由 1970 年的 10%增长到 1980 年的 17%，基本满足了我国钢铁工业对炼焦煤质的要求;2000 年以来，选煤工业进入新的快速发展时期。到2005 年，我国煤炭产量大 21.3 亿吨，原煤入选量 7.04 亿吨，原煤入选比例达到 33%。一个洗选厂所包含的主要生产设备和过程，在一个煤洗选厂包括原煤、洗煤、末煤等车间，其中洗煤车间主要用于洗煤和脱水。本文主要的研究对象为精煤脱水部
11、分，全厂控制系统主要由原煤车间、洗煤车间、洗末煤车间，精煤脱水属于洗煤厂工作范围之一。近年来大量改造和几年前原来设计思路，远不能达到现在安全生产运行的需要以及用煤单位工业企业的需求，为此必须对洗煤厂精煤脱水系统迸行完善和改造，保证生产的安全高效的进行，同时为企业形成工业自动化系统奠定基础。目前，在工控领域 PLC 控制和上位机组态应用及其通讯是比较热门的技术，随着可编程序控制器(PLC)技术的发展，由于其高可靠性、高性价比、广泛的工业现场适应性和方便的工艺扩展性能，PLC 在工业自动控制过程中得到了越来越广泛的应用。文中正是在这种背景下，从 PLC 的基本结构入手，就目前国内常用的几种 PLC
12、 进行了性能比较，并对 PLC 控制系统的通用设计方法和提高系统可靠性的一些基本措施的应用研究作了尝试，重点探讨了PLC 控制精煤脱水系统硬件、软件的设计方法，在原精煤脱水系统中的主控系统中，增加了PLC 功能模块通过 PLC 的高可靠、低功耗的控制技术进行控制精煤系统的脱水从而实现了现代自动化控制。 1.2 精煤简介原煤送入洗煤厂，经过洗煤厂加工后，降低了灰分、硫分，煤炭中的矸石后就会变成精煤，精煤就是适合一些专门用途的优质煤在煤炭中精煤的热量是最高的，如果把所有煤炭都改成精煤，那么我们在全国用煤量上就会减少 60%以上，而且精煤要比煤炭原煤的分量要少很多因此在运输上也会减少很多，从而在运输
13、上减少了很多的麻烦和费用。 1、精煤按用途不同可分为冶炼用精煤和其它用精煤两种。（1）冶炼精煤：它又称为冶炼用的炼焦洗精煤。其粒度为小于 50 毫米、80 毫米和 100毫米三种；灰分小于或等于 12.5%，简称为冶炼精煤。（2）其他精煤：它又称为其它用炼焦洗精煤，粒度也小于 50、80、100 毫米三种，灰分在 12.5%-16%之间,简称其他精煤。2、精煤按其类型的不同可以分为 1 号精煤、2 号精煤和 3 号精煤（1）1 号精煤：硫分 0.4%；灰分 7-8%，平均 7.6%；热值 26-28%，平均 27.6%（2）2 号精煤：硫分 0.5%；灰分 8-10%，平均 9.6%；热值 2
14、6-28%，平均 26.8%（3）3 号精煤：硫分 0.6%；灰分 9-16%，平均 13.6%；热值 24-26%，平均 25.3%3、精煤的洗选2煤炭洗选是利用煤和杂质（矸石）的物理、化学性质的差异，通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离，并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。按选煤方法的不同，可分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物选煤等。（1）物理选煤是根据煤炭和杂质物理性质（如粒度、密度、硬度、磁性及电性等）上的差异进行分选，主要的物理分选方法有重力选煤，包括跳汰选煤、重介质选煤、斜槽选煤、摇床选煤、风力选煤等。电磁选，利用煤和杂质的电磁性能差异进行分
15、选，这种方法在选煤实际生产中没有应用。（2）物理化学选煤浮游选煤（简称浮选） ，是依据矿物表面物理化学性质的差别进行分选，目前使用的浮选设备很多，主要包括机械搅拌式浮选和无机械搅拌式浮选两种。（3）化学选煤是借助化学反应使煤中有用成分富集，除去杂质和有害成分的工艺过程。目前在实验室常用化学的方法脱硫。根据常用的化学药剂种类和反应原理的不同，可分为碱处理、氧化法和溶剂萃取等。（4）微生物选煤是用某些自养性和异养性微生物，直接或间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫，达到脱硫的目的。物理选煤和物理化学选煤技术是实际选煤生产中常用的技术，一般可有效脱除煤中无机硫（黄铁矿硫） ，化学选煤和微生物选煤还可脱除煤中的有机硫。目前工业化生产中常用的选煤方法为跳汰、重介、浮选等选煤方法，此外干法选煤近几年发展也很快。一般来说，选煤厂由以下主要工艺组成：图 1-1 洗煤厂的工作流程 原煤准备：包括原煤的接受、储存、破碎和筛分。 原煤的分选：目前国内的主要分选工艺包括跳汰-浮选联合流程；重介-浮选联合流程；跳汰- 重介 -浮选联合流程；块煤重介-末煤重介旋流器分选流程；此外还有单跳汰和单重
