1、題目一 基于PLC的噴霧干燥塔控制系統設計一、被控對象工藝流程概述液態的漿料以高壓經噴槍霧化后噴入干燥塔。干燥塔利用柴油燃燒器的能量將空氣加熱；熱空氣在干燥塔內將霧化后的漿料干燥為超細粒粉狀成品。粉狀成品在塔內利用旋風分離原理從熱空氣中分離出來，由塔底部的翻板閥定期排入收集袋中成為合格的原料。熱空氣則通過布袋除塵器除塵后排出。其工藝流程圖如下：圖1 噴霧干燥塔控制工藝流程圖（PI&D）二、工藝過程簡介1、燃燒系統燃燒系統通過供油泵，油包和溢油門提供具備一定緩沖能力的穩壓供油系統，增壓泵和溢油門保證了油槍的霧化壓力。油槍供油回路和回油回路采用了兩只電磁閥串聯的方式保證了油槍燃油回路的動作可靠。在

2、油槍的回油回路中接入了電磁調節閥與助燃風機的調節閥聯動調節，用于調節燃油量，以控制干燥塔的出口溫度2、干燥系統干燥系統中，鼓風機將空氣抽入換熱器中加熱，熱空氣進入干燥塔干燥所需物質，接著干燥塔出口的熱空氣進入除塵器進行除塵，最終通過排風機排入大氣。在干燥系統中，涉及到空氣溫度和干燥塔負壓控制。溫度的控制包括熱空氣進口溫度、煙氣出口溫度、排風溫度，其中熱空氣進口溫度是主要的調節參數。干燥塔的負壓控制中干燥塔塔內負壓是主要的調節參數。3、投料系統投料系統在點火成功，溫度滿足一定值時，啟動料漿泵及噴槍A，然后根據控制目標自動增/減料槍，保證干燥效果。投料系統的主要控制信號為料漿出口壓力，根據干燥內負

3、壓和溫度控制料漿出口壓力在一定范圍內，以確保料漿的霧化效果。4、除塵系統除塵器屬于噴霧干燥塔的外圍設備，除塵器外壁布置了三只氣錘，內部設置八個除塵布袋實現對出塔空氣的過濾除塵。除塵系統為達到除塵效果要求氣錘按固定的時間間隔對塔外壁進行振打，同時8只布袋按固定的時間間隔進行反吹。除塵器布置在干燥塔旁，在負壓控制中可以考慮到除塵器的反吹會造成干燥塔塔內負壓的明顯波動。三、具體控制要求1、自動順序啟動功能2、安全自動停機功能3、自動點火功能4、熄火保護功能5、系統安全保護功能6、狀態監測和自動報警功能7、自動投入噴槍和撤除噴槍功能9、指示燈測試功能10、自動負壓控制功能11、自動手動切換12、防誤操

4、作功能四、比賽要求針對控制要求，需要選手在理解被控對象的基礎上，完成以下工作：（一）完成控制系統方案設計報告，具體要求：1、I/O點的統計、設備（泵、風機、閥門）的選擇，并說明理由。2、硬件系統方案設計（包括I/O點的端子圖設計，控制系統網絡配置，控制器的配置）3、基于施耐德BMXP342030M340BMXP34控制器和CITECT7.0組態軟件平臺，設計控制系統軟件。（二）競賽成果演示1、在施耐德BMXP342030M340BMXP34高性能CPU平臺上進行控制器組態以及CITECT7.0上進行流程圖、趨勢、報警等組態。2、控制系統投運。3、上述具體控制要求的實現。需要選手以工程文檔方式進

5、行撰寫。評委基于所撰寫的控制方案進行比賽。控制方案不限，最終得分以綜合控制性能為主要依據。題目二 基于PLC的火電廠煙氣脫硫(FGD)控制系統設計與仿真 一、被控對象工藝流程概述石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統使用CaCO3漿液吸收煙氣中的SO2，副產品為石膏。其典型的工藝流程如圖1所示，包括：煙氣系統(煙道擋板、煙氣換熱器、增壓風機等)；吸收系統（吸收塔、循環泵、氧化風機、除霧器等）；吸收劑制備系統（石灰石儲倉、磨石機、石灰石漿液罐、漿液泵等）；石膏脫水及儲存系統（石膏漿泵、水力旋流器、真空脫水機等）； 圖1 濕法脫硫系統工藝流程1、煙氣系統燃煤煙氣溫度經過電除塵、引風機、原煙氣擋板進入到增壓風

6、機，升壓后進入到脫硫系統。煙氣溫度降低到了設計溫度后進入吸收塔，經過吸收塔洗滌的凈煙氣經過凈煙氣擋板門由煙囪排入大氣。在脫硫系統解列或檢修的時候，煙氣脫硫系統原煙氣擋板關閉、旁路擋板打開，原煙氣經過旁路煙道排入大氣。2、石灰石漿液制備系統石灰石由稱重皮帶輸送機送到球磨機內磨制成漿液存貯于石灰石漿液箱中,然后經石灰石漿液泵送至吸收塔。系統配置有兩臺石灰石漿液泵，一運一備。脫硫過程所需的石灰石漿液量由位于石灰石供漿泵出口至吸收塔之間管道上的供漿調節閥來控制。3、吸收塔系統吸收塔系統包括吸收塔、吸收塔漿液循環、石膏漿液排出和氧化空氣、攪拌、除霧器、沖洗等幾個部分其主要使用的設備如表1所示。表一 吸收

7、塔系統主要設備一覽序號設備名稱數量序號設備名稱數量1吸收塔本體15吸收塔攪拌器42除霧器1（2層）6氧化風機33循環漿液泵37集水坑攪拌器14排漿泵28集水坑泵1吸收塔石灰石漿液通過循環泵從吸收塔漿池送至塔內噴嘴系統，與煙氣接觸發生化學反應吸收煙氣中的SO2，在吸收塔循環漿池中利用氧化空氣將CaSO3氧化成CaSO4。石膏排出泵將石膏漿液從吸收塔送到石膏脫水系統。漿液循環泵設置三臺循環泵，將吸收塔漿池中的漿液抽出并輸送到噴淋層，噴淋層噴嘴噴出的漿液與煙氣中SO2接觸反應后，又落回到吸收塔漿池，從而完成漿液的循環。為保證脫硫過程不致中斷，正常應使至少有二臺泵在運行。泵停運后等一定時間管道中液位平

8、穩后關閉入口閥，首先打開排空閥，對循環泵體及管道排空，然后用工藝水進行沖洗，以防止固體沉積在管道中影響介質流通。除霧器吸收塔設兩級除霧器, 布置于吸收塔頂部。煙氣穿過再循漿液噴淋層后, 連續流經兩層Z字形除霧器除去所含漿液霧滴。除霧器的一級為粗分離級，絕大多數的液滴被分離出去，除霧器的二級為細分離級，在除霧器的漩渦處的表面會形成一些結垢。當除霧器結垢以后就會導致通過除霧器的氣速增高，液滴夾帶進入出口煙道引起煙囪下雨、顆粒物排放固體的重量損壞除霧器等，因而有必要對除霧器的表面進行定期的沖洗，沖洗后的工藝水流到吸收塔內。吸收塔內的石膏漿液的連續排放導致了吸收塔水位的下降，而除霧器沖洗的水量彌補了這

9、一部分水量的損失。氧化空氣系統二套煙氣脫硫系統系統，氧化風機設計三臺，二運一備。氧化空氣通過4根矛式噴射管送入漿池下部，每根矛狀管出口靠近攪拌器，空氣被送至高度湍流的漿液區，攪拌器產生的高剪切力使氧化空氣分裂成細小的氣泡，均勻地分散在漿液中，和漿液充分混合，增大氣液接觸面積，實現高氧化率，把CaSO3氧化成CaSO4。4、石膏系統在脫硫系統正常運行情況下，吸收塔漿液池中持續產生石膏，石膏排漿泵將石膏漿液由吸收塔打至排漿池，石膏排漿泵共兩臺，一運一備。二、具體控制要求1、FGD的功能組的順序啟停通過控制系統能夠實現漿液制備系統、煙氣系統、脫硫塔系統、石膏系統系統的順序啟停功能。2、安全保護功能在

10、鍋爐系統出現異常工況（煙氣溫度高、鍋爐停爐等）時，能切除FGD系統，保證系統安全 。 在工藝流程內出現異常工況時，首先啟動異常處理程序，失敗后在退出FGD系統。如正常運行時出現增壓風機跳閘，實現啟動備用增壓風機，如果失敗后退出系統運行。3、狀態監測和自動報警功能系統進出口煙氣溫度、吸收塔液位、漿液泵、排漿泵故障時提供光字牌指示和聲音報警，并具備報警保持，等待確認功能。4、石灰石漿液流量控制根據吸收塔的PH值，自動調節吸收塔進口的漿液流量，使PH值控制在8-9之間。四、比賽要求針對控制要求，需要選手在理解被控對象的基礎上，完成以下工作：（一）完成脫硫控制系統方案設計報告，具體要求：1、I/O點的統計、設備（泵、風機、閥門）的選擇，并說明理由。2、硬件系統方案設計（包括I/O點的端子圖設計，控制系統網絡配置，控制器的配置）3、基于施耐德BMXP342030M340BMXP34控制器和CITECT7.0組態軟件平臺，設計控制系統軟件。（二）競賽成果演示1、在施耐德BMXP342030M34