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2网络结构和ControlLogix系统 10
2.1 NetLinx三层网络架构 11
2.1.1通用工业协议CIP 12
2.1.2工业以太网EtherNet/IP 12
2.1.3控制网ControlNet 13
2.1.4设备网DeviceNet 14
2.2 Controllogix系统 14
2.3本章小结 16
3 系统设计和实现 17
3.1方案选择 17
3.1.1控制对象简介 17
3.1.2控制算法比较 18
3.1.3硬件选型 19
3.1.4硬件工作原理 21
3.1.5系统总体方案设计 23
3.2 软件设计 24
3.2.1设定通信驱动 24
3.2.2梯形图程序的编写 26
3.2.3 I/O组态 30
3.2.4 OPC服务器的建立 33
3.2.5 控制界面的编辑 33
3.3本章小结 34
4系统参数设定与仿真 35
4.1 PID控制 35
4.2 PID参数对控制质量的影响 36
4.3 PID参数整定 37
4.4本章小结 37
5 总结和展望 38
5.1 总结 38
5.2展望 38
参考文献 40
致 谢 41
1绪论
煤调湿工艺[1]是一种炼焦用煤的预处理技术，是“装炉煤水分控制工艺”的简称，即通过炼焦煤在焦炉外的干燥来降低并稳定装炉煤的水分，以达到降低炼焦能耗、提高焦炉生产能力、改善焦炭质量和稳定焦炉操作的一项技术。
煤调湿工艺是通过直接或间接加热来降低并稳定控制入炉煤的水分[2]，与煤干燥的区别在于不追求最大限度地去除入炉煤的水分，只追求相对稳定的水分含量，既可达到增加效益，又不因水分过低而引起焦炉和回收系统操作的困难。
煤调湿工艺的目的在于其后续的炼焦工艺，为炼焦过程节省能源、减少污染并提高生产效率和焦炭质量。
图1.1炼焦工艺流程示意图
影响焦炉热效率和炼焦耗热量的因素很多[3]，主要有：
(1)温度操作制度。
(2)焦炉供热燃烧空气过剩系数。
(3)煤的水分。减少装入煤水分是降低炼焦耗热量的有效途径。要想降低配煤水分，主要是加强煤厂管理，搞好防水、排水工作。此外，保持稳定的配煤水分，可确保焦炉正常操作，从而避免因煤水分的波动，造成调火工作跟不上，从而产生焦饼过火或不熟，最后导致推焦困难而增加炼焦耗热量。
(4)加热煤气种类。
(5)焦炉周转时间。
其中水分变化不仅对焦炭的质量和数量、焦炉加热制度有影响，而且对炼焦耗热量有较大影响。以萍乡焦化公司[4]为例，入炉煤水分每增加1%，每小时能耗将增加7千卡。当配煤水分波动频繁时，为保证正常生产，势必采用较高的标准火道温度，这就会进一步增加炼焦耗热量。目前炼焦生产所用炼焦煤的水分一般都在10~15 %，如果焦炉装炉煤含水量以10 %计，年产100万t焦炭的焦化厂每年就有10万吨水进入焦炉，消耗了大量煤气热能，造成煤气资源的浪费，因此降低配煤水分就显得更重要。目前主要方法有：加强煤场管理以实现煤料的均匀化，采用煤干燥工艺和采用装炉煤的调湿技术等，这些都收到一定效果。
1.1研究背景和意义
煤调湿工艺主要是通过把装炉煤水分在装炉前控制在规定的目标值，常为5~7 %，从而保证焦炉能在装炉煤含水量稳定的状态下生产。这不仅可大大节约能源，减少加热煤气的总需要量，而且可以提高装炉煤的堆密度，使焦炭与化工产品增加、焦炭质量提高以及焦炉操作稳定，也为企业带来巨大的经济效益。具体如下：
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