plc的高炉冷却水的余热回收利用设计【字数：12285】
摘 要高炉冷却是在高炉冶炼的末端工艺，高炉冷却工艺之后产生的大量高温通过冷却水进行冷却，过程中能够产生大量温度非常高的热水。 高炉冷却水余热回收利用的研究热点。本项目采用了德国西门子公司的PLC来对整个系统进行控制，通过变频器来控制高炉冷却的热废水流量和冷水的流量，保证其温度差恒定在一定的范围内，对来自高炉冷却的热废水进行余热回收的处理。本次设计运用西门子的编程软件与组态王软件进行软件仿真，以PLC对温度进行控制，采用组态王进行监控系统。控制系统以工业控制机作为上位机，上位机监控软件，使整个设计更为直接与清晰的展现，也可以更好的对整个项目流程进行监控，从而达到节能减排，资源再利用的作用。
目 录
1. 绪论 1
1.1研究的背景 1
1.2 设计的目的与意义 1
1.3发展趋势及改进方向 2
2.系统设计方案 3
2.1 整体设计构思 3
2.2 硬件设计方案 3
2.3 软件设计方案 3
2.4 硬件电路的组成 4
2.5 本章小结 4
3. 硬件系统的设计 5
3.1 PLC选型 5
3.2 PLC上的I/O资源分配 6
3.3传感器温度检测 8
3.4变频器选择 9
3.5 传感器压力检测 10
3.6本章小结 10
4. 上位机监控界面设计及调试 11
4.1上位机的选择 11
4.2 PLC与组态王的通讯 11
4.3 组态监控页面的设计 14
4.4 系统的调试及运行 17
5.下位机程序设计 20
5.1 软件的调试 20
5.2 系统主程序设计 22
5.3本章小结 26
6．总结 27
参考文献 28
致谢 29
绪论
1.1研究的背景
在当今社会之中，因为人们的不断索取，大自然的资源日益减少，随着时间的推移，久而久之能源的不足与环境的污染成为了当代社会迫在眉睫的大问题。但值得庆幸的是，我 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
国各大重型企业，不论中小都遵从中央的指示开始重视对于生产之中的节能减耗。而高炉冷却水这一优质的废弃资源则被发现了无穷的回收潜力，因为它的温度稳定性和排放的流量巨大，所以逐渐被设定为一个主流的研究课题。因此，为了降低生产的成本，并且创造更多的经济效益，已经成为当今社会新形势下各大重型企业的首要工作之一。
1.2 设计的目的与意义
高炉冷却水通过水泵将水转移运送到热交换器部件空腔之中，而冷水也通过水泵进入热交换器的部件空腔之中，将高炉冷却水的热量从其中带走，从而使得冷水的自身温度升高。自然循环的冷却工作原理：运用了下降管道之中的高炉余热废水和上升管道之中的冷却水的比重不同，实现在热交换器之中进行热交换，使用水泵来带动水的循环流动，克服整个循环过程中的阻力，从而产生连续的循环工作状态，达到冷却水吸收热废水，资源回收利用的目的。在热交换器之中进行的循环冷却，是在一个完全封闭的系统之内，运用冷却水作为冷却的介质，其工作温度为正常自来水的温度，有水泵带动循环，而从热交换器中带出的一部分热量只能散发于大气，不能进行有效的回收利用。在整个系统之中还设置有膨胀罐，以防止在进行热交换余热回收过程之中由于在密闭的修通之中温度过高所引起的膨胀，提升安全系数，减少事故发生概率。
工业用水的水路循环冷却工作原理：由动力水泵将从自来水厂冷水池中运送来的水送到冷却设备后，自然的流回蓄水池中，把从冷却设备中带出来的热量保存起来。系统的压力由水泵供水的能力来决定控制水流量的大小。外部碰淋的工作原理：由于高炉在运作中会产生大量的热量，而这些热量又大多会集中在高炉的炉壁之上，所以采用高炉外部喷淋式的降温。高炉冷却是在高炉完成所有工作后的末端工艺，在高炉工作完成之后产生的大量高温的高炉余热废水，通过冷水进行降温，这个过程中能够产生大量的温度大约在7080℃的热水。目前社会形势之中，对于冷却水余热回收利用的热量的利用有着冷却水采暖，浴池用水和余热发电等。这样将高炉冷却所产生的高热量回收利用起来，既争取到了资源的最大化利用，节约能源，又保护的环境，减缓了温室效应的发生，一举两得，所以其成为各大工厂的研究焦点也不可否置。
1.3发展趋势及改进方向
高炉冷却水，因为其温度的稳定性，流量巨大，回收利用价值高等一系列特点，正在成为余热回收利用的研究热点。目前，在对于冷却水余热回收利用的热量的利用有着冷却水采暖，浴池用水和余热发电以及海水淡化等，所以研究高炉冷水余热回收不仅可以常年的回收高炉工作后所产生的余热，也可以减少各大工厂的电站抽气，提高了发电的效率，做到了资源的节约，并且其系统简单，而且占地面积小，便于管理和维护，所以被广泛的运用在现代生产当中。冷却水所获得的余热量超过了自来水厂海水淡化所消耗的热量，所以从自来水厂引入高炉的冷却水既收回了成本，又保护了环境，并且在不久的将来，因为环境问题的日益严重，此项目还会有着更大的发展空间。目前，在国内对于高炉冷却水的余热回收利用的采暖和浴池用水已经取得了很好的效益和作用，而余热发现现在也在有条不紊的发展当中，相信在以后，这会成为国内各大工厂之中一个不错的效益项目。
在国内现在所采用的最低的高炉处理方式是有名的“OCP”法，为了降低高炉工作产生的工业废水的温度以确保其可以循环利用、减少排放，在整个的工程之中需要用到冷水塔，水泵等设备，大量的热废水需要在冷却塔之中由空气对其进行降温，这样既没有回收其所散发出来的多余的热量，又多消耗的很多的动力资源，同时有很多的量非常巨大的水被排放，浪费了资源而且污染了环境，更加浪费珍贵的水资源。本项目所提出的高炉冷却水余热回收的方案完美解决了上述处理方法的这些弊端，不但节约了能源，减少了排放量，更加减少了工艺流程之中对于水资源的消耗，而且能获得高品质的热量能源，从而用其间接的产生其他各种能源，并且此还有助于改善高炉工作时周围的环境状态，从而减少事故的发生和产生热岛效应。
目前为止，对于高炉冷却水的回收加以大力利用的厂主要集中在北方地区，而所回收到的余热也是以直接的方式运用于效果先知的北方冬季采暖系统，这种利用方式虽然技术简单，设备的生产投资低，但是因为其使用的是冷却水来显示其热量，所以利用效率目前看来有些低，但不成影响。而且在季节的变换之中，对项目的影响非常之大，因为夏季不用采暖，这些能源就会再次被浪费。倘若将水直接送至采暖的管道，则会造成管道的堵塞，会给清洁工人们造成大量的工作量。
目 录
1. 绪论 1
1.1研究的背景 1
1.2 设计的目的与意义 1
1.3发展趋势及改进方向 2
2.系统设计方案 3
2.1 整体设计构思 3
2.2 硬件设计方案 3
2.3 软件设计方案 3
2.4 硬件电路的组成 4
2.5 本章小结 4
3. 硬件系统的设计 5
3.1 PLC选型 5
3.2 PLC上的I/O资源分配 6
3.3传感器温度检测 8
3.4变频器选择 9
3.5 传感器压力检测 10
3.6本章小结 10
4. 上位机监控界面设计及调试 11
4.1上位机的选择 11
4.2 PLC与组态王的通讯 11
4.3 组态监控页面的设计 14
4.4 系统的调试及运行 17
5.下位机程序设计 20
5.1 软件的调试 20
5.2 系统主程序设计 22
5.3本章小结 26
6．总结 27
参考文献 28
致谢 29
绪论
1.1研究的背景
在当今社会之中，因为人们的不断索取，大自然的资源日益减少，随着时间的推移，久而久之能源的不足与环境的污染成为了当代社会迫在眉睫的大问题。但值得庆幸的是，我 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
国各大重型企业，不论中小都遵从中央的指示开始重视对于生产之中的节能减耗。而高炉冷却水这一优质的废弃资源则被发现了无穷的回收潜力，因为它的温度稳定性和排放的流量巨大，所以逐渐被设定为一个主流的研究课题。因此，为了降低生产的成本，并且创造更多的经济效益，已经成为当今社会新形势下各大重型企业的首要工作之一。
1.2 设计的目的与意义
高炉冷却水通过水泵将水转移运送到热交换器部件空腔之中，而冷水也通过水泵进入热交换器的部件空腔之中，将高炉冷却水的热量从其中带走，从而使得冷水的自身温度升高。自然循环的冷却工作原理：运用了下降管道之中的高炉余热废水和上升管道之中的冷却水的比重不同，实现在热交换器之中进行热交换，使用水泵来带动水的循环流动，克服整个循环过程中的阻力，从而产生连续的循环工作状态，达到冷却水吸收热废水，资源回收利用的目的。在热交换器之中进行的循环冷却，是在一个完全封闭的系统之内，运用冷却水作为冷却的介质，其工作温度为正常自来水的温度，有水泵带动循环，而从热交换器中带出的一部分热量只能散发于大气，不能进行有效的回收利用。在整个系统之中还设置有膨胀罐，以防止在进行热交换余热回收过程之中由于在密闭的修通之中温度过高所引起的膨胀，提升安全系数，减少事故发生概率。
工业用水的水路循环冷却工作原理：由动力水泵将从自来水厂冷水池中运送来的水送到冷却设备后，自然的流回蓄水池中，把从冷却设备中带出来的热量保存起来。系统的压力由水泵供水的能力来决定控制水流量的大小。外部碰淋的工作原理：由于高炉在运作中会产生大量的热量，而这些热量又大多会集中在高炉的炉壁之上，所以采用高炉外部喷淋式的降温。高炉冷却是在高炉完成所有工作后的末端工艺，在高炉工作完成之后产生的大量高温的高炉余热废水，通过冷水进行降温，这个过程中能够产生大量的温度大约在7080℃的热水。目前社会形势之中，对于冷却水余热回收利用的热量的利用有着冷却水采暖，浴池用水和余热发电等。这样将高炉冷却所产生的高热量回收利用起来，既争取到了资源的最大化利用，节约能源，又保护的环境，减缓了温室效应的发生，一举两得，所以其成为各大工厂的研究焦点也不可否置。
1.3发展趋势及改进方向
高炉冷却水，因为其温度的稳定性，流量巨大，回收利用价值高等一系列特点，正在成为余热回收利用的研究热点。目前，在对于冷却水余热回收利用的热量的利用有着冷却水采暖，浴池用水和余热发电以及海水淡化等，所以研究高炉冷水余热回收不仅可以常年的回收高炉工作后所产生的余热，也可以减少各大工厂的电站抽气，提高了发电的效率，做到了资源的节约，并且其系统简单，而且占地面积小，便于管理和维护，所以被广泛的运用在现代生产当中。冷却水所获得的余热量超过了自来水厂海水淡化所消耗的热量，所以从自来水厂引入高炉的冷却水既收回了成本，又保护了环境，并且在不久的将来，因为环境问题的日益严重，此项目还会有着更大的发展空间。目前，在国内对于高炉冷却水的余热回收利用的采暖和浴池用水已经取得了很好的效益和作用，而余热发现现在也在有条不紊的发展当中，相信在以后，这会成为国内各大工厂之中一个不错的效益项目。
在国内现在所采用的最低的高炉处理方式是有名的“OCP”法，为了降低高炉工作产生的工业废水的温度以确保其可以循环利用、减少排放，在整个的工程之中需要用到冷水塔，水泵等设备，大量的热废水需要在冷却塔之中由空气对其进行降温，这样既没有回收其所散发出来的多余的热量，又多消耗的很多的动力资源，同时有很多的量非常巨大的水被排放，浪费了资源而且污染了环境，更加浪费珍贵的水资源。本项目所提出的高炉冷却水余热回收的方案完美解决了上述处理方法的这些弊端，不但节约了能源，减少了排放量，更加减少了工艺流程之中对于水资源的消耗，而且能获得高品质的热量能源，从而用其间接的产生其他各种能源，并且此还有助于改善高炉工作时周围的环境状态，从而减少事故的发生和产生热岛效应。
目前为止，对于高炉冷却水的回收加以大力利用的厂主要集中在北方地区，而所回收到的余热也是以直接的方式运用于效果先知的北方冬季采暖系统，这种利用方式虽然技术简单，设备的生产投资低，但是因为其使用的是冷却水来显示其热量，所以利用效率目前看来有些低，但不成影响。而且在季节的变换之中，对项目的影响非常之大，因为夏季不用采暖，这些能源就会再次被浪费。倘若将水直接送至采暖的管道，则会造成管道的堵塞，会给清洁工人们造成大量的工作量。
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