废润滑油回收监控系统设计下位机控制
本文介绍了某工厂废润滑油回收的基本工艺和流程，设计了一套基于PLC的废润滑油精馏控制系统。首先确定废润滑油精馏的方法及其工艺流程，其次采用西门子S7-300 PLC与WinCC作为整个系统的核心控制设备，然后根据系统的控制要求构建PLC系统框架，完成PLC硬件配置、输入输出设计及电气回路设计，最后分别设计原料油进料、轻质油回流、刮膜进料和油气进塔等模块的PLC控制程序。经过与WinCC监控系统联机调试后，PLC控制子系统能够实现废润滑油精馏的控制功能，完成了设计要求。关键词 废润滑回收，PLC，Step7，WinCC
目 录
1 绪论 1
1.1 选题背景及意义 1
1.2 废润滑油回收的研究现状 1
1.3 PLC发展趋势 2
1.4 研究内容 3
2 方案设计 5
2.1 废润滑油回收工艺流程设计 5
2.2 控制设备的选择 11
2.3 废润滑油精馏工艺走向设计 11
3 西门子PLC介绍 11
3.1 系统硬件配置 11
3.2 系统优点 12
3.3 软件Step7 13
4 废润滑油精馏控制系统方案设计 14
4.1 废润滑油精馏控制系统CPU简介 14
4.2 PLC输入输出 15
4.3 PLC程序设计 16
4.4 PLC程序流程图 20
5 系统联调运行 24
5.1 PLC和WinCC的通信协议 24
5.2 PLC和WinCC的连接 25
5.3 PLC和WinCC的通信状态检测 25
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
附录 PLC源程序 29
1 绪论
1.1 选题背景及意义
伴随着经济科技的快速崛起，生活方方面面对石油的使用日渐广泛，石油作为不可再生能源，正面临着资源紧缺甚至于枯竭的严峻形势,除此之外，废油的丢弃不仅对环境造成了严重污染，也是对能源的浪费，不容 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
乐观的形势引起了全球的高度重视[1]。各国综合考虑节约资源和保护环境两大核心要素，积极提倡使用再生油，并制定相应的法律法规推动和保护废润滑油的回收再利用，废润滑油不再被随意丢弃，通过集中回收处理，环境污染和资源短缺等问题都将得到一定的解决[2]。
电子信息技术的快速发展,使得化工自动化控制成为必然趋势,作为先进的自动化控制系统PLC能够对压力、温度、液位、流量等参数进行自动化的监控测量[3]。目前已广泛地应用于废润滑油的回收处理中。相信在自动监控系统下，废润滑油回收系统稳定可靠地运行，将大大减轻劳动者的工作量，提高生产效率。
本次设计主要针对废润滑油精馏部分进行控制，装置主要设备包括精馏塔、刮膜蒸发器、塔顶换热器、熔盐池、控油接收罐等，需要对温度、压力、液位进行控制，实现自动进料、出料，以及在生产过程中自动平衡物料液位，温度等。
1.2 废润滑油回收的研究现状
再净化工艺，再精制工艺以及再炼制工艺三大工艺是我国现今废润滑油回收频增长。1吨废油的5%—8%可变成轻质燃料油，7075%可被提炼为润滑油基础油；10%15%的重质沥青可用于铺路或防水材料的生产[4]。
蒸馏—酸洗—白土精制工艺，是很早之前就流传下来的一个工艺流程，现在我国2/3的生产商均选用此工艺进行废润滑油的回收，这条工艺路线相对单一、操作容易、设备成本也比并不昂贵，对于所有类型的废润滑油回收均能够起到作用。沉降—酸洗—白土蒸馏工艺，特别之处就是其把蒸馏工序与白土精制工序相兼并，从而减少了一道工序，与之前的工艺作对比，其省去了一个加热高峰，一定程度上减削热能的损耗，工艺技术同样容易，然而它的酸洗沉降相对迟缓，洗油中也许会有部分酸渣，白土蒸馏后也许会对油品的质量造成影响。沉降—蒸馏—酸洗—钙土精制工艺，它的操作流程就是在白土精制之前，首先把石灰石粉倒到酸洗油中，让石灰石粉中和游离硫酸以及石油磺酸，用此方法能够节减白土使用量，降低白土的使用成本，等到中和反应完成之后，再倒入活性白土进行吸附精制。这个工艺的主要优点在于其能够节减价格昂贵的白土的使用量，除此之外，由中和反应生成的石油磺酸钙能够内提高燃机油的质量[5]。
国外废润滑油再生工艺着重包括美国能源部能源中心提出的BERC工艺，也会是利用正丁醇、异丙醇、甲乙酮以50?%、25?%、25?%的比例配成的混合溶剂对废油进行提取抽除废油中的杂质，再把溶剂精制油送到减压分馏器中进行分馏，最后加氢精制或者白土精制就可以得到能够再次使用的润滑油；法国石油研究院提出的IEP工艺，也就是利用丙烷抽对废油进行提取抽除废油中的杂质，再利用硫酸对其进行精制，这样可以大大节减硫酸以及白土使用量，同时能够将再生润滑油的再生率提升10%。意大利?S.?P.?A.公司在IFP工艺的基础上，对其进行了更加深入的研究和开发，首先把废油送到常压蒸馏器去除水以及轻油，滞后利用丙烷抽对其进行提取抽除废油中的杂质，再利用丙烷对残油进行提取，获取残油料润滑油组分，将所有组分加氢精制就可以得到能够再次使用的润滑油，此工艺流程省去了硫酸精制，减少一道工序，使得操作变得简单。
1.3 PLC发展趋势
20世纪70年代初，第一代PLC在美国诞生并迅速发展起来，使其在工业控制领域占重要地位。随后，其他国家也对PLC展开了研发，经过不断的发展，PLC成为这些国家的重要产业。
在多年的研究和开发下，目前，我国大概有三十家PLC生产厂家，国内PLC应用市场仍然以国外产品为主。国内公司在PLC业务竞争上，产品定制、成本、服务、响应速度等方面均占较大优势。由于PLC通用性强、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、控制程序可变等突出之处在我国工业自动化控制技术领域一直占据主导地位，其在恶劣环境下的抗干扰能力和稳定的工作状态也倍受好评，特别是其多样的通信方式以及强大的逻术辑运算能力，使得它在控制中越来越方便[6]，是目前工业自动化控制技术领域的主流技术之一。现在，世界主要有美国产品、欧洲产品和日本产品三大流派，不同流派的PLC产品各领风骚。其中，日本PLC生产商居多，有三菱、欧姆龙、松下、富士等；美国PLC生厂商中著名的由有AB公司、通用电气（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司。欧洲PLC产品主要生产商有德国的西门子（SIEMENS）公司、AEG公司、法国的TE公司。
目 录
1 绪论 1
1.1 选题背景及意义 1
1.2 废润滑油回收的研究现状 1
1.3 PLC发展趋势 2
1.4 研究内容 3
2 方案设计 5
2.1 废润滑油回收工艺流程设计 5
2.2 控制设备的选择 11
2.3 废润滑油精馏工艺走向设计 11
3 西门子PLC介绍 11
3.1 系统硬件配置 11
3.2 系统优点 12
3.3 软件Step7 13
4 废润滑油精馏控制系统方案设计 14
4.1 废润滑油精馏控制系统CPU简介 14
4.2 PLC输入输出 15
4.3 PLC程序设计 16
4.4 PLC程序流程图 20
5 系统联调运行 24
5.1 PLC和WinCC的通信协议 24
5.2 PLC和WinCC的连接 25
5.3 PLC和WinCC的通信状态检测 25
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
附录 PLC源程序 29
1 绪论
1.1 选题背景及意义
伴随着经济科技的快速崛起，生活方方面面对石油的使用日渐广泛，石油作为不可再生能源，正面临着资源紧缺甚至于枯竭的严峻形势,除此之外，废油的丢弃不仅对环境造成了严重污染，也是对能源的浪费，不容 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
乐观的形势引起了全球的高度重视[1]。各国综合考虑节约资源和保护环境两大核心要素，积极提倡使用再生油，并制定相应的法律法规推动和保护废润滑油的回收再利用，废润滑油不再被随意丢弃，通过集中回收处理，环境污染和资源短缺等问题都将得到一定的解决[2]。
电子信息技术的快速发展,使得化工自动化控制成为必然趋势,作为先进的自动化控制系统PLC能够对压力、温度、液位、流量等参数进行自动化的监控测量[3]。目前已广泛地应用于废润滑油的回收处理中。相信在自动监控系统下，废润滑油回收系统稳定可靠地运行，将大大减轻劳动者的工作量，提高生产效率。
本次设计主要针对废润滑油精馏部分进行控制，装置主要设备包括精馏塔、刮膜蒸发器、塔顶换热器、熔盐池、控油接收罐等，需要对温度、压力、液位进行控制，实现自动进料、出料，以及在生产过程中自动平衡物料液位，温度等。
1.2 废润滑油回收的研究现状
再净化工艺，再精制工艺以及再炼制工艺三大工艺是我国现今废润滑油回收频增长。1吨废油的5%—8%可变成轻质燃料油，7075%可被提炼为润滑油基础油；10%15%的重质沥青可用于铺路或防水材料的生产[4]。
蒸馏—酸洗—白土精制工艺，是很早之前就流传下来的一个工艺流程，现在我国2/3的生产商均选用此工艺进行废润滑油的回收，这条工艺路线相对单一、操作容易、设备成本也比并不昂贵，对于所有类型的废润滑油回收均能够起到作用。沉降—酸洗—白土蒸馏工艺，特别之处就是其把蒸馏工序与白土精制工序相兼并，从而减少了一道工序，与之前的工艺作对比，其省去了一个加热高峰，一定程度上减削热能的损耗，工艺技术同样容易，然而它的酸洗沉降相对迟缓，洗油中也许会有部分酸渣，白土蒸馏后也许会对油品的质量造成影响。沉降—蒸馏—酸洗—钙土精制工艺，它的操作流程就是在白土精制之前，首先把石灰石粉倒到酸洗油中，让石灰石粉中和游离硫酸以及石油磺酸，用此方法能够节减白土使用量，降低白土的使用成本，等到中和反应完成之后，再倒入活性白土进行吸附精制。这个工艺的主要优点在于其能够节减价格昂贵的白土的使用量，除此之外，由中和反应生成的石油磺酸钙能够内提高燃机油的质量[5]。
国外废润滑油再生工艺着重包括美国能源部能源中心提出的BERC工艺，也会是利用正丁醇、异丙醇、甲乙酮以50?%、25?%、25?%的比例配成的混合溶剂对废油进行提取抽除废油中的杂质，再把溶剂精制油送到减压分馏器中进行分馏，最后加氢精制或者白土精制就可以得到能够再次使用的润滑油；法国石油研究院提出的IEP工艺，也就是利用丙烷抽对废油进行提取抽除废油中的杂质，再利用硫酸对其进行精制，这样可以大大节减硫酸以及白土使用量，同时能够将再生润滑油的再生率提升10%。意大利?S.?P.?A.公司在IFP工艺的基础上，对其进行了更加深入的研究和开发，首先把废油送到常压蒸馏器去除水以及轻油，滞后利用丙烷抽对其进行提取抽除废油中的杂质，再利用丙烷对残油进行提取，获取残油料润滑油组分，将所有组分加氢精制就可以得到能够再次使用的润滑油，此工艺流程省去了硫酸精制，减少一道工序，使得操作变得简单。
1.3 PLC发展趋势
20世纪70年代初，第一代PLC在美国诞生并迅速发展起来，使其在工业控制领域占重要地位。随后，其他国家也对PLC展开了研发，经过不断的发展，PLC成为这些国家的重要产业。
在多年的研究和开发下，目前，我国大概有三十家PLC生产厂家，国内PLC应用市场仍然以国外产品为主。国内公司在PLC业务竞争上，产品定制、成本、服务、响应速度等方面均占较大优势。由于PLC通用性强、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、控制程序可变等突出之处在我国工业自动化控制技术领域一直占据主导地位，其在恶劣环境下的抗干扰能力和稳定的工作状态也倍受好评，特别是其多样的通信方式以及强大的逻术辑运算能力，使得它在控制中越来越方便[6]，是目前工业自动化控制技术领域的主流技术之一。现在，世界主要有美国产品、欧洲产品和日本产品三大流派，不同流派的PLC产品各领风骚。其中，日本PLC生产商居多，有三菱、欧姆龙、松下、富士等；美国PLC生厂商中著名的由有AB公司、通用电气（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司。欧洲PLC产品主要生产商有德国的西门子（SIEMENS）公司、AEG公司、法国的TE公司。
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