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【摘 要】本文介绍了煤气站的工艺流程、系统组成、监控参数及自动化控制方式。对煤气站的自动化设计有一定的参考价值。
【关键词】煤气站；控制方式；监控对象
1概述
煤气站主要是用来为生产钢管的环形加热炉提供燃料产生煤气的装置。本文针对煤气站的自动化系统组成、设备结构、工艺重点、主要流程进行分析研究，对煤气站的自动化设计有一定的参考意义。
2煤气站工作原理
利用煤粒输送系统加入到煤仓，通过钟罩加煤系统将煤注入炉膛。然后煤炭在煤气炉干燥、干馏层中进行干燥、干馏。煤炭下移，温度逐渐升高，达到还原、氧化层进行气化。在干燥、干馏层中，部分上行的气化煤气产生的热量使煤炭中的水分都释放出来，焦油及大部分硫化物也都干馏出来，并且产生碳氢化合物，与部分上行的气化煤气形成上段煤气。进入还原、氧化层形成半焦状的煤焦，经气化反应，产生的煤气一部分上行去干馏层，一部分形成下段煤气。
上段煤气离开煤气炉由旋风除油器再进入电捕焦油器，除去煤气携带的焦油，然后进入煤气总管与下段煤气混合。
下段煤气经两级旋风除尘器除去绝大部分灰尘后，进入煤气总管与上段煤气混合。
混合的煤气进入重力沉降室，除去煤气中的灰尘后送往环形炉使用。
3设备组成
3.1煤处理厂设备：受煤仓一个，振动给料机一台，大倾角皮带式输送机一台，圆形振动筛一台，粉煤仓一个，脉冲袋式除尘器一套。
3.2煤输送设备：皮带式输送机4台，分料小车1台。
3.3煤气站设备：煤仓3个，振动给料机3台，大倾角皮带式输送机3台，脉冲袋式除尘器一套，两段式煤气发生炉3台，旋风除油器3台，电捕焦油器3台，旋风除尘器6台，空气风机两台，重力沉降室3个，循环水系统一套，软化水系统两套，焦油储存输送系统一套，电控、自动仪表、气体全分析仪、消防水系统等各一套。
4煤气站的自动化监控系统
煤气站的采用了一套PC自动化监控系统，其PLC控制系统，则A、B、C炉各采用一套西门子S7-300系列分别控制，运行过程中数据的收集，物流与数据的跟踪，数据的处理、记录、报表、操作指导功能，以及数学计算产生设定值等各项功能全部由可编程控制器和人机接口完成，实现生产过程中的自动控制；各炉PLC之间及各PLC与PC机通过工业以太网通讯，该网络支持标准的TCP/IP以太网协议，传输速率10MBIT/S；每台PLC采用现场分布式I/O结构，即PROFIBUS-DP现场总线网，可根据现场实际情况在操作台、箱内设置I/O站，简化外部管线。
4.1自动化监控系统的组成
4.1.1硬件组成
煤气站的监控系统的硬件主要由研华的P4/2.4G/256M/80G/CDR/1.44MB工控机、西门子S7-300可编程控制器及其模块、10/100Mbit/s16口的以太网交换机和现场的各个检测元件及执行元件组成。如：压力变送器、行程开关、核辐射料位计、液位计、风机、水泵和电动阀等。`
4.1.2软件组成
煤气站的监控系统的软件主要由西门子的S7-300可编程控制器编程软件STEP7V5.3和WINCC组态软件WINCC6.0和操作系统中文WINDOWSXP组成。
4.2自动化监控系统的目的
主要用于显示设备状态和过程量，进行资料设定和操作。主要有以下画面：设备工艺流程操作及显示画面、参数设定画面、回路显示控制画面、过程报警、报表画面等。通过WINCC组态画面动态监视和控制整个煤气站的所有设备，以实现整个煤气系统的安全、有效、稳定地运行，生产符合标准的煤气。监控各种水泵，风机、阀门、水位的状态（如运行、停止、故障等）。需要完成的任务如下：
4.2.1需要监视的参数
上段煤气出口温度、下段煤气出口温度、上段煤气出口压力、煤气低压总管压力、电捕焦绝缘子箱温度、电捕焦出口温度、电捕焦出口压力、汽化剂温度、汽化剂压力、汽包水位、汽包压力、软化水箱液位等。
4.2.2需要报警参数有
饱和温度低报警、炉底风压上限下限报警、煤气低压总管压力高、低报警、水封槽水位高、低报警，小气包水箱水位高、低报警，钟罩上煤系统故障报警等。
4.2.3需要进行联锁控制有
上煤系统的煤气站大倾角电机与煤气站振动筛、煤气站振动筛电机与4#皮带输送机、4#皮带输送机3#皮带输送机、3#皮带输送机与2#皮带输送机、2#皮带输送机与1#皮带输送机、1#皮带输送机与煤场振动筛、煤场振动筛煤场大倾角电机的连锁，液压系统与钟罩加煤系统及清灰系统的连锁。
4.3控制的方式：
4.3.1钟罩加煤系统的控制
该钟罩加煤系统采用液压驱动，上、下钟罩式加煤，此种结构能有效地防止煤气泄露。加煤时由PLC发出信号控制下钟罩关闭，然后上钟罩打开，煤由给料机加入料仓。然后上钟罩关闭，下钟罩打开，煤料落入炉内，最后下钟罩关，完成一个加煤过程。然后再进行下一个加煤循环，直到核辐射料位计检测到炉内料满为止。
4.3.2煤气的控制
总管的压力通过AI808仪表输出4-20mA信号给PLC给模拟量输入模块，通过PLC与WINCC变量勾连起来，在WINCC组态画面上动态实时监视总管压力，并控制鼓风机变频器控制其电机转数，最终达到要求。
4.3.3汽包液位的控制
由安装在汽包外侧液位传感器检测液位的高低，并通过PLC程序控制补水泵的启动与停止。
4.3.4上煤系统的控制
上煤系统的4个皮带廊电机和2个大倾角及振动筛电机，通过PLC进行逻辑控制，实现了启动运煤系统则煤气站大倾角、煤气站振动筛、4#皮带输送机、3#皮带输送机、2#皮带输送机、1#皮带输送机、煤场振动筛、煤场大倾角电机依次自动开启的功能，并且进行了连锁控制。如果前面的设备没有运行，则后面的设备不启动，防止出现堆煤现象，并实现了在WINCC组态画面上实时动态监控功能。
4.3.5清灰系统的控制
该清灰系统采用液压驱动，定时清灰。清灰时，PLC发出信号，液压缸驱动炉底转动一下，灰勺电机开始运转清灰，并延时停止。
5性能特点：
5.1系统自动化程度高：能对整个煤气站设备控制、管理实现自动化，减少运行费用和劳动强度。5.2系统具有完善的联锁功能：能够对整个系统进行联锁，自动完成设备的启停控制，且联锁关系修改方便。5.3系统操作方便：有集中自动，集中手动和就地手动三种方式供选择。5.4系统具有直观的显示功能：通过远程通信模块进行实时数据采集和集中监控。能够监控各个风机、水泵、阀门、水位的情况，在上位机上能直观显示各处压力、温度等实时数据，且具有历史数据查询功能。5.5系统具有完善的报警功能和报警查询功能：方便故障诊断和设备维修。
6结束语
整个系统设计合理，成本较低，维护方便，设备运行噪音低，具有完善的故障判断功能，可为操作人员迅速排除故障提供方便，并且系统的输出数据完整，准确，极大的方便了管理，还留有各种通讯接口以便以后更新换代或与计算机网络通讯提供方便。
参考文献：
[1]樊靖华.泵站自动化控制.《科技信息》2012，（18）.
[2]沈朝晖.电气自动化泵站设计浅析.《科技创新导报》2012，（3）.
[3]王学明.泵站自动化的发展趋势.《科技信息》2011，（23）.
【关键词】煤气站；控制方式；监控对象
1概述
煤气站主要是用来为生产钢管的环形加热炉提供燃料产生煤气的装置。本文针对煤气站的自动化系统组成、设备结构、工艺重点、主要流程进行分析研究，对煤气站的自动化设计有一定的参考意义。
2煤气站工作原理
利用煤粒输送系统加入到煤仓，通过钟罩加煤系统将煤注入炉膛。然后煤炭在煤气炉干燥、干馏层中进行干燥、干馏。煤炭下移，温度逐渐升高，达到还原、氧化层进行气化。在干燥、干馏层中，部分上行的气化煤气产生的热量使煤炭中的水分都释放出来，焦油及大部分硫化物也都干馏出来，并且产生碳氢化合物，与部分上行的气化煤气形成上段煤气。进入还原、氧化层形成半焦状的煤焦，经气化反应，产生的煤气一部分上行去干馏层，一部分形成下段煤气。
上段煤气离开煤气炉由旋风除油器再进入电捕焦油器，除去煤气携带的焦油，然后进入煤气总管与下段煤气混合。
下段煤气经两级旋风除尘器除去绝大部分灰尘后，进入煤气总管与上段煤气混合。
混合的煤气进入重力沉降室，除去煤气中的灰尘后送往环形炉使用。
3设备组成
3.1煤处理厂设备：受煤仓一个，振动给料机一台，大倾角皮带式输送机一台，圆形振动筛一台，粉煤仓一个，脉冲袋式除尘器一套。
3.2煤输送设备：皮带式输送机4台，分料小车1台。
3.3煤气站设备：煤仓3个，振动给料机3台，大倾角皮带式输送机3台，脉冲袋式除尘器一套，两段式煤气发生炉3台，旋风除油器3台，电捕焦油器3台，旋风除尘器6台，空气风机两台，重力沉降室3个，循环水系统一套，软化水系统两套，焦油储存输送系统一套，电控、自动仪表、气体全分析仪、消防水系统等各一套。
4煤气站的自动化监控系统
煤气站的采用了一套PC自动化监控系统，其PLC控制系统，则A、B、C炉各采用一套西门子S7-300系列分别控制，运行过程中数据的收集，物流与数据的跟踪，数据的处理、记录、报表、操作指导功能，以及数学计算产生设定值等各项功能全部由可编程控制器和人机接口完成，实现生产过程中的自动控制；各炉PLC之间及各PLC与PC机通过工业以太网通讯，该网络支持标准的TCP/IP以太网协议，传输速率10MBIT/S；每台PLC采用现场分布式I/O结构，即PROFIBUS-DP现场总线网，可根据现场实际情况在操作台、箱内设置I/O站，简化外部管线。
4.1自动化监控系统的组成
4.1.1硬件组成
煤气站的监控系统的硬件主要由研华的P4/2.4G/256M/80G/CDR/1.44MB工控机、西门子S7-300可编程控制器及其模块、10/100Mbit/s16口的以太网交换机和现场的各个检测元件及执行元件组成。如：压力变送器、行程开关、核辐射料位计、液位计、风机、水泵和电动阀等。`
4.1.2软件组成
煤气站的监控系统的软件主要由西门子的S7-300可编程控制器编程软件STEP7V5.3和WINCC组态软件WINCC6.0和操作系统中文WINDOWSXP组成。
4.2自动化监控系统的目的
主要用于显示设备状态和过程量，进行资料设定和操作。主要有以下画面：设备工艺流程操作及显示画面、参数设定画面、回路显示控制画面、过程报警、报表画面等。通过WINCC组态画面动态监视和控制整个煤气站的所有设备，以实现整个煤气系统的安全、有效、稳定地运行，生产符合标准的煤气。监控各种水泵，风机、阀门、水位的状态（如运行、停止、故障等）。需要完成的任务如下：
4.2.1需要监视的参数
上段煤气出口温度、下段煤气出口温度、上段煤气出口压力、煤气低压总管压力、电捕焦绝缘子箱温度、电捕焦出口温度、电捕焦出口压力、汽化剂温度、汽化剂压力、汽包水位、汽包压力、软化水箱液位等。
4.2.2需要报警参数有
饱和温度低报警、炉底风压上限下限报警、煤气低压总管压力高、低报警、水封槽水位高、低报警，小气包水箱水位高、低报警，钟罩上煤系统故障报警等。
4.2.3需要进行联锁控制有
上煤系统的煤气站大倾角电机与煤气站振动筛、煤气站振动筛电机与4#皮带输送机、4#皮带输送机3#皮带输送机、3#皮带输送机与2#皮带输送机、2#皮带输送机与1#皮带输送机、1#皮带输送机与煤场振动筛、煤场振动筛煤场大倾角电机的连锁，液压系统与钟罩加煤系统及清灰系统的连锁。
4.3控制的方式：
4.3.1钟罩加煤系统的控制
该钟罩加煤系统采用液压驱动，上、下钟罩式加煤，此种结构能有效地防止煤气泄露。加煤时由PLC发出信号控制下钟罩关闭，然后上钟罩打开，煤由给料机加入料仓。然后上钟罩关闭，下钟罩打开，煤料落入炉内，最后下钟罩关，完成一个加煤过程。然后再进行下一个加煤循环，直到核辐射料位计检测到炉内料满为止。
4.3.2煤气的控制
总管的压力通过AI808仪表输出4-20mA信号给PLC给模拟量输入模块，通过PLC与WINCC变量勾连起来，在WINCC组态画面上动态实时监视总管压力，并控制鼓风机变频器控制其电机转数，最终达到要求。
4.3.3汽包液位的控制
由安装在汽包外侧液位传感器检测液位的高低，并通过PLC程序控制补水泵的启动与停止。
4.3.4上煤系统的控制
上煤系统的4个皮带廊电机和2个大倾角及振动筛电机，通过PLC进行逻辑控制，实现了启动运煤系统则煤气站大倾角、煤气站振动筛、4#皮带输送机、3#皮带输送机、2#皮带输送机、1#皮带输送机、煤场振动筛、煤场大倾角电机依次自动开启的功能，并且进行了连锁控制。如果前面的设备没有运行，则后面的设备不启动，防止出现堆煤现象，并实现了在WINCC组态画面上实时动态监控功能。
4.3.5清灰系统的控制
该清灰系统采用液压驱动，定时清灰。清灰时，PLC发出信号，液压缸驱动炉底转动一下，灰勺电机开始运转清灰，并延时停止。
5性能特点：
5.1系统自动化程度高：能对整个煤气站设备控制、管理实现自动化，减少运行费用和劳动强度。5.2系统具有完善的联锁功能：能够对整个系统进行联锁，自动完成设备的启停控制，且联锁关系修改方便。5.3系统操作方便：有集中自动，集中手动和就地手动三种方式供选择。5.4系统具有直观的显示功能：通过远程通信模块进行实时数据采集和集中监控。能够监控各个风机、水泵、阀门、水位的情况，在上位机上能直观显示各处压力、温度等实时数据，且具有历史数据查询功能。5.5系统具有完善的报警功能和报警查询功能：方便故障诊断和设备维修。
6结束语
整个系统设计合理，成本较低，维护方便，设备运行噪音低，具有完善的故障判断功能，可为操作人员迅速排除故障提供方便，并且系统的输出数据完整，准确，极大的方便了管理，还留有各种通讯接口以便以后更新换代或与计算机网络通讯提供方便。
参考文献：
[1]樊靖华.泵站自动化控制.《科技信息》2012，（18）.
[2]沈朝晖.电气自动化泵站设计浅析.《科技创新导报》2012，（3）.
[3]王学明.泵站自动化的发展趋势.《科技信息》2011，（23）.