论文总字数：18203字

摘 要

在中国可持续发展战略的要求下，烟气排放连续监测系统（CEMS）是监测火电厂等烟气污染物排放的有效手段，对于加强对污染源排放的监测、保护环境、实现人与自然和谐发展具有非常重要的意义。

本文在描述了CEMS发展的环境背景、意义以及在中国的发展历程的基础上，介绍了CEMS的组成部分、工作流程和采样方法等，并展开了本文的研究重点---CEMS控制系统的软件设计。重点进行了系统的硬件选型，I/O输入点和输出点的分配，采样、反吹、故障报警等功能模块的梯形图程序设计，实现数据采集、工作流程控制、报警等功能，最后进行相关的调试，实现本设计中系统的预定功能。

关键词：烟气排放连续监测系统 软件设计 功能模块 梯形图程序

The Design of Continuous Emission Monitoring Control System

Abstract

At the request of China's sustainable development strategy, Continuous Emission Monitoring System (CEMS) as a modern tool for monitoring of flue gas emissions, has very important significance in strengthening the monitoring of pollution sources, protecting the environment and achieving harmonious development between man and nature.

First,This paper describes environmental background, significance and the development process in China of the CEMS, and describes the basic components, work flow and sampling method of CEMS.Then expand the focus of this study---the designing of the CEMS. The main work includes selecting hardware of this system ,distributing I / O points of this system ,and designing the ladder diagram program of sub-modules such as sampling, cleaning and fault alarm, achieving data collection, work flow control, alarm and other functions,and last ,Debugging and achieving the intended function of the system.

Key Words:CEMS;hardware selection;sub-module;ladder diagram program

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1烟气排放连续监测的发展背景 1

1.2烟气排放连续监测的发展意义 1

1.3烟气排放连续监测的发展历程 2

1.4本文的主要工作 3

第二章 烟气排放连续监测系统的结构和流程 4

2.1烟气排放连续监测系统概述 4

2.2烟气排放连续监测系统的组成 4

2.3 烟气排放连续监测系统的采样方法 5

2.3.1 直接测量法 5

2.3.2 热管法 6

2.3.3 稀释采样法 6

2.4烟气排放连续监测系统的工作流程 6

2.5 烟气排放连续监测系统的工作原理 7

2.5.1 伴热直接抽取采样原理 7

2.5.2 分析仪测量原理 7

2.5.3 烟气温度计 7

2.5.4 烟气压力计 8

2.5.5 流量测量原理 8

2.5.6 烟尘监测仪原理 8

第三章 烟气排放连续监测系统的硬件选型 9

3.1 CEMS的硬件选型思路 9

3.2 CEMS的硬件选型 10

3.2.1 气体分析仪选型 10

3.2.2 颗粒物浓度监测仪选型 10

3.2.3 烟气流速监测仪选型 11

3.2.4 控制核心PLC选型 11

第四章 烟气排放连续监测系统的软件设计 13

4.1 PLC介绍 13

4.1.1 PLC定义 13

4.1.2 PLC的工作原理和过程 13

4.1.3 S7-200系列PLC的CPU 13

4.1.4 S7-200的扩展模块 13

4.1.5 S7-200PLC的数据存储区 14

4.2 PLC程序设计方法及思路 15

4.3 系统I/O点分配 15

4.4 采样模块程序设计 16

4.4.1采样模块的功能 16

4.4.2 采样模块梯形图 17

4.5 反吹模块程序设计 18

4.5.1反吹模块的功能 18

4.5.2 反吹模块的流程图 18

4.5.3 反吹模块梯形图 20

4.6 故障报警模块程序设计 21

4.6.1故障报警模块的功能 21

4.6.2 故障报警模块梯形图 21

4.7 蠕动泵控制模块程序设计 21

4.7.1蠕动泵控制模块的功能 21

4.7.2 蠕动泵控制模块梯形图 22

4.8 取样求平均值模块程序设计 23

4.8.1取样求平均值模块的功能 23

4.8.2 取样求平均值模块梯形图 23

4.9 自动/手动灯显示模块程序设计 26

4.9.1自动/手动灯显示模块的功能 26

4.9.2 自动/手动灯显示模块梯形图 26

4.10 以太网通信模块程序设计 26

4.10.1以太网通信模块的功能 26

4.10.2 以太网通信模块梯形图 27

第五章 烟气排放连续监测系统的程序调试 28

5.1 接线 28

5.2 手动/自动灯调试 28

5.2.1 手动灯显示 28

5.2.2 自动灯显示 29

5.3 采样功能调试 29

5.4 反吹功能调试 29

5.5 蠕动功能调试 30

5.6 故障报警功能调试 30

结束语 32

参考文献 33

致谢 34

第一章 绪论

1.1烟气排放连续监测的发展背景

中国的经济从改革开放至今，一直在飞速发展，电力的需求量也越来越大。到2013年底，全国采用火电发电方式发电的总量达到8.6亿KW，同比增长了5.7%^【1】。虽然现在逐渐提倡新能源发电，其在我国发电总量中所占的比重也在逐渐上升，但是由于最近几年我国电力的供给状况比较紧张，并且新能源发电在技术和成本方面还不适合大范围应用，所以中国目前主要还是采用火力发电的方式进行发电。

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