危险废物焚烧处置自控系统的设计与实现

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1、Y7624‘8硕士学位论文危险废物焚烧处置自控系统的设计与实现研究生：王红星导师：张秀然教授专业：农业电气化与自动化研究方向：智能化检测与自动控制技术沈阳农业大学2005年6月沈阳农业大学硕士学位论文摘要危险废物对全球环境和人类健康构成严重的危害，而且它们的危害性往往是长期的、潜在的。随着我国城市化和工业化进程加快，固体废物和危险废物的产生量也迅速增加，环境污染曰益严重，如何合理有效地处理处置危险废物已迫在眉睫。处理危险废物的主要方法是回转窑焚烧法。到目前为止，我国尚没有一个合乎标准的综合性危险废物焚

2、烧厂，正在运行的危险废物焚烧厂采用的工艺技术落后，自动化水平低，极易产生二次污染。针对这种状况，进行了危险废物焚烧处置自动控制系统的研究与设计。本课题是和沈阳自动控制研究设计院的联合开发项目，结合一个实际工程“沈阳危险废物焚烧示范工程”一期工程即医疗废弃物焚烧处置工程而完成的。根据医疗废物焚烧处置的工艺流程和控制要求，设计了由研华IPC610工控机作为上位机，西门子s7—300PLC作为下位机的分级分层的集中控制式自动控制系统。目前，该自动控制系统已经正式投入运行三个多月了。运行结果表明：系统控制结果

3、稳定，运行可靠，操作界面友好，对于提高生产管理水平、提高废物的焚烧处理质量和数量并最终提高废物焚烧处置的社会效益与经济效益起到了举足轻重的作用。该自动控制系统的成功应用，对类似的环保自动化工程有很大的借鉴作用。主要研究内容与成果有；1．构建了～个由工控机(上位机)和可编程控制器(下位机)组成的分级分层的集中控制式自动控制系统，并且采取常规集中控制操作台作为自动控制系统的后备系统。整个系统由上位机进行统一调度和管理，在上位机完成监视和控制操作，具体的控制功能和数据采集工作由下位机来完成。2．系统下位机由

4、西门子S7．300系ylJPLC构成，与上位机之间通过MPII摘要多点接口通信。下位机CPU采用适用于中等控制规模的CPU314模块，采用带光电隔离的输入输出模块完成数据采集和控制输出功能。采用西门子STEP7V5．0软件包进行了硬件组态和程序设计。采用梯形图语言完成了主程序，模拟量输入程序、电机起停控制程序、油箱液位控制程序、炉膛温度控制程序、炉膛负压控制程序等多个模块的设计。3．考虑到废物焚烧系统是一个多变量耦合、结构复杂的控制对象，并结合PLC控制的特点，对工程中用到的偏差控制、改进的PID控制

5、等控制算法进行了分析，并就其在炉膛温度控制、炉膛负压控制中的应用进行了探讨。4．系统上位机以组态王软件为开发工具，设计了一套界面友好、功能强大的废物焚烧监控系统。该系统既可以完成运行监视、控制操作、参数设置等功能，以方便运行人员管理；又可以对趋势曲线和历史数据等进行处理、打印、分析，为研究人员提供科学依据。5．整个系统从分析干扰产生源入手，进行了硬件和软件两个方面的抗干扰设计，大大提高了系统工作的可靠性和稳定性。6．系统在现场调中，根据现场情况的变动，在硬件和软件方面都做了必要的修改，如增加检测点、改

6、变控制方式等，使系统更加完善。关键词；危险废物；医疗废物；自动控制；PLC；PID控$lh组态王软件2沈阳农业大学硕士学位论文刖吾一、我国危险废物现状改革开放以来，我国经济建设取得了举世瞩目的成就。同时，随着我国城市化和工业化进程加快，固体废物和危险废物的产生量也迅速增加，环境污染日益严重。因此，如何在发展经济的同时尽可能地减少对环境的污染已迫在眉睫。在“三废”(废水、废气、固体废物)中，固体废物是最难处理的污染物。我国固体废物的现状是产生量大、危害大、占地多、成分复杂。截止1995年，工业固体废物历

7、年累计堆存量达66．4亿吨，占地面积5．5万公顷。目前，我国每年产生固体废物6亿多吨，其中危险废物约占5．7％，即3—4千万吨(何艳明，聂永丰，2002)。这些废物多数只是简单堆放，污染土地、地下水和地表水，污染事故屡有发生，对附近居民的健康造成严重危害。我国危险废物的综合利用率低。从1996至1999年，我国危险废物的综合利用率平均为46．8％，而处于一种不稳定状态暂时贮存的危险废物的比率为41．75％，直接排放于环境中的危险废物的比率高达3．72％。处理处置水平更低，我困危险废物的处置率只有13．

8、5％(张国平，周恭明，2003)。危险废物常与生活垃圾、一般工业废物混在一起，甚至一起排出，造成严重的环境污染。即使在危险废物的综合利用中也常常出现不合理的利用，造成二次污染或潜在的二次污染。二、危险废物的处置方法危险废物处置方法主要有海洋处置法、土地填埋处置法和焚烧法等。海洋处置法又分为海洋倾倒和远洋焚烧两种方法，是把危险废物直接倾倒入海中或在远海上焚烧的处置方法。该法虽然在短期内能够有效的处l刚舀置危险废物，但如果长期持续下去会造成海洋污染、杀死鱼类