基于PLC的船用SCR裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、為了滿足MARPOL公約TierⅢ對(duì)船舶柴油機(jī)氮氧化物排放的限制要求，航運(yùn)界一直在探索可行的NOx減排措施。選擇催化還原(SCR)技術(shù)是公認(rèn)的能夠降低氮氧化物排放的有效措施之一。在柴油機(jī)SCR裝置系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)的附加值最高，通過對(duì)船用SCR裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)對(duì)SCR柴油機(jī)尾氣中NOx排量的控制，以滿足TierⅢ標(biāo)準(zhǔn)的限制要求。本文以實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的船用SCR裝置實(shí)物為參考對(duì)象，以6105AZLD型柴油機(jī)作為船用SCR裝置的配選機(jī)型

2、，對(duì)船用SCR裝置的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真。
　　首先，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，對(duì)船用SCR裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，明確了系統(tǒng)的組成及功能，并對(duì)其工作原理進(jìn)行了闡述。
　　其次，對(duì)尿素噴射控制策略進(jìn)行深入研究，結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)制定出以MAP圖為參考的積分分離式PID控制策略，使控制系統(tǒng)具備了抗飽和積分能力的同時(shí)其動(dòng)態(tài)性能也得到顯著提高。
　　再次，采用西門子PLC作為SCR裝置控制系統(tǒng)的控制器，運(yùn)用了STEP7與WINCC軟件對(duì)系

3、統(tǒng)進(jìn)行硬件及上位機(jī)畫面組態(tài)。在項(xiàng)目中對(duì)煙氣單元、壓縮空氣單元、尿素供給單元、信號(hào)采集單元及故障報(bào)警單元進(jìn)行編程來實(shí)現(xiàn)其相對(duì)應(yīng)的功能。利用MATLAB中的數(shù)據(jù)傳輸組件，建立與WINCC中變量之間的OPC通信，并對(duì)四個(gè)通信變量在Simulink中進(jìn)行接口設(shè)置，完成控制器與控制模型的通信。
　　最后，通過聯(lián)合仿真，對(duì)控制策略進(jìn)行了驗(yàn)證。經(jīng)過對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行觀察與分析后得出結(jié)論，證明該套SCR控制系統(tǒng)對(duì)柴油機(jī)尾氣中NOx排量的控制效果能夠滿