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基于PLC的船用SCR装置控制系统设计与仿真
| 论文题名： | 基于PLC的船用SCR装置控制系统设计与仿真 |
| 关键词： | 船舶柴油机;选择性催化还原装置;可编程逻辑控制器;氮氧化物;排放控制 |
| 摘要： | 为了满足MARPOL公约TierⅢ对船舶柴油机氮氧化物排放的限制要求，航运界一直在探索可行的NOx减排措施。选择催化还原(SCR)技术是公认的能够降低氮氧化物排放的有效措施之一。在柴油机SCR装置系统中，控制系统的附加值最高，通过对船用SCR装置控制系统进行设计来实现对SCR柴油机尾气中NOx排量的控制，以满足TierⅢ标准的限制要求。本文以实验室现有的船用SCR装置实物为参考对象，以6105AZLD型柴油机作为船用SCR装置的配选机型，对船用SCR装置的控制系统进行设计与仿真。 首先，结合以往经验，对船用SCR装置控制系统进行总体设计，明确了系统的组成及功能，并对其工作原理进行了阐述。 其次，对尿素喷射控制策略进行深入研究，结合已有经验制定出以MAP图为参考的积分分离式PID控制策略，使控制系统具备了抗饱和积分能力的同时其动态性能也得到显著提高。 再次，采用西门子PLC作为SCR装置控制系统的控制器，运用了STEP7与WINCC软件对系统进行硬件及上位机画面组态。在项目中对烟气单元、压缩空气单元、尿素供给单元、信号采集单元及故障报警单元进行编程来实现其相对应的功能。利用MATLAB中的数据传输组件，建立与WINCC中变量之间的OPC通信，并对四个通信变量在Simulink中进行接口设置，完成控制器与控制模型的通信。 最后，通过联合仿真，对控制策略进行了验证。经过对仿真结果进行观察与分析后得出结论，证明该套SCR控制系统对柴油机尾气中NOx排量的控制效果能够满足TierⅢ标准的排放要求。 |
| 作者： | 王传航 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 张洪朋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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