PLC控制在气力除灰系统的应用.pdf

自 动 化 技术 与 应 用 2 0 1 5 年 第3 4 卷 第5 期 行 业 应 用 与 交 流 n du s t r i a l Ap p l i c a t i o n s a nd Comm u n i ca t i o n s 3 ． 1 装灰控制 输灰系统进料控制采用 “ 料位”和 “ 时间”两种方 式， 其中 “ 料位”控制优先。具体过程为 进料阀在仓泵 投入运行后 自动打开， 物料随着重力作用 自由落入仓泵 内， 当料位发出料 已满信号或者达到设置时间， 进料阀 会 自行关闭。在装灰的过程中， 料位是主控元件 ， 时间 控制则为备用措施。只要料位或时间两个控制条件有 一 个达到控制设定值 ， 进料 阀都会 自动关闭。 3 ． 2 输灰控制 输灰控制 采用先入先出的程控输灰控制方式。整 个输灰过程可分为三个阶段 ， 分别是流化加压 阶段、输 送阶段和吹扫阶段 。 流化加压阶段 首先将泵体加压阀打开 ， 压缩空气 从气化室进入经过扩散穿过流化床， 使泵内的气压逐渐 上升 ， 与此同时物料也会被充分流化。 输送阶段 随着泵内压力不断增大 ， 当压力达到某 一 数值时 ， 压力传感器会发出信号 ， 打开 吹堵阀， 然后 自动开启 出料阀 ， 开始输送流化床上的物料 。在整个 输送过程 中， 处于流化床上的物料始终是边输送边 流 化的状态 。 吹扫阶段 当物料输送完成后 ， 泵 内压力开始下降 直至等于或接近管道阻力时， 应先关闭吹堵 阀和加压 阀， 延时一段时间后再关闭出料阀。从而完成一次输灰 工作过 程 。 3 ． 3 灰库卸灰控制 灰库卸灰控制过程为 启动加湿搅拌机， 开启油水 分离器排污阀排污一次， 适当开启气化系统进气阀； 然后 合上电动锁气器开关， 启动电动锁气器运行。适当开启 加湿搅拌机加湿水阀门。控制系统除了能对湿灰、干灰 的装车操作进行 自动控制外， 还能够通过控制元件实现 卸灰过程 的手动控制。 3 ． 4 输灰空压机控制 输灰空压机为整个 除灰系统和其他用气点提供压 缩空气 。可 以通过操作员站和就地控制箱对输灰空压 机的运行状态进行监视和设置 。 4 除灰 监控 系统功 能设计 除灰控制系统使用德国西门子公司的可编程控制 器 PLC 上位机监控的控制方式 ， 三台锅炉共用一套 P L C系统。西门子公司是国际知名的工业产品制造厂 商， 其工业 自动化控制产品以其高性能、高可靠性在工 业控制领域有着其特定的地位 ， 广泛应用于工业控制的 各种领域 。 4 ． 1 程控部分主要功能 本程控系统的可编程控制器 PL C采用西门子公司 S 7 - 3 0 0 系列大型 P L C系统 自动化产品。该产品具有丰 富的功能函数、良好的兼容性、高级编程语言使用方便 和品种多样的硬件模块等优点， 并采用先进的网络协议 进行通信 ， 使其使用更加灵活、方便， 适用于各种大中 型控制系统。由于系统具有运行可靠、维护简便、坚固 的结构等特点， 这些都能够保证 7 - 3 0 0系统 即使在最 恶劣 的现场环 境 中也 能稳 定运 行 。 除灰系统程控部分的主要功能 定时程控除灰 程控系统会根据料位计传输过来的 灰粉位置信号和仓泵上方的电接点压力表指示的压力 值信号， 采取相应的处理措施 ； 高灰位优先排灰 当料位计指示灰粉位置高时， 程 控系统会根据 中断请求优先控制进行排 灰； 程序控制 自动输灰 ； 系统处于程控执行状态时， 由 程控 系统对除灰系统进行 自动输灰 ； 远端操作 当系统处于远操状态时， 操作人员可以 在控制室进行远端手操控制 。 4 ． 2 上位监控部分主要功能 上位机既是上位监控机， 又是 P L C的编程器。在上 位机上运行 P C编程软件， 可实现对 P L C的校验、组态、 编程及在线监测修改程序 。 上位监控站配有两台上位机和两台 C R T， 两台 3 C O M 交换机。为适应工业现场的环境要求及监控系统 的运行速度要求 ， 上位机选用性能价格 比很高的研华 I P C．6 1 0 H型工控机， 它与一般微机完全兼容。其机箱 、 主板均按照工业标准设计 ， 面板均有防尘密封条 ， 整个 系统具有防尘 、防潮、防震、防电磁干扰及可长期连续 工作等特点。 每台上位机均有2 块3 C O M 网卡， 通过P L C 以太网模块与P L C控制主机进行数据交换， 最高传输速 度 l O O Mb p s 。 上位机监控组态软件采用美国WO ND E RWARE公 司增强型 I NT OUC H8 ．0 S P 1 高级实时监控软件包开发 版 l套、运行版l 套作为监控系统软件 ， 对可编程控制 器 中的大量数据进行实时显示和打印， 并直接参与可编 程控制器的控制。I NT OUC H 8 ．O S P 1 作为人机界面 下转第 1 1 7页 行 业 应 用 与 交 流 n du s t r i a l Ap pl i c a t ion s a n d Co m m u n i c a t i o n s 自动 化技术与应用 2 0 1 5年第 3 4卷第 5期 及效益。 为反映工频、变频疏水泵的能耗变化情况， 选取某 厂机组运行方式相同的 2 0 1 4 年 1 1 1 月和本厂2 0 1 4年 1 1 月整个月运行情况进行对 比如上表 1 。 4 ． 1 耗 电量分析 通过上述表单分析 ， 输送同样流量的变频泵耗 电量 是工频泵的 7 5 ％， 即变频节约电量 2 5 ％。 4 ． 2 管道寿命损失分析 变频泵其母管水压力为 1 ． 6 5 3 MP a ， 而工频泵出 口压力平均是 2 ． 8 MP a ， 压力高管道磨损程度大， 节流损 失大 ， 管道寿命短。 4 ． 3 厂用 电率影响分析 某厂机组工频疏水泵的占机组厂用电率为 0 ． 8 9 ％， 变频能占占机组厂用电率为 0 ． 6 7 ％。 4 ． 4 经济性分析 以供热期 5个月运行， 节约电量为 3 ． 8 1 95 1 9 ． 0 9 5 万 k w， 节能效果高。 5 结束 语 1 ． 变频泵能耗受供热流量变化 、额定出力的影响 较大 ， 不同工况下能耗水平相应发生变化。同时， 变频 泵受检修、技改、系统设备保养、工程建设等用气量的 影响较大 ， 对客观准确的评估造成一定困难。 2 ． 改造后 ， 变频泵出口压力影响波动幅度大 ， 比工 频压力小 ， 对系统运行 良好 ， 不容易发生泄漏等， 后期维 护费用降低 。 参考文献 【 1 ]杨茹， 张朝江， 姜洪松．变频器在空压机 自动恒压供气 节能改造中的应【 J 】 ． 电气应用， 2 0 0 8 ， 2 4 3 0 3 3 ． 作 者 简介 金鹏 1 9 8 1 一，男， 工程 师， 从 事 电厂运 行 管理 工 上接第 9 2页 软件， 是世界上最新发表用于工业 自动化及过程监控的 图形化人机界面 HMI ， 是工业 自动化领域 Wi n d o ws 应 用的领导者， 功能卓越， 并易于使用。I NT OUC H 8 ．0 S P1 将生产信息具体地呈现给工厂各阶层及操作者 ， 因 此完全地集成各类信息， 使之能在工厂内外被取得 。 上位监控部分的主要功能如下 多种显示功能、动态显示和画面切换 工艺流程的 总图及局部分画面显示、工艺流程的动态显示、设备运 行状态显示、模拟量等测量参数的数字显示及实 时和 历史趋势 图显示 、控制方式的显示、系统时钟显示等 ； 所有图形均为动态显示， 能实时、直观地监视系统运行 状态 ； 各画面间可直接进行切换 。 控制设备操作监控、参数设定及记录 上位站控制 功能 通过鼠标及键盘完成 完成对所有参与控制设备的 操作、监控； 可以进行参数设定； 可以根据操作员的要求 进行程控 自动及一对一软手操， 并可记录模拟量的数据。 统 计管理 功 能及各 类 报表显 示和 打 印 系统 可 以对 实时及历史趋势进行汇总以及打印报表等。 声音报警及记录 系统可以对生产过程中发生的异 常事件进行声音报警并能对报警进行记录 ， 同时进行实 时跟 踪 。 程控系统与主厂 计算机联 网 系统 可以与主厂的 mi s系统进行联网， 便于登记工作记录信息、传输数据 和上报各种报表等 。 4 ． 3 就地控制箱 为方便设备的维护和调试 ， 对于一些重要的设备例 如排气风机、输灰空压机和灰库卸灰系统等 ， 配有就地 控制箱， 同时还可 以实现方便灵活的控制方式。 5 结 束 语 本控制系统采用 “ 上位机 P L C ”组成的控制系统 ， 该控制系统人机界面 良好、操作简单方便 ， 系统设计具 有抗干扰能力强、稳定性好 、可靠性高。使用寿命长、 扩展方便等优点， 获得 了操作者和管理人员的一致认 可 ， 有着广泛的应用前景。 参考文献 【 1 】气力输灰系统运行操作手册[ Z 】 【 2 】 气力输灰及空压机系统运行规程【 S 】 [ 3 】 原建发 ． 欧姆龙P L C 在锅炉烟气输灰系统 中的应用[ J x 可 编程控制器与工厂自动化 2 0 0 9 1 1 ． [ 4 】张红莲． 电厂气力除灰系统的P LC 控制 可编程控制器 与工厂自动化 [ J ] 2 0 0 8 5 l 1 9 -1 2 1 ． 作者简介 李凡 1 9 7 5 一 ， 女， 讲师， 研究方向自动控制技