组态王在湿法烟气脱硫系统中的应用设计.pdf

2 0 1 0 年第6 期煤炭工程 组态王在湿法烟气脱硫系统中的应用设计 宋庆军，姜海燕，张成新 山东科技大学泰安校区，山东泰安2 7 1 0 1 9 摘要介绍了工控组态软件组态王及其基于组态王所开发的湿法脱硫监控系统，该系统具 有界面友好、操作方便、可靠性高等优点。实践表明该系统能够实现对p H 值、温度、压力、 液位等参数自动采集并记录，并通过数据报表、实时趋势及历史趋势图显示，形成了有效的数据 分析图及数据库管理，提高了控制精度与工作效率。 关键词湿法脱硫；组态王软件；自动控制；P L C 中图分类号T D 2 7 3 文献标识码B 文章编号1 6 7 1 0 9 5 9 2 0 1 0 0 6 - 0 0 0 9 - 0 3 1 概述 煤在我国一次能源中占7 5 ％左右，燃煤锅炉排放烟气 是大气污染的最主要根源。燃煤产生的二氧化硫使我国的 酸雨污染逐年加重。在2 0 1 0 年前分批建成脱硫设施或采取 其它具有相应效果的措施。烟气脱硫是目前燃煤电厂控制 S o 气体排放最有效和应用最广的技术⋯。本文以山东张庄 电厂Z X l 5 0 t ／h 锅炉烟气脱硫工程为例，设计了一套基于工 控机的监控系统，上位机是工控机，下位机为西门子s 7 3 0 0 P L C 。利用国产组态软件组态王k i n s v i e w6 ．5 3 编制监控 程序制作监控画面，实现了对烟气脱硫装置的自动监控。 2 湿法烟气脱硫系统组成 湿法烟气脱硫系统的监控主要包括了信号检测、信号提 取、故障诊断决策以及控制和执行机构等部分，其结构原理 如图l 所示，组态王负责对提取的信号进行诊断决策及监测 等。基于组态王的湿法烟气脱硫系统设计的主要功能包括 1 数据采集及监测。如现场控制设备的启、停操作及 运行状态；烟气脱硫控制系统的动态参数；脱硫除尘后烟 气中烟尘、S o 排放浓度等，一旦采集到数据，应用程序 对数据进行处理和加工，通过动画和数据报表等方式，达 到监控目的。 2 人机界面操作环境。在开发系统中采用可视化风格 界面，并利用强大的数字、文本、图像处理，为操作人员 提供最完善的人机界面；在运行系统中，提供给操作人员 友好直观的操作界面来改变设定值和其他关键值的功能， 并与监测数据显示图形相结合；具有多种直观的离散值报 警和模拟值报警，并能以多种途径将得到的报警通知操作 唰唰鼎 l s 0 2 含量、烟气温度、P l I 值、温度、 压力的参数的检测 图1系统控制结构原理图 人员。如脱硫塔入口烟温过高报警；出口烟温过低报警； 浆化池液位过高或过低报警；p H 值调节池、循环池p H 值 过高或过低报警等。 3 分析诊断功能。这是监测诊断分析组态软件的特点 之一。 4 报表功能。系统以用户指定的速率采集数据并将数 据存储在数据文件中，用户在任何时候都能从数据文件中 检查数据、创建历史数据的显示。 3 系统软件组态 系统的组态软件为组态王，系统采用集中的，从上到 收藕日期2 0 0 9 0 9 0 1 基金项目山东科技大学科学研究“春蕾计划” 2 0 0 8 B Z C 0 5 0 作者简介宋庆军 1 9 7 6 一 ，男，山东泰安人，硕士，现在山东科技大学从事煤矿机电、机械电子工程的教学与研究 工作。 9 万方数据 煤炭工程2 0 1 0 年第6 期 下的组态方式，其中包含上位机配置，下位机的设置，对 应的通道的建立，与它们相连接网络的配置，具有集中的、 友好的人机界面。过程控制与监视的组态采用的是图形化 组态，方便易用。过程控制与监视的组态包括硬件系统搭 建，控制策略实现。各种记录配置，报表生成及数据归档。 I ／O 卡采集现场数字量和模拟量信号，经过P L C 的驱动块 处理，通过监视块传送给上位机，用于画面进行监控拉儿“。 在选择好相应硬件设备后，应用组态王组态软件对该 系统进行组态，组态王组态过程要经过定义变量、画面设 计、编辑与动画连接和命令语言程序编写。 3 ．1 定义变量 组态王要想知道外部设备的状态，以及能够输出控制 信号，需要建立相应的变量。根据系统要求需要建立3 5 个 I ／O 输入变量 包括s 0 浓度、液气比、钙硫比、粉尘浓度、 N O 浓度、p H 值、浆液池液位、湿度、温度、压力等参 数 ，2 3 个I ／0 输出变量 包括各种电磁阀状态、泵状态、 过滤机状态、烟道门状态、搅拌机状态、风机状态等参 数 。同时也要建立一些相应的内存变量。以便组态王能与 S 7 3 0 0 进行数据交换。这样，P L C 的实际输入输出状态都 反映在组态监控界面上，借助P L C 的C P U 通信功能，系统 的运行就可以实现真正的监控。 3 ．2 画面的设计、编辑与动画连接 用户可以充分利用组态提供的各种绘图工具、图库来 制作画面，使得画面能够逼真地反映控制系统的工作状况， 并且可以通过画面操作控制系统的运行状况。 图2 是张庄电厂的脱硫控制系统工艺图，它设置工 程中的人机交互界面，通过对系统菜单和参数的定义和 设置来调度、管理用户窗口的打开或关闭。厂家可通过 p H 参数调节界面根据不同的要求对参数进行设置，通 过参数的设定生成实时趋势图和历史趋势图，操作人员 通过趋势图可看出测试点的粉尘浓度、S O 浓度、p H 值、浆液池液位、湿度、温度等参数的变化趋势。操作 员可做出控制预测。动画连接建立了数据中的变量与图 形画面中的图素之间的关系。只有建立了动画连接，才 能将数据中的变量信息反映到图形画面中来，或者从图 形画面控制这变量。 图2 脱硫控制系统图 3 ．3 命令语言程序编写 组态王需要在运行时根据现场设备的情况来进行监控， 同时给下位机写入运行参数。如在张庄电厂湿法烟气脱硫 系统中需要命令语言程序编写的有浆液的p H 值过高或过低 的处理、烟气中烟尘、s o 排放浓度过高或过低处理以及 烟气温度等。另外菜单的选择以及界面的转化都需要命令 1 0 语言程序编写。 ／／出口烟道 i f 、本站点、4 炉出口烟道挡板正开状态 1 、本站点、4 炉出I 1 烟道挡板正开 0 ； e l s ei f 、本站点、4 炉出口烟道挡板反开状态 1 万方数据 2 0 1 0 年第6 期煤炭工程 东露天选煤厂选煤方法选择及选煤工艺设计 李希鹏 中煤西安设计工程有限责任公司，陕西西安7 1 0 0 5 4 摘要文章介绍了东露天选煤厂的概况，从入洗原煤煤质分析及产品结构定位入手，对入 洗方式及选煤方法进行了分析和选择，并最终制定了适合东露天选煤厂特点的工艺流程。 关键词煤质；产品结构；选煤方法；选煤r - Z ； 中图分类号T D 9 4文献标识码B文章编号1 6 7 1 0 9 5 9 2 0 1 0 0 6 - 0 0 1 l - 0 3 东露天选煤厂于2 0 0 8 年4 月得到国家发改委批复 发 改能源【2 0 0 8 】1 3 3 7 号 ，目前在建的特大型露天矿动力煤 选煤厂，工程规模为人洗原煤2 0 ．O O M t ／a ，建设工期为1 8 个月，预计2 0 1 0 年l O 月建成投产。由于工程规模大，入 洗煤种多、煤质复杂，硫分问题突出，设计对人洗原煤的 煤质进行了全面的分析，结合产品结构定位，吸取平朔矿 区现有选煤厂成功经验，对适合东露天选煤厂的选煤方法 和选煤工艺进行了分析和论述。 l 煤质分析及产品结构定位 1 ．1 原料煤概况 东露天矿田位于宁武煤田北端，行政隶属朔州市平鲁 区管辖。主要含煤地层为石炭系太原组，共含煤9 层，从 上至下编号为4 、5 、6 、7 、8 、9 、1 0 、1 1 、1 2 号。 选煤厂原料煤来自东露天煤矿，东露天煤矿主要开采 矿田内的4 号、9 号、l l 号煤层，另外5 号、6 号、7 号、8 号煤层为局部可采煤层。煤种属长焰煤和气煤两个煤类，4 号煤层以长焰煤为主，局部赋存少量气煤。所采煤层的顶 底板及夹矸多为泥岩、砂质泥岩及炭质泥岩。 露天矿根据毛煤硫分情况分低硫煤 4 号煤 和中高硫 煤 9 、1 1 号煤 运输。选煤厂分设低、中高硫煤仓储存。 预测首采区毛煤灰分和硫分分别为4 号毛煤灰分A d ％ 3 2 ．5 0 ％；硫分S “％ 0 ．5 3 ％；9 号毛煤灰分A d ％ 3 0 ．2 9 ％；硫分s “％ 2 ．1 3 ％；l l 号毛煤灰分A d ％ 3 5 ．0 5 ％；硫分S “％ 2 ．7 2 ％。三层煤均属中高灰煤，4 号 煤为低硫煤；9 、1 1 号煤为中高硫煤。 、本站点＼4 炉出口烟道挡板反开 0 ； e l s e 、本站点＼4 炉出口烟道挡板关 0 ； i f 、本站点＼4 炉上除雾电磁阀开状态II 、本站点 、一号下除雾电磁阀开状态 、本站点、启动除雾器 0 ； e l s e i f 、本站点、二号上除雾电磁阀开状态II 、本 站点、二号下除雾电磁阀开状态 、本站点＼启动除雾器 O ； 、本站点、启动除雾器 O ； i f 、本站点＼一号冲洗泵开状态 1 、本站点、一号冲洗泵开 0 ； e l s e 、本站点、一号冲洗泵关 O ； i f 、本站点、二号冲洗泵开状态 1 、本站点＼二号冲洗泵开 0 ； e l s e 、本站点、二号冲洗泵关 O ； 4 结语 组态王作为国产的组态软件已经日趋走向成熟，并逐 步应用于工业生产中，得到业内人士的好评”] 。组太王的 湿法脱硫系统监控目前已成功应用于张庄电厂，作为其上 位机数据管理、工艺监控，其界面友好，运行可靠，取得 了较好的监控效果。 参考文献 [ 1 ]周至祥，段建中等．火电厂湿法烟气脱硫技术手册[ M ] ． 北京电子工业出版社．2 0 0 6 ． [ 2 ]张宪光主编．组态控制技术[ M ] ．北京电子工业出版 社。2 0 0 3 ． [ 3 ]覃贵礼等．组态软件控制技术[ M ] ．北京北京理工大学 出版社．2 0 0 7 ． [ 4 ]王冰，王世明．组态王相关数据库研究[ J ] ．计算机工程与 设计．2 0 0 8 ．2 9 4 ． 责任编辑赵巧芝 收稿日期2 0 1 0 一O l 一1 6 作者简介李希鹏 1 9 7 7 一 ，男，山东日照人，工程师，2 0 0 2 年毕业于中国矿业大学化工学院矿物加工工程专业，长 期在中煤西安设计工程有限责任公司选煤工厂所从事选煤厂咨询、设计工作。 1 1 万方数据 组态王在湿法烟气脱硫系统中的应用设计组态王在湿法烟气脱硫系统中的应用设计 作者宋庆军， 姜海燕， 张成新 作者单位山东科技大学,泰安校区,山东,泰安,271019 刊名 煤炭工程 英文刊名COAL ENGINEERING 年，卷期2010，““6 被引用次数0次 参考文献4条参考文献4条 1.周至祥,段建中等.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].北京电子工业出版社.2006. 2.张宪光主编.组态控制技术[M].北京电子工业出版社,2003. 3.覃贵礼等.组态软件控制技术[M].北京北京理工大学出版社,2007. 4.王冰,王世明.组态王相关数据库研究[J].计算机工程与设计.2008,294. 本文链接 授权使用黑龙江科技学院hljkjxy，授权号7e9c4eec-a7ed-432e-9e8e-9e11008be0d0 下载时间2010年10月16日