PLC控制在氣力除灰系統(tǒng)的應用
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PLC控制在氣力除灰系統(tǒng)的應用
PLC控制在氣力除灰系統(tǒng)的應用
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自動化技術與應用》2015年第34卷第5期 行 業(yè) 應 用 與 交 流
ndust rial Applications and Communications
3．1 裝灰控制 商，其工業(yè)自動化控制產(chǎn)品以其高性能、高可靠性在工
輸灰系統(tǒng)進料控制采用 “料位”和 “時間”兩種方 業(yè)控制領域有著其特定的地位，廣泛應用于工業(yè)控制的
式，其中 “料位”控制優(yōu)先。具體過程為：進料閥在倉泵 各種領域。
投入運行后自動打開，物料隨著重力作用自由落入倉泵 4．1 程控部分主要功能
內，當料位發(fā)出料已滿信號或者達到設置時間，進料閥 本程控系統(tǒng)的可編程控制器PL C采用西門子公司
會自行關閉。在裝灰的過程中，料位是主控元件，時間 S7-300系列大型PLC系統(tǒng)自動化產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有豐
控制則為備用措施。只要料位或時間兩個控制條件有 富的功能函數(shù)、良好的兼容性、高級編程語言使用方便
一 個達到控制設定值，進料閥都會自動關閉。 和品種多樣的硬件模塊等優(yōu)點，并采用先進的網(wǎng)絡協(xié)議
3．2 輸灰控制 進行通信，使其使用更加靈活、方便，適用于各種大中
輸灰控制采用先入先出的程控輸灰控制方式。整 型控制系統(tǒng)。由于系統(tǒng)具有運行可靠、維護簡便、堅固
個輸灰過程可分為三個階段，分別是流化加壓階段、輸 的結構等特點，這些都能夠保證$7-300系統(tǒng)即使在最
送階段和吹掃階段。 惡劣 的現(xiàn)場環(huán)境 中也能穩(wěn)定運行。
流化加壓階段：首先將泵體加壓閥打開，壓縮空氣 除灰系統(tǒng)程控部分的主要功能：
從氣化室進入經(jīng)過擴散穿過流化床，使泵內的氣壓逐漸 定時程控除灰：程控系統(tǒng)會根據(jù)料位計傳輸過來的
上升，與此同時物料也會被充分流化。 灰粉位置信號和倉泵上方的電接點壓力表指示的壓力
輸送階段：隨著泵內壓力不斷增大，當壓力達到某 值信號，采取相應的處理措施；
數(shù)值時，壓力傳感器會發(fā)出信號，打開吹堵閥，然后 高灰位優(yōu)先排灰：當料位計指示灰粉位置高時，程
一
自動開啟出料閥，開始輸送流化床上的物料。在整個 控系統(tǒng)會根據(jù)中斷請求優(yōu)先控制進行排灰；
輸送過程中，處于流化床上的物料始終是邊輸送邊流 程序控制自動輸灰；系統(tǒng)處于程控執(zhí)行狀態(tài)時，由
化的狀態(tài)。 程控系統(tǒng)對除灰系統(tǒng)進行自動輸灰；
吹掃階段：當物料輸送完成后，泵內壓力開始下降 遠端操作：當系統(tǒng)處于遠操狀態(tài)時，操作人員可以
直至等于或接近管道阻力時，應先關閉吹堵閥和加壓 在控制室進行遠端手操控制。
閥，延時一段時間后再關閉出料閥。從而完成一次輸灰 4．2 上位監(jiān)控部分主要功能
工作過程。 上位機既是上位監(jiān)控機，又是PLC的編程器。在上
3．3 灰?guī)煨痘铱刂?位機上運行PC編程軟件，可實現(xiàn)對PLC的校驗、組態(tài)、
灰?guī)煨痘铱刂七^程為：啟動加濕攪拌機，開啟油水 編程及在線監(jiān)測修改程序。
分離器排污閥排污一次，適當開啟氣化系統(tǒng)進氣閥；然后 上位監(jiān)控站配有兩臺上位機和兩臺 C R T，兩臺
合上電動鎖氣器開關，啟動電動鎖氣器運行。適當開啟 3COM交換機。為適應工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境要求及監(jiān)控系統(tǒng)
加濕攪拌機加濕水閥門?？刂葡到y(tǒng)除了能對濕灰、干灰 的運行速度要求，上位機選用性能價格比很高的研華
的裝車操作進行自動控制外，還能夠通過控制元件實現(xiàn) IPC．610H型工控機，它與一般微機完全兼容。其機箱、
卸灰過程的手動控制。 主板均按照工業(yè)標準設計，面板均有防塵密封條，整個
3．4 輸灰空壓機控制 系統(tǒng)具有防塵、防潮、防震、防電磁干擾及可長期連續(xù)
工作等特點。每臺上位機均有2塊3COM網(wǎng)卡，通過PLC
輸灰空壓機為整個除灰系統(tǒng)和其他用氣點提供壓
縮空氣?？梢酝ㄟ^操作員站和就地控制箱對輸灰空壓 以太網(wǎng)模塊與PLC控制主機進行數(shù)據(jù)交換，最高傳輸速
機的運行狀態(tài)進行監(jiān)視和設置。 度lOOMbps。
上位機監(jiān)控組態(tài)軟件采用美國WONDERWARE公
4 除灰 監(jiān)控 系統(tǒng)功 能設計 司增強型INTOUCH8．0 SP1高級實時監(jiān)控軟件包開發(fā)
版 l套、運行版l套作為監(jiān)控系統(tǒng)軟件，對可編程控制
除灰控制系統(tǒng)使用德國西門子公司的可編程控制
器中的大量數(shù)據(jù)進行實時顯示和打印，并直接參與可編
器(PLC)+上位機監(jiān)控的控制方式，三臺鍋爐共用一套
程控制器的控制。INTOUCH 8．O SP1作為人機界面
PL C系統(tǒng)。西門子公司是國際知名的工業(yè)產(chǎn)品制造廠
(下轉第1 1 7頁)行 業(yè) 應 用 與 交 流
自動化技術與應用》2015年第34卷第 5期
ndustrial Applications and Communications
及效益。 095萬kw，節(jié)能效果高。
為反映工頻、變頻疏水泵的能耗變化情況，選取某
廠機組運行方式相同的2014年 111月和本廠2014年 11 5 結束 語
月整個月運行情況進行對比如上表 1。 1．變頻泵能耗受供熱流量變化、額定出力的影響
4．1 耗 電量分析 較大，不同工況下能耗水平相應發(fā)生變化。同時，變頻
通過上述表單分析，輸送同樣流量的變頻泵耗電量 泵受檢修、技改、系統(tǒng)設備保養(yǎng)、工程建設等用氣量的
是工頻泵的75％，即變頻節(jié)約電量25％。 影響較大，對客觀準確的評估造成一定困難。
4．2 管道壽命損失分析 2．改造后，變頻泵出口壓力影響波動幅度大，比工
變頻泵其母管水壓力為1．653MPa，而工頻泵出 頻壓力小，對系統(tǒng)運行良好，不容易發(fā)生泄漏等，后期維
口壓力平均是2．8MPa，壓力高管道磨損程度大，節(jié)流損 護費用降低。
失大，管道壽命短。
4．3 廠用 電率影響分析 參考文獻：
某廠機組工頻疏水泵的占機組廠用電率為0．89％， 【1]楊茹，張朝江，姜洪松．變頻器在空壓機自動恒壓供氣
節(jié)能改造中的應【J】．電氣應用，2008，(24)：30—33．
變頻能占占機組廠用電率為0．67％。
4．4 經(jīng)濟性分析
以供熱期5個月運行，節(jié)約電量為3．819×5=19． 作者簡介：金鵬(1 9 8 1一)，男，工程師，從事電廠運行管理工
(上接第92頁)
軟件，是世界上最新發(fā)表用于工業(yè)自動化及過程監(jiān)控的 mis系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)，便于登記工作記錄信息、傳輸數(shù)據(jù)
圖形化人機界面(HMI)，是工業(yè)自動化領域Windows應 和上報各種報表等。
用的領導者，功能卓越，并易于使用。INTOUCH 8．0 4．3 就地控制箱
SP1將生產(chǎn)信息具體地呈現(xiàn)給工廠各階層及操作者，因 為方便設備的維護和調試，對于一些重要的設備例
此完全地集成各類信息，使之能在工廠內外被取得。 如排氣風機、輸灰空壓機和灰?guī)煨痘蚁到y(tǒng)等，配有就地
上位監(jiān)控部分的主要功能如下： 控制箱，同時還可以實現(xiàn)方便靈活的控制方式。
多種顯示功能、動態(tài)顯示和畫面切換：工藝流程的
總圖及局部分畫面顯示、工藝流程的動態(tài)顯示、設備運 5 結束語
行狀態(tài)顯示、模擬量等測量參數(shù)的數(shù)字顯示及實時和 本控制系統(tǒng)采用 “上位機+PLC”組成的控制系統(tǒng)，
歷史趨勢圖顯示、控制方式的顯示、系統(tǒng)時鐘顯示等； 該控制系統(tǒng)人機界面良好、操作簡單方便，系統(tǒng)設計具
所有圖形均為動態(tài)顯示，能實時、直觀地監(jiān)視系統(tǒng)運行 有抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、可靠性高。使用壽命長、
狀態(tài)；各畫面間可直接進行切換。 擴展方便等優(yōu)點，獲得了操作者和管理人員的一致認
控制設備操作監(jiān)控、參數(shù)設定及記錄：上位站控制 可，有著廣泛的應用前景。
功能(通過鼠標及鍵盤完成)完成對所有參與控制設備的
操作、監(jiān)控；可以進行參數(shù)設定；可以根據(jù)操作員的要求 參考文獻：
進行程控自動及一對一軟手操，并可記錄模擬量的數(shù)據(jù)。 【1】氣力輸灰系統(tǒng)運行操作手冊[Z】
統(tǒng)計管理功能及各類報表顯示和打?。合到y(tǒng)可以對 【2】氣力輸灰及空壓機系統(tǒng)運行規(guī)程【S】
[3】原建發(fā)．歐姆龍PLC在鍋爐煙氣輸灰系統(tǒng) 中的應用[Jx《可
實時及歷史趨勢進行匯總以及打印報表等。
編程控制器與工廠自動化 2009(11)．
聲音報警及記錄：系統(tǒng)可以對生產(chǎn)過程中發(fā)生的異
[4】張紅蓮．電廠氣力除灰系統(tǒng)的PLC控制(《可編程控制器
常事件進行聲音報警并能對報警進行記錄，同時進行實
與工廠自動化))[J]2008(5)：l 19-121．
時跟蹤。
程控系統(tǒng)與主廠計算機聯(lián)網(wǎng)：系統(tǒng)可以與主廠的
作者簡介：李凡(1 9 7 5一)，女，講師，研究方向：自動控制技
ndust rial Applications and Communications
3．1 裝灰控制 商，其工業(yè)自動化控制產(chǎn)品以其高性能、高可靠性在工
輸灰系統(tǒng)進料控制采用 “料位”和 “時間”兩種方 業(yè)控制領域有著其特定的地位，廣泛應用于工業(yè)控制的
式，其中 “料位”控制優(yōu)先。具體過程為：進料閥在倉泵 各種領域。
投入運行后自動打開，物料隨著重力作用自由落入倉泵 4．1 程控部分主要功能
內，當料位發(fā)出料已滿信號或者達到設置時間，進料閥 本程控系統(tǒng)的可編程控制器PL C采用西門子公司
會自行關閉。在裝灰的過程中，料位是主控元件，時間 S7-300系列大型PLC系統(tǒng)自動化產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有豐
控制則為備用措施。只要料位或時間兩個控制條件有 富的功能函數(shù)、良好的兼容性、高級編程語言使用方便
一 個達到控制設定值，進料閥都會自動關閉。 和品種多樣的硬件模塊等優(yōu)點，并采用先進的網(wǎng)絡協(xié)議
3．2 輸灰控制 進行通信，使其使用更加靈活、方便，適用于各種大中
輸灰控制采用先入先出的程控輸灰控制方式。整 型控制系統(tǒng)。由于系統(tǒng)具有運行可靠、維護簡便、堅固
個輸灰過程可分為三個階段，分別是流化加壓階段、輸 的結構等特點，這些都能夠保證$7-300系統(tǒng)即使在最
送階段和吹掃階段。 惡劣 的現(xiàn)場環(huán)境 中也能穩(wěn)定運行。
流化加壓階段：首先將泵體加壓閥打開，壓縮空氣 除灰系統(tǒng)程控部分的主要功能：
從氣化室進入經(jīng)過擴散穿過流化床，使泵內的氣壓逐漸 定時程控除灰：程控系統(tǒng)會根據(jù)料位計傳輸過來的
上升，與此同時物料也會被充分流化。 灰粉位置信號和倉泵上方的電接點壓力表指示的壓力
輸送階段：隨著泵內壓力不斷增大，當壓力達到某 值信號，采取相應的處理措施；
數(shù)值時，壓力傳感器會發(fā)出信號，打開吹堵閥，然后 高灰位優(yōu)先排灰：當料位計指示灰粉位置高時，程
一
自動開啟出料閥，開始輸送流化床上的物料。在整個 控系統(tǒng)會根據(jù)中斷請求優(yōu)先控制進行排灰；
輸送過程中，處于流化床上的物料始終是邊輸送邊流 程序控制自動輸灰；系統(tǒng)處于程控執(zhí)行狀態(tài)時，由
化的狀態(tài)。 程控系統(tǒng)對除灰系統(tǒng)進行自動輸灰；
吹掃階段：當物料輸送完成后，泵內壓力開始下降 遠端操作：當系統(tǒng)處于遠操狀態(tài)時，操作人員可以
直至等于或接近管道阻力時，應先關閉吹堵閥和加壓 在控制室進行遠端手操控制。
閥，延時一段時間后再關閉出料閥。從而完成一次輸灰 4．2 上位監(jiān)控部分主要功能
工作過程。 上位機既是上位監(jiān)控機，又是PLC的編程器。在上
3．3 灰?guī)煨痘铱刂?位機上運行PC編程軟件，可實現(xiàn)對PLC的校驗、組態(tài)、
灰?guī)煨痘铱刂七^程為：啟動加濕攪拌機，開啟油水 編程及在線監(jiān)測修改程序。
分離器排污閥排污一次，適當開啟氣化系統(tǒng)進氣閥；然后 上位監(jiān)控站配有兩臺上位機和兩臺 C R T，兩臺
合上電動鎖氣器開關，啟動電動鎖氣器運行。適當開啟 3COM交換機。為適應工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境要求及監(jiān)控系統(tǒng)
加濕攪拌機加濕水閥門?？刂葡到y(tǒng)除了能對濕灰、干灰 的運行速度要求，上位機選用性能價格比很高的研華
的裝車操作進行自動控制外，還能夠通過控制元件實現(xiàn) IPC．610H型工控機，它與一般微機完全兼容。其機箱、
卸灰過程的手動控制。 主板均按照工業(yè)標準設計，面板均有防塵密封條，整個
3．4 輸灰空壓機控制 系統(tǒng)具有防塵、防潮、防震、防電磁干擾及可長期連續(xù)
工作等特點。每臺上位機均有2塊3COM網(wǎng)卡，通過PLC
輸灰空壓機為整個除灰系統(tǒng)和其他用氣點提供壓
縮空氣?？梢酝ㄟ^操作員站和就地控制箱對輸灰空壓 以太網(wǎng)模塊與PLC控制主機進行數(shù)據(jù)交換，最高傳輸速
機的運行狀態(tài)進行監(jiān)視和設置。 度lOOMbps。
上位機監(jiān)控組態(tài)軟件采用美國WONDERWARE公
4 除灰 監(jiān)控 系統(tǒng)功 能設計 司增強型INTOUCH8．0 SP1高級實時監(jiān)控軟件包開發(fā)
版 l套、運行版l套作為監(jiān)控系統(tǒng)軟件，對可編程控制
除灰控制系統(tǒng)使用德國西門子公司的可編程控制
器中的大量數(shù)據(jù)進行實時顯示和打印，并直接參與可編
器(PLC)+上位機監(jiān)控的控制方式，三臺鍋爐共用一套
程控制器的控制。INTOUCH 8．O SP1作為人機界面
PL C系統(tǒng)。西門子公司是國際知名的工業(yè)產(chǎn)品制造廠
(下轉第1 1 7頁)行 業(yè) 應 用 與 交 流
自動化技術與應用》2015年第34卷第 5期
ndustrial Applications and Communications
及效益。 095萬kw，節(jié)能效果高。
為反映工頻、變頻疏水泵的能耗變化情況，選取某
廠機組運行方式相同的2014年 111月和本廠2014年 11 5 結束 語
月整個月運行情況進行對比如上表 1。 1．變頻泵能耗受供熱流量變化、額定出力的影響
4．1 耗 電量分析 較大，不同工況下能耗水平相應發(fā)生變化。同時，變頻
通過上述表單分析，輸送同樣流量的變頻泵耗電量 泵受檢修、技改、系統(tǒng)設備保養(yǎng)、工程建設等用氣量的
是工頻泵的75％，即變頻節(jié)約電量25％。 影響較大，對客觀準確的評估造成一定困難。
4．2 管道壽命損失分析 2．改造后，變頻泵出口壓力影響波動幅度大，比工
變頻泵其母管水壓力為1．653MPa，而工頻泵出 頻壓力小，對系統(tǒng)運行良好，不容易發(fā)生泄漏等，后期維
口壓力平均是2．8MPa，壓力高管道磨損程度大，節(jié)流損 護費用降低。
失大，管道壽命短。
4．3 廠用 電率影響分析 參考文獻：
某廠機組工頻疏水泵的占機組廠用電率為0．89％， 【1]楊茹，張朝江，姜洪松．變頻器在空壓機自動恒壓供氣
節(jié)能改造中的應【J】．電氣應用，2008，(24)：30—33．
變頻能占占機組廠用電率為0．67％。
4．4 經(jīng)濟性分析
以供熱期5個月運行，節(jié)約電量為3．819×5=19． 作者簡介：金鵬(1 9 8 1一)，男，工程師，從事電廠運行管理工
(上接第92頁)
軟件，是世界上最新發(fā)表用于工業(yè)自動化及過程監(jiān)控的 mis系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)，便于登記工作記錄信息、傳輸數(shù)據(jù)
圖形化人機界面(HMI)，是工業(yè)自動化領域Windows應 和上報各種報表等。
用的領導者，功能卓越，并易于使用。INTOUCH 8．0 4．3 就地控制箱
SP1將生產(chǎn)信息具體地呈現(xiàn)給工廠各階層及操作者，因 為方便設備的維護和調試，對于一些重要的設備例
此完全地集成各類信息，使之能在工廠內外被取得。 如排氣風機、輸灰空壓機和灰?guī)煨痘蚁到y(tǒng)等，配有就地
上位監(jiān)控部分的主要功能如下： 控制箱，同時還可以實現(xiàn)方便靈活的控制方式。
多種顯示功能、動態(tài)顯示和畫面切換：工藝流程的
總圖及局部分畫面顯示、工藝流程的動態(tài)顯示、設備運 5 結束語
行狀態(tài)顯示、模擬量等測量參數(shù)的數(shù)字顯示及實時和 本控制系統(tǒng)采用 “上位機+PLC”組成的控制系統(tǒng)，
歷史趨勢圖顯示、控制方式的顯示、系統(tǒng)時鐘顯示等； 該控制系統(tǒng)人機界面良好、操作簡單方便，系統(tǒng)設計具
所有圖形均為動態(tài)顯示，能實時、直觀地監(jiān)視系統(tǒng)運行 有抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、可靠性高。使用壽命長、
狀態(tài)；各畫面間可直接進行切換。 擴展方便等優(yōu)點，獲得了操作者和管理人員的一致認
控制設備操作監(jiān)控、參數(shù)設定及記錄：上位站控制 可，有著廣泛的應用前景。
功能(通過鼠標及鍵盤完成)完成對所有參與控制設備的
操作、監(jiān)控；可以進行參數(shù)設定；可以根據(jù)操作員的要求 參考文獻：
進行程控自動及一對一軟手操，并可記錄模擬量的數(shù)據(jù)。 【1】氣力輸灰系統(tǒng)運行操作手冊[Z】
統(tǒng)計管理功能及各類報表顯示和打?。合到y(tǒng)可以對 【2】氣力輸灰及空壓機系統(tǒng)運行規(guī)程【S】
[3】原建發(fā)．歐姆龍PLC在鍋爐煙氣輸灰系統(tǒng) 中的應用[Jx《可
實時及歷史趨勢進行匯總以及打印報表等。
編程控制器與工廠自動化 2009(11)．
聲音報警及記錄：系統(tǒng)可以對生產(chǎn)過程中發(fā)生的異
[4】張紅蓮．電廠氣力除灰系統(tǒng)的PLC控制(《可編程控制器
常事件進行聲音報警并能對報警進行記錄，同時進行實
與工廠自動化))[J]2008(5)：l 19-121．
時跟蹤。
程控系統(tǒng)與主廠計算機聯(lián)網(wǎng)：系統(tǒng)可以與主廠的
作者簡介：李凡(1 9 7 5一)，女，講師，研究方向：自動控制技
