PLC控制系统在粉煤灰钢板库中的应用

PLC控制系统在粉煤灰钢板库中的应用

郭孟彩王志锋

（河南华东工控技术有限公司河南郑州450001）

摘要：近两年，我国的空气质量越来越差，为了空气环境得到治理，各行各业都在设法在保证产品质量的同时，把对环境的污染降到最低，粉煤灰钢板库利用电厂产生的废气、粉尘，生产加工成新型建筑材料，从而减少有害气体、粉尘直接排放到大气环境，通过二次回收利用，不仅产生经济价值，大气中排放的粉尘、有毒气体也大幅度地得到有效控制。

关键词：粉尘处理、新型材料、节能环保

引言：随着国家企业的不断壮大和发展，人们的生活质量越来越高，电厂的规模不断扩大，烟囱中排放的有害气体、粉尘也随之排放到大气中，造成空气中的PM2.5、PM10持续升高，人们抬头望见始终是雾蒙蒙的天，雾霾天数不断增多。为了让企业做到节能减排，基于此，接下来的文章，主要为大家介绍一种利用电厂的废气、粉尘作为原料，生产新型建筑材料，PLC在此系统中发挥了重要作用。

一、粉煤灰系统简述

本系统用于粉煤灰综合利用建设项目1座Φ44*H38.5m粉煤灰钢板库PLC控制系统技术和有关方面的说明。

运行过程中将选用目前设备及信息化建设领域的成熟技术，系统联动控制要求：系统运行期，各单机设备带有控制及保护装置、安全联锁关系，以实现联动控制及安全要求。本系统采用西门子S7-300PLC的网络架构，用1套独立的S7-300中型PLC系统，进行集中监控。软件选用西门子组态软件WINCC7.2以上版本，与中央控制室采用光纤构成光纤网。性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，成为一种既经济的解决方案。

二、系统工艺说明

2.1气力输送工艺流程说明

本工程共设有1座50000立方粉煤灰钢板仓及3座2000立方散装仓，从厂来的粉煤灰可通过气力输送管道经阀门控制进入任意一个储灰仓。

本次气力输送管道共计8根，分别编号为1#输灰管至8#输灰管

将50000立方粉煤灰钢板仓设为1#仓，将1#-3#粉煤灰散装仓分别设定为2#仓、3#仓、4#仓。

1:1#仓(50000立方粉煤灰钢板仓)入料工艺流程：

当1#仓仓顶料位计01A、01B、1C检测到料位低时，提示操作人员钢板库可以入料。

入料前应先开启1#仓顶除尘器，当气力输送来风量不大于150m/min时，仅需开启02A除尘器及03A离心风机。

当气力输送来风量大于150m/min时，需同时开启02A、02B除尘器及03A、03B离心风机。

当1#输灰管向1#仓内入料时，需开启1#输灰管至1#仓输灰管路上的阀门并关闭1#输灰管上其余阀门。

当2#输灰管向1#仓内入料时，需开启2#输灰管至1#仓输灰管路上的阀门并关闭2#输灰管上其余阀门。

其他2#、3#、4#料仓以此类推

2.2粉煤灰钢板库出料工艺流程说明

将50000立方粉煤灰钢板仓设为1#仓，将1#-3#粉煤灰散装仓分别设定为2#仓、3#仓、4#仓。

1:1#仓(50000立方粉煤灰钢板仓)出料工艺流程：

当2#仓仓顶料位计19A检测到料位低时，提示操作人员钢板库可以出料。出料时应先开启2#仓仓顶11A除尘器，再开启04提升机，接着开启05除尘器、

然后开启06离心风机，再开启08罗茨风机、最后开启07罗茨风机及1#仓出料控制箱。

当2#仓仓顶料位计19A检测到料位满时或需要停止出料时，操作人员可停止钢板库出料。应先关闭07罗茨风机、1#仓出料控制箱，再关闭08罗茨风机，

接着关闭06离心风机、05除尘器，然后关闭04提升机，最后关闭11A除尘器。

提升机本体的料位开关在程序中应设置2-5秒的延时动作时间。

2.3散装仓售料工艺流程说明

当收到16A-16F散装机运行信号时，开启相应收尘器16Ac-16Fc.散装机装车系统采用现场控制。

加湿搅拌机售料系统采用现场控制

2.4注意事项

开机时各设备的延时时间可根据现场实际情况做相应的调整。

停机的延时时间应能保证将出料涌管、提升机内的残余物料卸空。

提升机本体的料位开关在程序中应设置2-5秒的延时动作时间。

当设备发出故障信号时对应的故障之前的所有设备必须立即停机。

三、PLC系统功能

本系统PLC针对低性能要求的模块化中小控制系统，选择西门子CPU315-2PN/DP,其中OB1是用于循环处理的组织块（主程序），它可以调用别的逻辑块，或被中断程序（组织块）中断。在起动完成后，不断地循环调用OB1，在OB1中可以调用其它逻辑块(FB,SFB,FC或SFC)。循环程序处理过程可以被某些事件中断。

四、粉煤灰控制系统主要功能

4.1自动化过程控制系统概述

该粉煤灰自控系统设计遵循“集中管理、分散控制、资源共享”的原则，本厂的控制系统有远程手动、就地控制和全自动控制三种方式。远程手动由中控室操作人员通过上位机组态软件手动控制；就地控制在设备现场手动控制，手动（就地）控制优先级最高，当现场转换开关处于“手动”时，PLC的控制信号被屏蔽。可在就地上实现手动／远程切换及启动、停止等人工操作，作为试车、检修用。全自动控制由PLC按编好的软件自动完成。通过高可靠性的设备、高性能的处理器和工作站软件、实时工业局域网以及相关仪器仪表和防护措施，可以保证整个控制系统达到先进水平。任何系统需要自动设备时，则该设备现场转换开关处于“远程”位置时方可运行。

4.2自动化控制系统的组成

本系统由一套西门子S7-300控制器、一台工程师站、仪表等组成，实现粉尘处理的参数采集、过程控制、逻辑控制、数据存储记录、参数报警、事故报警等功能。系统选用工控机、WINCC组态软件，作为人机接口。该系统具体有以下功能：

1)报警及打印功能：报警是对工艺系统各参数进行限值检查，越限后报警；

2)历史数据存储及检索功能：各种参数及数据可存储3个月以上，

3)事故记录打印功能：对引起停炉、停机保护动作的内容，进行顺序打印，用以查明事故的首发原因。

4)模拟量控制功能：控制需要自动调节和控制的各个参数进行调节和控制。

5)顺序、联锁控制功能：通过控制系统，对设备顺序自动操作及启停控制。设备在启停或正常运行中出现故障时，自动处理，确保设备的安全。

操作员直观地观看工艺流程段的工况、参数的画面，使操作人员及时掌握全厂运行情况。

通过完善的保护功能、联网功能，操作简单、维护方便。让粉煤灰的处理得到有效的控制，数据及时上传至DCS,与电厂进行快速链接和互锁。保证系统稳定性。

结论：综上所述，粉煤灰系统的复杂工艺流程，让PLC系统在此工艺中控制功能突出，也帮助企业迅速反应，能够及时、迅速、有效地处理烟囱排放前的粉尘，节能减排，让原来被直接排放大气的有毒气体、粉煤灰得到有效控制。

参考文献：

[1]张凤珊．电气控制及可编程序控制器．2版[M]．北京:中国轻工业出版社，2003．

[2]马志溪．电气工程设计[M]．北京:机械工业出版社，2002．

[3]史国生．电气控制与可编程控制器技术[M]．北京:化学工业出版社，2003．