PLC控制在气力除灰系统的应用
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PLC控制在气力除灰系统的应用
文本预览
自动化技术与应用》2015年第34卷第5期 行 业 应 用 与 交 流
ndust rial Applications and Communications
3．1 装灰控制 商，其工业自动化控制产品以其高性能、高可靠性在工
输灰系统进料控制采用 “料位”和 “时间”两种方 业控制领域有着其特定的地位，广泛应用于工业控制的
式，其中 “料位”控制优先。具体过程为：进料阀在仓泵 各种领域。
投入运行后自动打开，物料随着重力作用自由落入仓泵 4．1 程控部分主要功能
内，当料位发出料已满信号或者达到设置时间，进料阀 本程控系统的可编程控制器PL C采用西门子公司
会自行关闭。在装灰的过程中，料位是主控元件，时间 S7-300系列大型PLC系统自动化产品。该产品具有丰
控制则为备用措施。只要料位或时间两个控制条件有 富的功能函数、良好的兼容性、高级编程语言使用方便
一 个达到控制设定值，进料阀都会自动关闭。 和品种多样的硬件模块等优点，并采用先进的网络协议
3．2 输灰控制 进行通信，使其使用更加灵活、方便，适用于各种大中
输灰控制采用先入先出的程控输灰控制方式。整 型控制系统。由于系统具有运行可靠、维护简便、坚固
个输灰过程可分为三个阶段，分别是流化加压阶段、输 的结构等特点，这些都能够保证$7-300系统即使在最
送阶段和吹扫阶段。 恶劣 的现场环境 中也能稳定运行。
流化加压阶段：首先将泵体加压阀打开，压缩空气 除灰系统程控部分的主要功能：
从气化室进入经过扩散穿过流化床，使泵内的气压逐渐 定时程控除灰：程控系统会根据料位计传输过来的
上升，与此同时物料也会被充分流化。 灰粉位置信号和仓泵上方的电接点压力表指示的压力
输送阶段：随着泵内压力不断增大，当压力达到某 值信号，采取相应的处理措施；
数值时，压力传感器会发出信号，打开吹堵阀，然后 高灰位优先排灰：当料位计指示灰粉位置高时，程
一
自动开启出料阀，开始输送流化床上的物料。在整个 控系统会根据中断请求优先控制进行排灰；
输送过程中，处于流化床上的物料始终是边输送边流 程序控制自动输灰；系统处于程控执行状态时，由
化的状态。 程控系统对除灰系统进行自动输灰；
吹扫阶段：当物料输送完成后，泵内压力开始下降 远端操作：当系统处于远操状态时，操作人员可以
直至等于或接近管道阻力时，应先关闭吹堵阀和加压 在控制室进行远端手操控制。
阀，延时一段时间后再关闭出料阀。从而完成一次输灰 4．2 上位监控部分主要功能
工作过程。 上位机既是上位监控机，又是PLC的编程器。在上
3．3 灰库卸灰控制 位机上运行PC编程软件，可实现对PLC的校验、组态、
灰库卸灰控制过程为：启动加湿搅拌机，开启油水 编程及在线监测修改程序。
分离器排污阀排污一次，适当开启气化系统进气阀；然后 上位监控站配有两台上位机和两台 C R T，两台
合上电动锁气器开关，启动电动锁气器运行。适当开启 3COM交换机。为适应工业现场的环境要求及监控系统
加湿搅拌机加湿水阀门。控制系统除了能对湿灰、干灰 的运行速度要求，上位机选用性能价格比很高的研华
的装车操作进行自动控制外，还能够通过控制元件实现 IPC．610H型工控机，它与一般微机完全兼容。其机箱、
卸灰过程的手动控制。 主板均按照工业标准设计，面板均有防尘密封条，整个
3．4 输灰空压机控制 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3COM网卡，通过PLC
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 以太网模块与PLC控制主机进行数据交换，最高传输速
机的运行状态进行监视和设置。 度lOOMbps。
上位机监控组态软件采用美国WONDERWARE公
4 除灰 监控 系统功 能设计 司增强型INTOUCH8．0 SP1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
除灰控制系统使用德国西门子公司的可编程控制
器中的大量数据进行实时显示和打印，并直接参与可编
器(PLC)+上位机监控的控制方式，三台锅炉共用一套
程控制器的控制。INTOUCH 8．O SP1作为人机界面
PL C系统。西门子公司是国际知名的工业产品制造厂
(下转第1 1 7页)行 业 应 用 与 交 流
自动化技术与应用》2015年第34卷第 5期
ndustrial Applications and Communications
及效益。 095万kw，节能效果高。
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2014年 111月和本厂2014年 11 5 结束 语
月整个月运行情况进行对比如上表 1。 1．变频泵能耗受供热流量变化、额定出力的影响
4．1 耗 电量分析 较大，不同工况下能耗水平相应发生变化。同时，变频
通过上述表单分析，输送同样流量的变频泵耗电量 泵受检修、技改、系统设备保养、工程建设等用气量的
是工频泵的75％，即变频节约电量25％。 影响较大，对客观准确的评估造成一定困难。
4．2 管道寿命损失分析 2．改造后，变频泵出口压力影响波动幅度大，比工
变频泵其母管水压力为1．653MPa，而工频泵出 频压力小，对系统运行良好，不容易发生泄漏等，后期维
口压力平均是2．8MPa，压力高管道磨损程度大，节流损 护费用降低。
失大，管道寿命短。
4．3 厂用 电率影响分析 参考文献：
某厂机组工频疏水泵的占机组厂用电率为0．89％， 【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，2008，(24)：30—33．
变频能占占机组厂用电率为0．67％。
4．4 经济性分析
以供热期5个月运行，节约电量为3．819×5=19． 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92页)
软件，是世界上最新发表用于工业自动化及过程监控的 mis系统进行联网，便于登记工作记录信息、传输数据
图形化人机界面(HMI)，是工业自动化领域Windows应 和上报各种报表等。
用的领导者，功能卓越，并易于使用。INTOUCH 8．0 4．3 就地控制箱
SP1将生产信息具体地呈现给工厂各阶层及操作者，因 为方便设备的维护和调试，对于一些重要的设备例
此完全地集成各类信息，使之能在工厂内外被取得。 如排气风机、输灰空压机和灰库卸灰系统等，配有就地
上位监控部分的主要功能如下： 控制箱，同时还可以实现方便灵活的控制方式。
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 5 结束语
行状态显示、模拟量等测量参数的数字显示及实时和 本控制系统采用 “上位机+PLC”组成的控制系统，
历史趋势图显示、控制方式的显示、系统时钟显示等； 该控制系统人机界面良好、操作简单方便，系统设计具
所有图形均为动态显示，能实时、直观地监视系统运行 有抗干扰能力强、稳定性好、可靠性高。使用寿命长、
状态；各画面间可直接进行切换。 扩展方便等优点，获得了操作者和管理人员的一致认
控制设备操作监控、参数设定及记录：上位站控制 可，有着广泛的应用前景。
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 参考文献：
进行程控自动及一对一软手操，并可记录模拟量的数据。 【1】气力输灰系统运行操作手册[Z】
统计管理功能及各类报表显示和打印：系统可以对 【2】气力输灰及空压机系统运行规程【S】
[3】原建发．欧姆龙PLC在锅炉烟气输灰系统 中的应用[Jx《可
实时及历史趋势进行汇总以及打印报表等。
编程控制器与工厂自动化 2009(11)．
声音报警及记录：系统可以对生产过程中发生的异
[4】张红莲．电厂气力除灰系统的PLC控制(《可编程控制器
常事件进行声音报警并能对报警进行记录，同时进行实
与工厂自动化))[J]2008(5)：l 19-121．
时跟踪。
程控系统与主厂计算机联网：系统可以与主厂的
作者简介：李凡(1 9 7 5一)，女，讲师，研究方向：自动控制技
ndust rial Applications and Communications
3．1 装灰控制 商，其工业自动化控制产品以其高性能、高可靠性在工
输灰系统进料控制采用 “料位”和 “时间”两种方 业控制领域有着其特定的地位，广泛应用于工业控制的
式，其中 “料位”控制优先。具体过程为：进料阀在仓泵 各种领域。
投入运行后自动打开，物料随着重力作用自由落入仓泵 4．1 程控部分主要功能
内，当料位发出料已满信号或者达到设置时间，进料阀 本程控系统的可编程控制器PL C采用西门子公司
会自行关闭。在装灰的过程中，料位是主控元件，时间 S7-300系列大型PLC系统自动化产品。该产品具有丰
控制则为备用措施。只要料位或时间两个控制条件有 富的功能函数、良好的兼容性、高级编程语言使用方便
一 个达到控制设定值，进料阀都会自动关闭。 和品种多样的硬件模块等优点，并采用先进的网络协议
3．2 输灰控制 进行通信，使其使用更加灵活、方便，适用于各种大中
输灰控制采用先入先出的程控输灰控制方式。整 型控制系统。由于系统具有运行可靠、维护简便、坚固
个输灰过程可分为三个阶段，分别是流化加压阶段、输 的结构等特点，这些都能够保证$7-300系统即使在最
送阶段和吹扫阶段。 恶劣 的现场环境 中也能稳定运行。
流化加压阶段：首先将泵体加压阀打开，压缩空气 除灰系统程控部分的主要功能：
从气化室进入经过扩散穿过流化床，使泵内的气压逐渐 定时程控除灰：程控系统会根据料位计传输过来的
上升，与此同时物料也会被充分流化。 灰粉位置信号和仓泵上方的电接点压力表指示的压力
输送阶段：随着泵内压力不断增大，当压力达到某 值信号，采取相应的处理措施；
数值时，压力传感器会发出信号，打开吹堵阀，然后 高灰位优先排灰：当料位计指示灰粉位置高时，程
一
自动开启出料阀，开始输送流化床上的物料。在整个 控系统会根据中断请求优先控制进行排灰；
输送过程中，处于流化床上的物料始终是边输送边流 程序控制自动输灰；系统处于程控执行状态时，由
化的状态。 程控系统对除灰系统进行自动输灰；
吹扫阶段：当物料输送完成后，泵内压力开始下降 远端操作：当系统处于远操状态时，操作人员可以
直至等于或接近管道阻力时，应先关闭吹堵阀和加压 在控制室进行远端手操控制。
阀，延时一段时间后再关闭出料阀。从而完成一次输灰 4．2 上位监控部分主要功能
工作过程。 上位机既是上位监控机，又是PLC的编程器。在上
3．3 灰库卸灰控制 位机上运行PC编程软件，可实现对PLC的校验、组态、
灰库卸灰控制过程为：启动加湿搅拌机，开启油水 编程及在线监测修改程序。
分离器排污阀排污一次，适当开启气化系统进气阀；然后 上位监控站配有两台上位机和两台 C R T，两台
合上电动锁气器开关，启动电动锁气器运行。适当开启 3COM交换机。为适应工业现场的环境要求及监控系统
加湿搅拌机加湿水阀门。控制系统除了能对湿灰、干灰 的运行速度要求，上位机选用性能价格比很高的研华
的装车操作进行自动控制外，还能够通过控制元件实现 IPC．610H型工控机，它与一般微机完全兼容。其机箱、
卸灰过程的手动控制。 主板均按照工业标准设计，面板均有防尘密封条，整个
3．4 输灰空压机控制 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3COM网卡，通过PLC
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 以太网模块与PLC控制主机进行数据交换，最高传输速
机的运行状态进行监视和设置。 度lOOMbps。
上位机监控组态软件采用美国WONDERWARE公
4 除灰 监控 系统功 能设计 司增强型INTOUCH8．0 SP1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
除灰控制系统使用德国西门子公司的可编程控制
器中的大量数据进行实时显示和打印，并直接参与可编
器(PLC)+上位机监控的控制方式，三台锅炉共用一套
程控制器的控制。INTOUCH 8．O SP1作为人机界面
PL C系统。西门子公司是国际知名的工业产品制造厂
(下转第1 1 7页)行 业 应 用 与 交 流
自动化技术与应用》2015年第34卷第 5期
ndustrial Applications and Communications
及效益。 095万kw，节能效果高。
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2014年 111月和本厂2014年 11 5 结束 语
月整个月运行情况进行对比如上表 1。 1．变频泵能耗受供热流量变化、额定出力的影响
4．1 耗 电量分析 较大，不同工况下能耗水平相应发生变化。同时，变频
通过上述表单分析，输送同样流量的变频泵耗电量 泵受检修、技改、系统设备保养、工程建设等用气量的
是工频泵的75％，即变频节约电量25％。 影响较大，对客观准确的评估造成一定困难。
4．2 管道寿命损失分析 2．改造后，变频泵出口压力影响波动幅度大，比工
变频泵其母管水压力为1．653MPa，而工频泵出 频压力小，对系统运行良好，不容易发生泄漏等，后期维
口压力平均是2．8MPa，压力高管道磨损程度大，节流损 护费用降低。
失大，管道寿命短。
4．3 厂用 电率影响分析 参考文献：
某厂机组工频疏水泵的占机组厂用电率为0．89％， 【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，2008，(24)：30—33．
变频能占占机组厂用电率为0．67％。
4．4 经济性分析
以供热期5个月运行，节约电量为3．819×5=19． 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92页)
软件，是世界上最新发表用于工业自动化及过程监控的 mis系统进行联网，便于登记工作记录信息、传输数据
图形化人机界面(HMI)，是工业自动化领域Windows应 和上报各种报表等。
用的领导者，功能卓越，并易于使用。INTOUCH 8．0 4．3 就地控制箱
SP1将生产信息具体地呈现给工厂各阶层及操作者，因 为方便设备的维护和调试，对于一些重要的设备例
此完全地集成各类信息，使之能在工厂内外被取得。 如排气风机、输灰空压机和灰库卸灰系统等，配有就地
上位监控部分的主要功能如下： 控制箱，同时还可以实现方便灵活的控制方式。
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 5 结束语
行状态显示、模拟量等测量参数的数字显示及实时和 本控制系统采用 “上位机+PLC”组成的控制系统，
历史趋势图显示、控制方式的显示、系统时钟显示等； 该控制系统人机界面良好、操作简单方便，系统设计具
所有图形均为动态显示，能实时、直观地监视系统运行 有抗干扰能力强、稳定性好、可靠性高。使用寿命长、
状态；各画面间可直接进行切换。 扩展方便等优点，获得了操作者和管理人员的一致认
控制设备操作监控、参数设定及记录：上位站控制 可，有着广泛的应用前景。
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 参考文献：
进行程控自动及一对一软手操，并可记录模拟量的数据。 【1】气力输灰系统运行操作手册[Z】
统计管理功能及各类报表显示和打印：系统可以对 【2】气力输灰及空压机系统运行规程【S】
[3】原建发．欧姆龙PLC在锅炉烟气输灰系统 中的应用[Jx《可
实时及历史趋势进行汇总以及打印报表等。
编程控制器与工厂自动化 2009(11)．
声音报警及记录：系统可以对生产过程中发生的异
[4】张红莲．电厂气力除灰系统的PLC控制(《可编程控制器
常事件进行声音报警并能对报警进行记录，同时进行实
与工厂自动化))[J]2008(5)：l 19-121．
时跟踪。
程控系统与主厂计算机联网：系统可以与主厂的
作者简介：李凡(1 9 7 5一)，女，讲师，研究方向：自动控制技
