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環保脫硫項目--軟起PLC組合

PLC在某熱電廠煙氣脫硫係統中的控製應用
一、引言

        近年來,自動控製技術的飛速發展,使得大型火力電廠的自動化生產水平得到了提高,生產管理得到改善,山東某熱源廠煙氣脫硫項目采用歐姆龍PLC和組態王作為控製係統。該係統參數調整簡單方便,完全實現了自動控製,並提高了係統的安全性和工作效率。

二、係統特點
        可編程控製器(PLC)是集計算機技術,自動控製技術,通訊技術為一體的新型自動控製裝置。其性能優越,可靠性強,編程方便,使用簡便,環境適應性良好以及體積小,功耗低等特點,已被廣泛的應用於工業控製各個領域。現在的PLC產品可以滿足對工業生產監控,成為三大支柱(PLC,工業機器人,CAD/CAM)之一。

        如何去控製煙氣脫硫係統,目前有三種方式:手動控製,常規繼電器控製和PLC程序控製。 手動控製是一種最原始的控製方式,由於人不能及時的反饋係統運行信息,而且容易疲勞,所以用手動控製效率低下,費時費力,而且準確性也值得懷疑。所以用純手動控製的成本是十分昂貴的。因此在當前的係統中除了必要時,如出現故障等時候,已經完全被淘汰。

        至於使用繼電器來控製煙氣脫硫係統,這種控製方案投資比較省,但也隻能適用控製設備比較少,比較簡單的係統,是屬於自動化程度化程度不是很高的控製方案。一旦係統控製量較多或者係統比較複雜的話,常規繼電器控製就滿足不了,容易出現失誤,不夠穩定。隨著電子技術、自動控製技術和計算機應用的迅速發展,特別是PLC大舉進入數控領域,繼電器控製也退出了主導的地位。所以目前一般的煙氣脫硫係統中隻能屬於配合PLC使用。

        PLC控製是目前國內外主要的控製方式。PLC在一定的電子員器件的基礎上,構成上位機控製係統。由於工業計算機的處理速度快、計算能力強、存儲能力大時,同時具有體積較小、抗幹擾能力強、可靠性高、應用範圍廣和價格低廉等優點。計算機和可編程控製器之間采用某種協議進行通訊,實現數據的傳送,最終實現對被控對象的控製。所以使用PLC控製不僅大大提高了工作效率,解放了生產力,而且由於自動化程度高,工作可靠,當係統控製的設備多,比較複雜的時候,就更能體現其性能穩定,便於運行和管理。PLC控製還可視用戶的要求設模擬屏或CPT顯示,上位機數據處理,實現全自動運行。這種數控係統在工業生產過程中已經得到了廣泛的應用,具有很高的應用價值。

三、方案設計:
        主要硬件配置:
  • CPU:CJ1M-CPU12
  • DI模塊:CJ1W-ID231
  • DO模塊:CJ1W-OD231
  • AI模塊:CJ1W-AD081-V1
  • AO模塊:CJ1W-DA041
  • 變頻器采用ABB ACS500係列
  • 上位機:組態王
        PLC控製係統功能:
  • PLC控製係統完成數據采集、模擬量控製以及順序控製等功能。
        (1)數據采集功能
        上位機(工控機)安裝了組態王KINGVIEW 6.53監控軟件,它與PLC之間通過RS232通信方式建立連接,實現數據傳輸。

        數據采集功能將按照所要求的采樣速度,模/數轉換精度及掃描周期,對生產過程的各種信息量(模擬量、開關量)進行采集、處理、運算、檢索及儲存等,並以文字、圖表、曲線等形式組態成各種畫麵,通過上位機的液晶顯示屏顯示出來,向操作員及時提供機組運行狀態的信息。

        數據采集的具體功能:
  • 顯示:包括模擬圖顯示、操作顯示、成組顯示、報警顯示等。
  • 製表記錄:包括定期記錄、實時記錄、事故順序記錄等。
  • 曆史數據存儲與檢索。

        (2)擬量控製
        脫硫係統運行參數輸入到PLC,利用PLC和PID軟件功能控製模擬量輸出,實現自動調節功能。此模擬量控製的功能將對供氨泵變頻器進行頻率控製。供氨流量的多少是由變頻器進行控製的,由於供氨流量的多少直接影響脫硫的效率,為了經濟運行又達到環保標準,需要根據SO2含量控製流量。SO2含量設定值可以在上位機上進行修改,脫硫後的SO2監測值與設定值進行比較,經PID運算後調節供氨泵變頻器的頻率進而控製水泵流量。

        (3)閉環控製
        為了經濟運行又達到環保標準,需要根據SO2含量控製流量。本脫硫係統PLC模擬量閉環控製PID功能圖如圖2所示,用SO2濃度傳感器檢測煙道內的SO2濃度,變送器將傳感器輸出的電流信號轉換為標準量程的電流信號,然後送給模擬量輸入模塊,經A/D轉換後得到與SO2濃度成比例的數字量,CPU將它與SO2設定值進行比較,按照PID控製算法對誤差值進行計算,將運算結果(數字量)送給模擬量輸出模塊,經D/A轉換後變為電流信號,用來控製供氨泵的流量的多少,通過它控製煙道排放的SO2濃度,實現閉環控製。

四、總結
        通過應用PLC和組態王,實現了對脫硫係統進行可靠的、高效的實時控製和監控,提高了係統的可靠性、安全性和自動化的程度。在山東某熱源廠的應用實踐證明,本係統性能可靠,故障率低,具有非常好的環保效果和經濟效益。
 
 
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