浅述PLC自动化控制在脱硫剂制粉中的应用

摘要：

目前国家经济飞速发展，但随之而来的环境保护工作也日趋严峻，酸雨的危害有目共睹，酸雨对土壤、水体、森林、建筑、名胜古迹等人文景观均带来严重危害，不仅造成重大经济损失，更危及人类生存和发展，近年来国家对环境保护的力度不断加大，所以各大火力发电厂特别是使用高硫燃料的石油化工配套电厂纷纷上马脱硫剂制粉项目，使用炉内脱硫技术以减少二氧化硫的排放量。在本文中，我根据自己在脱硫剂制粉生产中总结的经验，阐述PLC自动化控制系统在生产中的实际应用。

关键词：

自动化联锁保护系统优化操作

中图分类号：F407文献标识码： A

论文主体：

脱硫剂制粉生产工艺较为简单，即将原料高钙石灰石矿石进行破碎制粉达到电厂炉内脱硫所要求的粒度即可，由于整套生产设备控制方式主要是逻辑开关量控制，所以采用PLC作为自动化控制系统，我所在的项目PLC硬件采用西门子S7 300系列CPU及IO模块，通讯网络采用ProfiBus DP总线配置；上位HMI软件采用SIMATIC WinCC6.2，通过以太网和PLC通讯。硬件网络配置如下图：

硬件配置中的AI模块主要采集现场设备的电流数据，DI模块采集设备的运行状态数据，DO模块负责向设备发送启停命令，RTD模块负责采集现场大型电动机的绕组温度数据；所有I/O模块通过IM153通讯模块与CPU联接集中控制；若在硬件方面有多个独立的PLC子系统，可通过以太网联接整合成一个总的控制系统便于集中管理。

该控制系统从逻辑控制上又可细分为上料系统、制粉系统和输送系统。

一、上料系统

上料系统是将原料从原料堆积场输送到一定高度的原料缓冲仓中以供制粉设备使用，虽然此流程不是生产的核心环节，但它逻辑控制最为复杂，是PLC控制系统最为主要的部分，它的基本设备流程见下图：

系统中的每个设备的控制组成都由两个DO输出控制点（启动、关闭）和两个DI输入显示点（运行、停止）组成，系统设备的启停逻辑顺序为倒启正停，系统的运行方式可设为以下三种：

三种运行控制方式中“自动方式”为平时的正常运行方式，系统会通过模拟量输入模块（AI模块）从原料缓冲仓安装的雷达料位计采集料位数据，按照设定值自动启停上料设备，不需人为干预，设备与设备之间的启停都设有缓冲时间，一旦有中间设备发生故障，系统会根据DI模块监控到的现场设备运行状态自动关闭相应设备以避免事故扩大化；“联锁手动”和“解锁手动”是在系统非正常情况或排除故障以后采用的试验运行方式。

二、制粉系统

制粉系统是脱硫剂生产中的核心部分，设备包括给料设备、研磨设备、回料设备、风选设备和除尘设备组成。由于在此系统的启停阶段各设备之间没有紧密的逻辑关系，所以可以不设置自动启停，由控制室内的主操人员通过计算机监控到的设备现场工艺数据远程手动完成设备启停工作，只设置生产系统正常运行后的设备联锁保护。若研磨设备在运行过程中电流不稳定，所采用的给料设备送料均匀的情况下可使用PLC中的PID控制器命令，自动调整给料量，提高设备的稳定运行性。在风选设备工艺调整方面，可选用现在应用已十分成熟的变频器改变鼓风机转速替代原始的风门调节方法，这样即可以通过PLC远程进行精确的工艺调整，又可以大大降低风机的能耗。

三、成品输送系统

生产出的成品粉料可由粉罐车运输到电厂的炉前仓；若使用量较大，制粉厂与电厂的距离适中的情况下可采用由PLC全程自动化控制的气力输送方式进行，这套系统的逻辑控制比较复杂，一般会由设备制造厂家根据现场实际运行条件编制，在这里就不进行详细叙述了。

四、人机界面组态

人机界面组态工作即对控制室操作计算机画面的编辑，基本由设备运行监控界面、报警界面、模拟量趋势界面、数据统计界面等组成，由于大部分用户对于windows系统较为熟悉，在界面设计中应尽量兼容标准的windows界面的特征，界面的布局设计根据人体工程学的要求应实现简洁、平衡和风格一致，为了提供足够的信息量又能保证界面的清晰明了，在设计上采用控件的分级和分层布置方式；在图形和图标选择上应尽量简洁并贴合实际，优先选择普遍被大众认可的标准化图形和图标。一个设计良好的人机界面可大大降低操作人员的工作疲劳度，减少误操作的可能性，在工作使用中也应积极听取操作人员的建议和意见不断优化和改进自控界面的操作性。

总结：

自控系统是生产厂的神经，设计一套好的自控系统可以提高生产设备的稳定性，减少设备事故的发生率，大大降低操作人员的劳动强度，特别是工况环境恶劣的生产厂，可减少职业病的发生率，作为自控系统的维护人员也应做好平时的总结和分析工作，不断优化和改善控制系统的合理性。