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环保脱硫项目--软起PLC组合

PLC在某热电厂烟气脱硫系统中的控制应用
一、引言

        近年来,自动控制技术的飞速发展,使得大型火力电厂的自动化生产水平得到了提高,生产管理得到改善,山东某热源厂烟气脱硫项目采用欧姆龙PLC和组态王作为控制系统。该系统参数调整简单方便,完全实现了自动控制,并提高了系统的安全性和工作效率。

二、系统特点
        可编程控制器(PLC)是集计算机技术,自动控制技术,通讯技术为一体的新型自动控制装置。其性能优越,可靠性强,编程方便,使用简便,环境适应性良好以及体积小,功耗低等特点,已被广泛的应用于工业控制各个领域。现在的PLC产品可以满足对工业生产监控,成为三大支柱(PLC,工业机器人,CAD/CAM)之一。

        如何去控制烟气脱硫系统,目前有三种方式:手动控制,常规继电器控制和PLC程序控制。 手动控制是一种最原始的控制方式,由于人不能及时的反馈系统运行信息,而且容易疲劳,所以用手动控制效率低下,费时费力,而且准确性也值得怀疑。所以用纯手动控制的成本是十分昂贵的。因此在当前的系统中除了必要时,如出现故障等时候,已经完全被淘汰。

        至于使用继电器来控制烟气脱硫系统,这种控制方案投资比较省,但也只能适用控制设备比较少,比较简单的系统,是属于自动化程度化程度不是很高的控制方案。一旦系统控制量较多或者系统比较复杂的话,常规继电器控制就满足不了,容易出现失误,不够稳定。随着电子技术、自动控制技术和计算机应用的迅速发展,特别是PLC大举进入数控领域,继电器控制也退出了主导的地位。所以目前一般的烟气脱硫系统中只能属于配合PLC使用。

        PLC控制是目前国内外主要的控制方式。PLC在一定的电子员器件的基础上,构成上位机控制系统。由于工业计算机的处理速度快、计算能力强、存储能力大时,同时具有体积较小、抗干扰能力强、可靠性高、应用范围广和价格低廉等优点。计算机和可编程控制器之间采用某种协议进行通讯,实现数据的传送,最终实现对被控对象的控制。所以使用PLC控制不仅大大提高了工作效率,解放了生产力,而且由于自动化程度高,工作可靠,当系统控制的设备多,比较复杂的时候,就更能体现其性能稳定,便于运行和管理。PLC控制还可视用户的要求设模拟屏或CPT显示,上位机数据处理,实现全自动运行。这种数控系统在工业生产过程中已经得到了广泛的应用,具有很高的应用价值。

三、方案设计:
        主要硬件配置:
  • CPU:CJ1M-CPU12
  • DI模块:CJ1W-ID231
  • DO模块:CJ1W-OD231
  • AI模块:CJ1W-AD081-V1
  • AO模块:CJ1W-DA041
  • 变频器采用ABB ACS500系列
  • 上位机:组态王
        PLC控制系统功能:
  • PLC控制系统完成数据采集、模拟量控制以及顺序控制等功能。
        (1)数据采集功能
        上位机(工控机)安装了组态王KINGVIEW 6.53监控软件,它与PLC之间通过RS232通信方式建立连接,实现数据传输。

        数据采集功能将按照所要求的采样速度,模/数转换精度及扫描周期,对生产过程的各种信息量(模拟量、开关量)进行采集、处理、运算、检索及储存等,并以文字、图表、曲线等形式组态成各种画面,通过上位机的液晶显示屏显示出来,向操作员及时提供机组运行状态的信息。

        数据采集的具体功能:
  • 显示:包括模拟图显示、操作显示、成组显示、报警显示等。
  • 制表记录:包括定期记录、实时记录、事故顺序记录等。
  • 历史数据存储与检索。

        (2)拟量控制
        脱硫系统运行参数输入到PLC,利用PLC和PID软件功能控制模拟量输出,实现自动调节功能。此模拟量控制的功能将对供氨泵变频器进行频率控制。供氨流量的多少是由变频器进行控制的,由于供氨流量的多少直接影响脱硫的效率,为了经济运行又达到环保标准,需要根据SO2含量控制流量。SO2含量设定值可以在上位机上进行修改,脱硫后的SO2监测值与设定值进行比较,经PID运算后调节供氨泵变频器的频率进而控制水泵流量。

        (3)闭环控制
        为了经济运行又达到环保标准,需要根据SO2含量控制流量。本脱硫系统PLC模拟量闭环控制PID功能图如图2所示,用SO2浓度传感器检测烟道内的SO2浓度,变送器将传感器输出的电流信号转换为标准量程的电流信号,然后送给模拟量输入模块,经A/D转换后得到与SO2浓度成比例的数字量,CPU将它与SO2设定值进行比较,按照PID控制算法对误差值进行计算,将运算结果(数字量)送给模拟量输出模块,经D/A转换后变为电流信号,用来控制供氨泵的流量的多少,通过它控制烟道排放的SO2浓度,实现闭环控制。

四、总结
        通过应用PLC和组态王,实现了对脱硫系统进行可靠的、高效的实时控制和监控,提高了系统的可靠性、安全性和自动化的程度。在山东某热源厂的应用实践证明,本系统性能可靠,故障率低,具有非常好的环保效果和经济效益。
 
 
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