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煤粉布袋收塵器控制系統的改進
  • 企業:控制網     領域:PLC /PAC/PCC/RTU     行業:電梯    
  • 點擊數:2708     發布時間:2005-09-29 12:16:47
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介紹了將布袋收塵器隨機PLC控制系統改為DCS系統控制的方法,重點闡述了用順序控制和ST語言相結合實現布袋收塵器脈沖清灰的邏輯過程。



    在中國鋁業山東分公司淄博凱鵬公司高科工貿有限責任公司新建5#煤粉磨工程中,選用了中鋼集團武漢安全環保研究院(以下簡稱安環院)的專利產品―高濃度煤粉布袋收塵器,該收塵器原配套有先進的PLC控制系統,但由于收塵器只是整個工藝流程中的一個生產設備,而整個流程為DCS控制,且流程中由德國進口的轉子秤也配套有PLC控制系統,為避免多種PLC與DCS通訊造成接口和調試困難,經與安環院技術人員協商,決定將布袋收塵器的PLC系統去掉,改為由DCS系統完成。

1  控制要求

    (1)  該布袋收塵器共有54個清灰脈沖電磁閥,分兩列布置,兩列相對應的閥同時噴吹清灰,即每次有兩個脈沖閥同時動作,清灰順序由左至右逐個噴吹。噴吹分定時和定壓差兩種形式,且可任意轉換。

    •  定時控制方式:從第1對閥開始,依次逐對清灰至第27對閥,等待一段時間后再開始下一輪噴吹,要求每一對閥開時間、間隔時間及周期時間均可調。

    •  定壓差控制方式:當此收集器進出口壓差達到設定值時,脈沖閥從第1對閥開始啟動,直至第27對閥關閉,開始等待,當壓差再次達到設定值時,再開始下一輪清灰,要求每一對閥開時間、間隔時間及壓差限均可調。
(2)  對收集器進出口溫度、灰斗溫度、料位進行監視報警。

2  實現方案

   
(1)  本工程全系統采用了北京和利時系統工程股份有限公司的MACS系統,共有六種編程語言,由于第一個控制要求是一種典型的順序控制,所以最終采用了順控圖和ST語言相結合的方式來實現,下面加以重點闡述。

    由于順控圖程序是由條件和執行體構成的,所以設置了六個可操作變量,即啟動/停止定時方式、啟動/停止定壓差方式、閥開時間、間隔時間、周期時間及壓差限作為條件,開停每一對脈沖閥的動作作為執行體,對于執行體中的動作,采用ST語言來實現。對以上六個變量,分別給其分配位號為R10A、R10B、D1、D2、D3、PD,對每一個閥門以V帶阿拉伯數字表示,即V1~V54。




圖1  順控圖程序流程框圖




    順控圖如圖1所示。首先判斷定時方式是否啟動,即R10A=1否:若R10A=1,則啟動定時方式,判斷周期時間D3到否,不到即等待,如到即執行第1個執行體,然后判斷間隔時間D2到否,D2到則啟動第2個執行體,不到即等待,如此循環直至第27個執行體執行完畢,再返回重新開始;如R10A=0,則繼續判斷定壓差方式啟動否,即R10B=1否,若R10B=0,則返回開始狀態,若R10B=1,則啟動定壓差方式,首先判斷收塵器出口壓力P1與入口壓力P2之差大于PD否,如小于即等待,如大于則執行第1個執行體,然后判斷間隔時間D2到否,D2到則啟動第2個執行體,不到即等待,如此循環直至第27個執行體執行完畢,再返回判斷R10B=1否,這樣就完成了定時與定壓差方式的判斷流程。
 
    對于執行體中的動作,由于每一對閥的操作要求都一樣,所以只需改變閥門位號即可,以第1個執行體中動作為例,首先開啟V1,V28,然后調用閥開時間D1,D1到后再關閉閥門,然后再調用間隔時間D2,轉入順控程序的條件判斷中。而第2個執行體中,除將V1,V28分別改為V2,V29外,其他不變。第1個執行體程序如下所示。

    LD       TRUE,    *讀取強制真值*
    ST        V1,      *賦給變量V1,即開啟脈沖閥V1*
    LD       TRUE,    *讀取強制真值*
    ST        V28,     *賦給變量V28,即開啟脈沖閥V28*
    CALL     D1,      *調用閥開時間,即延時D1*
    LD       FALSE,   *讀取強制假值*
    ST       V1,       *賦給變量V1,即關閉脈沖閥V1*
    LD       FALSE,   *讀取強制假值*
    ST       V28,      *賦給變量V28,即關閉脈沖閥V28*
    CALL    D2,       *調用間隔時間,即延時D2*

    (2)  對于第二個控制要求,只需將現場熱電阻和音叉料位開關信號引入DCS系統相應模塊即可,本文不再贅述。

3  須注意的幾個問題

    (1)  速度:為保證清灰時壓縮風的沖擊力,要求噴吹用的脈沖電磁閥閥開時間在50~100ms之間可調,這就要求DCS必須在50ms之內執行完這一段程序。筆者的作法是把上述脈沖閥清灰程序單獨作為一個任務,并將其掃描周期定為50ms,而將其他檢測控制程序作為一個任務,掃描周期定為500ms,這樣一來,就用DCS的多任務特性解決了這個問題。

    (2)  負載能力:由于所使用的脈沖電磁閥為24V直流線圈,在開停瞬間會有拉弧現象,電流增大,因此,對脈沖電磁閥的開停控制需加中間繼電器加以隔離放大。

4  結語

    經過以上改進,將布袋收塵器的自動控制完全融入了整個工藝流程的DCS控制系統中,避免了DCS與PLC的重復投資,同時也減少了系統的檢修維護工作量,可謂一舉兩得,目前,該布袋收塵器已在該公司正常運行一年多,出口含塵量一直穩定在50mg/Nm3以下,效果良好。

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