基于PLC的鍋爐煙氣脫硫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、    基于PLC的鍋爐煙氣脫硫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、引言我國是燃煤大國，燃煤排放的SO2成為影響我國城市空氣質(zhì)量的主要污染物。因此，鍋爐煙氣脫硫是減排SO2的重要手段。鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)具有很高的復(fù)雜性，其對(duì)控制系統(tǒng)的要求往往很高。而使用PLC控制已經(jīng)成為一種較先進(jìn)，應(yīng)用勢(shì)頭強(qiáng)勁，應(yīng)用越來越廣泛的一種控制設(shè)備。它具有可靠性極高、能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗(yàn)、功能齊全、性價(jià)比高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于鍋爐煙氣脫硫工程。作者參與設(shè)計(jì)山東某熱源廠2×75t/h鍋爐煙氣脫硫控制系統(tǒng)，1、引言我國是燃煤大國，燃煤排放的SO2成為影響我國城市空氣質(zhì)量的主要污染物。因此，鍋爐

2、煙氣脫硫是減排SO2的重要手段。鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)具有很高的復(fù)雜性，其對(duì)控制系統(tǒng)的要求往往很高。而使用PLC控制已經(jīng)成為一種較先進(jìn)，應(yīng)用勢(shì)頭強(qiáng)勁，應(yīng)用越來越廣泛的一種控制設(shè)備。它具有可靠性極高、能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗(yàn)、功能齊全、性價(jià)比高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于鍋爐煙氣脫硫工程。作者參與設(shè)計(jì)山東某熱源廠2×75t/h鍋爐煙氣脫硫控制系統(tǒng)，采用了西門子S7-200可編程控制器，上位機(jī)采用北京亞控公司組態(tài)王KINGVIEW 6.53工業(yè)控制軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)脫硫系統(tǒng)的監(jiān)控。2、脫硫系統(tǒng)工藝流程本熱源廠采用石灰石石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)。該技術(shù)以石灰石漿液作為脫硫劑，在吸收塔內(nèi)對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋洗滌，使煙

3、氣中的二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，同時(shí)向吸收塔的漿液中鼓入空氣，強(qiáng)制使亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化為硫酸鈣，脫硫劑的副產(chǎn)品為石膏。該法脫硫效率高（大于95%），工作可靠性高。該系統(tǒng)包括煙氣換熱系統(tǒng)、吸收塔脫硫系統(tǒng)、給料系統(tǒng)、石膏脫水和廢水處理系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)的是給料系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)。3、鍋爐脫硫系統(tǒng)簡介（1）本系統(tǒng)為2x75t/h鍋爐煙氣脫硫工程，每臺(tái)鍋爐前有三臺(tái)氣動(dòng)雙插板閥，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)打開，系統(tǒng)停止時(shí)關(guān)閉;可現(xiàn)場(chǎng)操作，控制室操作員站操作，每套系統(tǒng)有一臺(tái)22kw羅茨風(fēng)機(jī)，用于將石灰石粉吹入鍋爐，進(jìn)行脫硫;帶有就地/遠(yuǎn)控轉(zhuǎn)換開關(guān)，可由現(xiàn)場(chǎng)控制柜或控制室操作員站操作，并能與爐前氣動(dòng)閥連鎖，氣動(dòng)閥不能全部打開，羅茨

4、風(fēng)機(jī)不能運(yùn)行。（2）每套系統(tǒng)有一臺(tái)4kw給料機(jī)，可變頻調(diào)速。帶有柜門安裝的控制面板，可由現(xiàn)場(chǎng)控制柜或控制室操作員站操作給料機(jī)的啟停，故障復(fù)位和給料機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，并能與羅茨風(fēng)機(jī)連鎖，羅茨風(fēng)機(jī)不運(yùn)行，給料機(jī)亦不能運(yùn)行。（3）兩套系統(tǒng)共用一個(gè)石灰石粉倉，粉倉上安裝有一個(gè)高料位、兩個(gè)低料位三個(gè)射頻導(dǎo)納物位開關(guān)，帶有就地/遠(yuǎn)控轉(zhuǎn)換開關(guān)，可由現(xiàn)場(chǎng)控制柜、現(xiàn)場(chǎng)除塵器操作箱或控制室操作員站操作;現(xiàn)場(chǎng)除塵器操作箱安裝于0m層，石灰石粉倉進(jìn)料口附近，用于進(jìn)料時(shí)操作粉倉除塵器并能檢測(cè)粉倉內(nèi)的石灰石粉的高度。4、PLC控制系統(tǒng)硬件組成（1）中央處理單元S7-200選用CPU226 CN作為中央處理單元，具有

5、24個(gè)數(shù)字量輸入以及16個(gè)數(shù)字量輸出，可擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量和35路模擬量。S7-200 CPU的指令功能強(qiáng)大，可以進(jìn)行數(shù)字量邏輯控制、數(shù)據(jù)處理及閉環(huán)過程控制等。（2）擴(kuò)展模塊數(shù)字量擴(kuò)展模塊包括：EM223 CN，8輸入DC 24V/8繼電器輸出;EM221 CN，8輸入DC24V。模擬量擴(kuò)展模塊：2個(gè)EM231 CN，4路模擬量輸入，12位分辨率;EM232 CN，2路模擬量輸出，12位分辨率。5、PLC控制系統(tǒng)功能PLC控制系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集、模擬量控制以及順序控制等功能。（1）數(shù)據(jù)采集功能上位機(jī)（工控機(jī)）安裝了組態(tài)王KINGVIE

6、W 6.53監(jiān)控軟件，它與S7-200之間通過自由口通信方式建立連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)采集功能將按照所要求的采樣速度，模/數(shù)轉(zhuǎn)換精度及掃描周期，對(duì)生產(chǎn)過程的各種信息量（模擬量、開關(guān)量）進(jìn)行采集、處理、運(yùn)算、檢索及儲(chǔ)存等，并以文字、圖表、曲線等形式組態(tài)成各種畫面，通過上位機(jī)的液晶顯示屏顯示出來，向操作員及時(shí)提供機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的信息。數(shù)據(jù)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(bào)警顯示等。·制表記錄：包括定期記錄、實(shí)時(shí)記錄、事故順序記錄等。·歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與檢索。（2）模擬量控制脫硫系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)輸入到PLC，利用PLC和PID軟件功能控制模

7、擬量輸出，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。此模擬量控制的功能將對(duì)給料機(jī)變頻器進(jìn)行頻率控制。脫硫劑石灰石量的多少是由給料機(jī)變頻器進(jìn)行控制的，由于給料量的多少直接影響脫硫的效率，為了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行又達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)SO2含量控制給料量。SO2含量設(shè)定值可以在上位機(jī)上進(jìn)行修改，脫硫后的SO2監(jiān)測(cè)值與設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)PID運(yùn)算后調(diào)節(jié)給料機(jī)變頻器的頻率進(jìn)而控制給料量。（3）順序控制SCSSCS控制對(duì)象包括機(jī)組的電動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)門、電磁閥等，本工程SCS系統(tǒng)，將按可選的功能組級(jí)、子組級(jí)、單項(xiàng)控制方式考慮，各子組級(jí)控制功能的啟、停能獨(dú)立運(yùn)行。運(yùn)行人員能在CRT鍵盤上選擇自動(dòng)程序控制或手動(dòng)操作方式。在程序自動(dòng)執(zhí)行期間，出現(xiàn)任何故障可向運(yùn)行人員發(fā)出中斷信號(hào)，可使正在運(yùn)行的程序中斷并回到安全狀態(tài)，屏幕上可顯示程序中斷的故障原因。當(dāng)選擇手動(dòng)操作方式時(shí)，SCS系統(tǒng)設(shè)置的許可文件