600MW燃煤機組正壓氣力除灰設備倉泵的PLC控制設計資料

1、600MW燃煤鍋爐氣力輸灰系統(tǒng) PLC控制600MW燃煤機組正壓氣力除灰設備倉泵的PLC控制設計引言當前我國以火力燃煤發(fā)電為主，發(fā)電過程中排放的煙氣混合物經電除塵環(huán) 節(jié)最終以灰粉形式殘留下來。粉煤灰干出灰系統(tǒng)是火力發(fā)電廠配套的輔助處理 設施，能否保持長期連續(xù)穩(wěn)定的工作是關系到整個發(fā)電機組安全生產的一個重 要環(huán)節(jié)。尤其是社會對建筑材料需求增多， 對粉煤灰的需求量日益增多。而發(fā) 電廠的粉煤灰干出灰系統(tǒng)尚處于人工操作， 有的甚至還處于水出灰階段，污染 嚴重。而干出灰系統(tǒng)的人工操作，運行人員勞動強度大，出灰效率低下，先輩 在改良這一系統(tǒng)不斷的探索。而正壓氣力除灰系統(tǒng)這是現(xiàn)如今主流， 在我國燃 煤發(fā)電廠

2、中應用普遍。正壓氣力除灰系統(tǒng)有利于粉煤灰的再利用和節(jié)約工業(yè)用 水。在電廠除灰系統(tǒng)中采用 PLC應用方案可以大大減輕人員工作負擔，增強 系統(tǒng)抗干擾能力，提高系統(tǒng)操作的準確性，大幅度提高粉煤灰綜合利用率，同 時產生了良好的社會效率和經濟效率。本課題就是建立在這種背景下，討論與 研究了正壓氣力除灰控制系統(tǒng)的設計和可編程序控制器（PLC）在氣力除灰控制系統(tǒng)中的應用，通過對正壓氣力除灰控制系統(tǒng)網絡結構的設計和分析基于 PLC的集散型網絡技術。600MW燃煤機組正壓氣力除灰設備倉泵的PLC控制設計目錄1.火力發(fā)電廠氣力除灰系統(tǒng)基本類型 22.火力發(fā)電廠氣力除灰技術基礎 42.1 氣力輸送管道中顆粒的運動狀

3、態(tài) 42. 2氣力除灰技術特點42.3正壓氣力除灰系統(tǒng)具有的技術特點 53600MW燃煤機組正壓氣力除灰系統(tǒng)概述 63. 1正壓氣力除灰的設備63. 2正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)典型工作流程64正壓氣力除灰設備工作原理及結構 94. 1圓頂閥94. 1. 1圓頂閥控制94. 1. 2圓頂閥工作步驟94. 2 倉泵 104. 2. 1 MD 泵 114.2.2 MD 泵的分類及組成 124.2.3 MD 泵運行條件 124. 2. 4觸發(fā)輸送循環(huán)條件134.3本課題設計的MD泵 134.3.1 本課題設計的 MD泵工作步驟 1 34. 3. 2程序自動疏通154.3.3 聯(lián)鎖和保護 155倉泵的PLC

4、控制設計175.1 S7 -200 介紹 175 2 MCGS 介 紹 一 - _ - 185.3 P LC 工藝流程圖 205. 4I/O 測點215. 5PLC程序的編寫225. 6MCGS圖控制面版圖376結束語 387參考資料 39摘要 正壓氣力除灰氣源壓力相對較高，輸灰濃度高，輸送距離遠，系統(tǒng)環(huán)節(jié)較少，簡單可靠在 我省火力發(fā)電廠廣泛應用。本文對火力發(fā)電廠 600MV燃煤機組正壓氣力除灰設備倉泵進行PLC控制設計?？刂葡到y(tǒng)采用 PLC S7-200可編程序控制器對倉泵的進料，排氣，進氣出料等過程的計算機 控制。同時結合實際的設備工藝要求，為控制流程給出了模擬的實施方案，并且利用掛件進行

5、模擬 仿真運行，在利用 PLC S7-200可編程序控制器的同時也利用了MCG軟件。關鍵詞 氣力除灰 正壓 控制PLC1 .火力發(fā)電廠氣力除灰系統(tǒng)基本類型火力發(fā)電廠氣力輸送是氣固兩相流在輸送管道內以各種流動狀態(tài)從甲地 輸送至乙地，輸送介質為壓縮空氣，壓縮空氣是氣力輸送的載體和動力源。 根 據(jù)壓力的不同，氣力除灰方式又可分為負壓系統(tǒng)和正壓系統(tǒng)兩大類型。正壓氣力除灰系統(tǒng)是由高壓端向低壓端輸送，負壓氣力除灰系統(tǒng)是由低真空度向高真 空度輸送。根據(jù)粉煤灰在輸送過程中的物相濃度，大體上可以分為稀相氣力輸 送和濃相氣力輸送。稀相氣力輸送是當輸送管道內具有足夠高的氣體速度時，被輸送物料在輸送管道截面中呈均勻分

6、布的狀態(tài)下進行輸送，氣灰比較低。濃相氣力輸送是當輸送管道內氣體速度降低， 被輸送物料逐漸集中在輸送管道截 面的底部，灰氣比較高； 根據(jù)粉煤灰在管道中的流動狀態(tài)分為懸浮流（均勻 流、管底流、疏密流）輸送、集團流（停滯流）輸送、部分流輸送和栓塞流輸 送等；根據(jù)輸送方式分為間斷式氣力輸送和連續(xù)式氣力輸送。根據(jù)輸送壓力種 類，可分為動壓輸送和靜壓輸送兩大類；動壓輸送是氣流使物料在輸送管內保持懸浮狀態(tài)，顆粒依靠氣流動壓向前運動。靜壓輸送是物料在輸送管內保持 高密度聚集狀態(tài)，且被所謂的“氣刀”切割成一段段的料栓，料栓在其前后氣 流靜壓差的推動下向前運行。間斷式氣力輸送是在輸送過程中受開泵壓力和關 泵壓力控

7、制，發(fā)送設備內物料必須被輸送到料庫后才能輸送下一套發(fā)送設備內 的物料。連續(xù)式氣力輸送是發(fā)送設備一個接著一個地向輸送管道內給料進行連續(xù)輸送，在輸送過程中不受開泵和關泵壓力的影響 氣力除灰系統(tǒng)主要技術參數(shù)如下。鍋爐額定排灰量：t/h（或需要輸送的灰量t/h）。氣力輸送系統(tǒng)平均出力：t/h。輸送壓縮空氣消耗量：Nm /min（輸送壓縮機額疋谷積流量 Nm /min）。輸送過程氣灰比：kg灰/kg氣。輸送綜合氣灰比：kg灰/kg氣。輸送單位能耗：kW h/(t km)。輸送速度：輸送管道起始端流速m/s； 輸送管道末端流速m/s；干灰在輸送管道內流動速度m/s。系統(tǒng)總壓降：MPa。本課題所設計除灰系統(tǒng)

8、采用正壓濃相氣力除灰系統(tǒng)， 用于輸送電除塵器下灰斗中收集 的飛灰。浙江電力職業(yè)技術學院442. 火力發(fā)電廠氣力除灰技術基礎氣力除灰是一種以空氣為載體的方法，借助于某種壓力設備（正壓或負壓）在管道中 輸送粉煤灰的方法。2.1氣力輸送管中顆粒的運動狀態(tài)在輸送管中，粉體顆粒的運動狀態(tài)隨氣流速度與灰氣比不同有顯著變化，氣流速度越 大，顆粒在氣流中的懸浮分布越均勻；氣流速度越小，粉粒則越容易接近管低，形成停流， 直至堵塞管道。通過實驗觀察到某些粉體在不同的氣流速度下所呈現(xiàn)的運動狀況具有下面六種類型：（1）均勻流 當輸送氣流速度較高，灰氣比很低時，粉?；旧霞耙越咏鶆蚍植嫉臓?態(tài)在氣流中懸浮輸送。（2）

9、管底流 當風速減小時，在水平管中顆粒向管底聚集，越接近管底，分布越密，當 尚未出現(xiàn)停址。顆粒一面做不規(guī)則的旋轉或碰撞，一面被輸送走。（3）疏密流 當風速再降低或灰氣進一步增大時，則會出現(xiàn)疏密流，這是粉體懸浮輸送 的極限狀態(tài)。以上三種狀態(tài)為懸浮流。（4）集團流 疏密流的風速再降低，則密集部分進一步增大，其速度也降低，大部分顆 粒失去懸浮能力而開始在管道底滑動，形成集團流。粗大的顆粒透氣好容易形成集團流。 集團流只是在風速較小的水平管和傾斜管中產生。在垂直管中，顆粒所需要的浮力，已由 氣流的壓力損失補償了，所以不存在集團流。（5）部分流 常見的是栓塞流上部被吹走后的過度現(xiàn)象所形成的流動狀態(tài)。（6）

10、栓塞流 堆積的物料充滿一段管路，水泥及粉灰煤灰一類不容易懸浮的粉粒，容易 形成栓塞流。它的輸送是靠料栓前后壓差的推動。與懸浮流輸送相比，在力的作用方式和 管壁的摩擦上，都存在原則性區(qū)別，即懸浮流為氣動力輸送，栓塞流為壓差輸送。2.2氣力除灰技術特點氣力除灰是一種以空氣為載體，借助于某種壓力設備在管道中輸送粉煤灰的方法。氣 力除灰技術具有如下的特點：（1）節(jié)省大量的沖灰水；（2）在輸送過程中，灰不與水接觸，固灰的固有活性及其他特性不受影響，有利于粉煤 灰的綜合利用；（3）減少灰場占地；（4）避免灰場對地下水及周圍大氣環(huán)境的污染；（5）不存在灰管結垢及腐蝕問題；(6) 系統(tǒng)自動化程度較高，所需的運

11、行人員較少；(7) 設備簡單，占地面積小，便于布置；(8) 輸送路線選取方便，布置上比較靈活；(9) 便于長距離或集中定點輸送；氣力除灰方式存在以下不足：(1) 與機械除灰方式比較，動力消耗較大，管道磨損嚴重；(2) 輸送距離和輸送出力受一定的限制；(3) 對于正壓系統(tǒng)，若運行維護不當，容易對周圍環(huán)境造成污染；(4) 對運行人的技術素質要求較高；(5) 對粉煤灰的粒度和濕度有一定的限制，粗大和濕度的灰不宜輸送。2.3正壓氣力除灰系統(tǒng)具有的技術特點：(1) 適用于從一處向多處進行分散輸送(2) 適合于大容量、長距離輸送。與負壓輸送系統(tǒng)不同，正壓系統(tǒng)輸送濃度和輸送距離 的增大所造成的阻力增大，可通

12、過適當提高氣源壓力得到補償。(3) 收塵設備處于系統(tǒng)的低壓區(qū)，故收塵器對密封的要求不高，因而結構比較簡單，一 般不需要裝所氣器。(4) 氣源設備在倉泵之前，故不存在氣源設備磨損問題。該系統(tǒng)的缺陷：(1) 倉泵處于系統(tǒng)的高壓區(qū)，對倉泵的密封性能要求較高。(2) 間歇式正壓輸送系統(tǒng)不能實現(xiàn)連續(xù)供料。(3) 當運行維護不當或系統(tǒng)密封不嚴時，會發(fā)生跑冒灰現(xiàn)象，造成周圍環(huán)境的污染，與 負壓力系統(tǒng)相比，系統(tǒng)漏風對系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的影響不大。3. 600M燃煤機組正壓氣力除灰系統(tǒng)概述3.1 正壓氣力除灰的設備氣力輸送系統(tǒng)采用的是英國Clyde公司的正壓濃相氣力除灰技術，主要設備包括倉 泵、灰?guī)?、空壓機、氣化風

13、機、排空過濾器等。從省煤器、電除塵器灰斗下出口法蘭至灰?guī)祉敳咳肟诜ㄌm為輸送系統(tǒng)，可分為省煤器區(qū)域輸送系統(tǒng)和電除塵區(qū)域輸送系統(tǒng)。包括進料閥、倉泵、出料閥、排氣閥、管路泄壓閥 等。(1) 省煤器區(qū)省煤器6個灰斗出口分別設一臺倉泵，六只AV泵作為一個輸送單元，用一根輸灰管將 飛灰輸送至#1、#2粗灰?guī)?。一個輸送單元包括高溫主，高溫副、高溫出口；主泵一個，為輸送空氣進口泵，出口 泵一個，接出灰閥及輸灰管，其余 4個為副泵。(2) 電除塵器區(qū)電除塵器下每個灰斗安裝一臺倉泵， 每臺爐共32臺，灰斗內均安裝氣化板以使灰斗內 的飛灰落灰通暢，氣化風機為灰斗提供氣化空氣。倉泵按電場分為三個輸送單元，根據(jù)各 輸送

14、單元倉泵的負荷情況，每個輸送單元依次進行輸送周期、等待周期，并分別通過三根 輸灰管將飛灰送往相應的灰?guī)?。輸送系統(tǒng)配置如下：一電場設八個灰斗和八臺容積為 2.27m3的80 /8/10MD泵。八臺MD泵作為一個輸送單 元，用一根粗灰管將飛灰輸送至#1、#2粗灰?guī)?。二電場配置八個灰斗和八臺容積為 1.43m3的45/8/8MD倉泵，八臺MDS作為一個輸送 單元，用一根細灰管將飛灰輸送至相應的粗灰?guī)旎蚣毣規(guī)? #1爐至#1粗灰?guī)欤?2爐至#2 粗灰?guī)?。一、二電場的兩個輸送單元分別包括：主 MDS、副MDS、出口 MDS,每個單元主泵 一個，為輸送空氣進口泵，出口泵一個，接出灰閥及輸灰管，其余六個為

15、副泵。三、四電場設十六個灰斗和十六臺容積為 0.135m3的4.0/8/6 AV 泵。三、四電場作為 一個輸送單元用一根灰管將飛灰輸送至相應的粗灰?guī)旎蚣毣規(guī)?。三、四電場的輸送單元包括：?AV泵、副AV泵，主泵一個，為輸送空氣進口泵，其 余7個為副泵，無出口泵。3.2正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)典型工作流程正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)的主要控制原理：通過脈沖氣力把管道中的物料切割成一段段料栓，利用料栓兩端的靜壓差來推動料栓運動。采用少量多次輸灰方式，每輸送一單元 飛灰為一個工作循環(huán)，每個工作循環(huán)由四個階段構成(參見圖3-1)，其工作流程如下：P輸送氣源壓力 P H上限壓力 P L下限壓力 t1升壓時間t2輸送

16、時間t 3吹掃時間 t 4進料時間圖3-1倉泵運行壓力變化曲線（1）流化階段在輸送氣源壓力滿足條件，灰?guī)炝衔晃礉M，灰?guī)觳即龎m器運行，倉泵投入自動的情 況下，進料閥、平衡閥、出料閥關閉，進氣閥打開。壓縮空氣通過倉泵流化盤后均勻地進 入倉泵，倉泵內干灰被逐漸流化，同時倉泵內壓力隨之升高，當壓力達到上限壓力Ph時，出料閥自動打開，流化階段結束，進入輸送階段。當程序事先設定的倉泵升壓計時ti到后, 而倉泵內壓力尚未到達壓力上限值時，系統(tǒng)將發(fā)出欠壓報警信號，表明倉泵各閥門可能有 泄漏，或進氣閥故障，或壓力開關出現(xiàn)故障，倉泵所有閥門自動關閉等待檢修。（2）輸送階段在輸送階段，出料閥、進氣閥為開啟狀態(tài)，進

17、料閥、平衡閥為關閉狀態(tài)，倉泵輸送計 時開始。此時倉泵邊進氣邊流化邊輸灰，被流化后的飛灰均勻進入輸灰管道，在輸灰時間 t2中，倉泵內壓力保持基本穩(wěn)定，當倉泵內飛灰輸送完畢，管路阻力下降，管路內壓力逐 漸降低。當倉泵內壓力達到下限壓力 P-后，表明輸送階段結束，進入吹掃階段。（3）吹掃階段吹掃階段進料閥仍為關閉狀態(tài)，進氣閥、出料閥為開啟狀態(tài)，吹掃計時開始，當吹掃計時t3到后，程序控制首先關閉進氣閥并延時關閉出料閥，這一階段主要作用是通過純壓 縮空氣把殘留的飛灰送入灰?guī)欤詈蟪始兛諝饬鲃訝顟B(tài)，系統(tǒng)阻力下降至穩(wěn)定值。（4）進料階段在進料階段，倉泵進料閥、平衡閥為開啟狀態(tài)，進氣閥及出料閥為關閉狀態(tài)，干灰

18、由 除塵器灰斗進入倉泵。當泵內干灰灰位高信號出現(xiàn)時，系統(tǒng)自動關閉進料閥、平衡閥，進 料階段t4結束。（5）自動防堵裝置除了正常輸灰外，系統(tǒng)還設計了自動防堵裝置及連續(xù)輸送裝置， 在輸灰時如果管道內 壓力達到程序設定的管道壓力上限后，自動防堵裝置或連續(xù)輸送裝置將開啟； 在管道內壓 力達到程序設定的管道壓力下限后，自動防堵裝置或連續(xù)輸送裝置將關閉。4. 設備工作原理及結構4.1圓頂閥圓頂閥（domefalve ），是其氣力輸送系統(tǒng)中最重要的關鍵部件。圓頂閥是由克萊德.貝爾格曼（Clyde Bergemann）公司的Macawber分部于七十年代初期發(fā)明開發(fā)的除灰專用 閥門，為鑄鐵殼體結構，內部安裝有

19、帶有兩個轉軸可旋轉的鑄鐵圓頂，在閥門轉項中裝有 一個充氣的圓頂密封圈。圓頂閥的進料閥芯是一個球面圓頂，進料閥在開關過程中，閥芯 與閥體密封口處保持有1mm的間隙，使得閥芯在無接觸方式下運動，閥芯和閥體間不產生 摩擦，而當進料閥在密封狀態(tài)下，橡膠的密封圈充氣膨脹，會緊緊壓在球面閥芯上，以達 到密封效果。而每次閥門得到開啟信號后，橡膠密封圈會泄壓，使得閥芯得以在無接觸的 情況下轉動開啟。同時，圓頂閥還帶有密封氣壓監(jiān)測和報警功能，即在密封氣壓建立不起 來或密封氣壓低的情況下就說明圓頂閥的充氣密封圈已經發(fā)生了泄漏，這時系統(tǒng)會報警， 提醒檢修人員去更換密封圈。由于圓頂閥的獨特設計，使其具備了如下特點：1

20、）結構簡單，工作可靠；2）開閉靈 活，可以關斷動態(tài)和靜態(tài)的物料柱；3）規(guī)格尺寸齊全，適用不同的型號；4）關閉時可形 成牢固的壓力密封；5）可耐3MPa的壓力；6）可承受20E480C的溫度；7）使用壽命 長，維護量低；8）氣力除灰正常運行時，密封圈壽命長達 1年以上；9）整個膛內無阻礙 的物料流動；4.1.1圓頂閥控制圓頂閥是由得失電來控制其開關的。 當機組負荷較小的情況下，單位時間所產生的灰量 比較小，為了不讓灰在倉泵里積攢過多的時間，設置一個物料填充時間，設定值為900秒即不管倉泵滿不滿，落料只準落900s，到了時間進料圓頂閥必須關閉，停止落料過程，而 去執(zhí)行流化和輸送過程；在機組負荷較大

21、的時候，落料不用到900s就已經裝滿一倉泵的情 況下，這時通過倉泵上所設的料位計來控制落料，倉泵所裝的高位料位計被飛灰所觸發(fā)后，落料圓頂閥就會失電關閉，去執(zhí)行下一流程。4.1.2圓頂閥工作步驟：（以入料圓頂閥為例，直行程氣缸）a）在正常狀態(tài)下，入口圓頂閥關閉并密封。b）當控制該閥的電磁閥得電后，打開圓頂閥的氣路被接通，氣流進入氣缸的前側，氣缸 活塞向氣缸后端移動；氣缸后端的氣被排除從快排閥進入大氣，圓頂在轉臂的帶動下， 向打開方向轉動。c）在圓頂轉動過程中，被轉臂調整螺栓壓下的限位開關的觸頭，逐漸伸長。當伸長的長 度滿足限位開關內部氣路連接轉換長度時，密封圈的壓縮空氣被排入大氣，密封圈內也沒有

22、壓力。在打開的過程中，密封圈自然收縮，不會與圓頂之間有磨擦。在6m行程的這個過程，密封圈內的氣被全部放掉。d）在活塞移動到氣缸底部時，圓頂閥被完全打開。e）當電磁閥失去電時，圓頂閥關閉的氣路被接通。f）空氣將進入氣缸后端，推動活塞向前運動，轉臂帶動圓頂旋轉、關閉。g）被轉臂調整螺栓壓下的限位開關的觸頭長度逐漸縮短。當縮短的長度滿足限位開關內 部氣路連接的轉換長度時，壓縮空氣進入密封圈內并被接到壓力開關的進氣口；壓力 達到一定壓力后，壓力開關被接通，信號將被反饋到柜內。3）使用注意事項a）儀用空氣的要求：壓力不小于0.60Mpa;壓力露點溫度：-20 C，含油量 5ppm。b）圓頂閥密封壓力信號

23、必須是真實的；圓頂閥的密封壓力應比輸送壓力高0.2MP&c）無密封信號反饋時，不允許在程序和線路上強制和短接該信號，必須進行實際的解決。d）用來潤滑軸承的圓頂閥油嘴需要每 2周注油一次。用潤滑氣缸的油霧器中需要隨時添加。e）為避免劃傷密封圈，在物料中不允許有鋒利的金屬雜質。f）更換密圭寸圈后，需要重新檢測圓頂和密圭寸圈之間的間隙。在0.5-0.8mm之間為最佳。g）安裝在不同位置、起不同作用的圓頂閥，其“打開”和“關閉”的動作是電磁閥線圈得到不同的“得電”或“失電”控制命令實現(xiàn)的。4.2倉泵濃相氣力輸送系統(tǒng)的核心部分是一只倉儲式氣力發(fā)送泵。利用較低的氣壓實現(xiàn)低速度、 高濃度的輸送。每臺泵基本上

24、包括進氣組件、柔性接頭、進料圓頂閥、排氣圓頂閥（AVg不設排氣圓頂閥）、出料圓頂閥（只有出口泵有）殼體、氣路連接件（包括氣動進氣閥、過濾器、節(jié)流孔 板、止回閥等）。MD泵的結構如圖4 1所示。每個單元的第一個泵稱為主泵，它配備更多 側配氣裝置。每個單元最后一個泵稱為出口泵（三、四電場除外），它與灰管連接，只有它 配有出料圓頂閥。一、二電場的倉泵容積較大，設有圓頂式進灰閥和排氣閥，進灰閥和排 氣閥的密圭寸保證在輸送過程中壓縮空氣不會泄露。省煤器和三、四電場的倉泵容積較小， 為AV泵。二電場的MD泵設有圓頂式進灰閥和排氣圓頂閥。為了加強灰斗事故儲備能力，在輸送方式上采用了 “少量多次”的運行方式，

25、所以將灰斗的料位計安裝得很低，使灰在灰斗內的停留時間很短，灰斗總是處于空的狀態(tài)。這樣若 系統(tǒng)發(fā)生故障，具備幾小時的故障貯灰能力。不僅為檢修工作爭取了時間，而且緩沖了下 游故障對除塵器的直接影響。另外，由于“少量多次”的運行特點，使得灰在灰斗內停留 時間及其短暫，大大降低了灰在電除塵灰斗里的失熱和板結。由于采用“少量多次”原則，使得每次的灰輸送量相對比較小，而在同樣時間內輸送 的次數(shù)比較多，這樣，電除塵灰斗下的倉泵選擇了相對較小的倉泵，進料閥門的通徑等級 也相應的降低。421 MD 泵（1）概論在鍋爐正常運行過程中，飛灰沉積在靜電除塵器出口，落入安裝在靜電除塵器出口下 方的MD泵中，然后被氣力輸

26、送至灰?guī)?。MD泵的入口圓頂閥打開，物料在重力作用下落進MD泵中。在物料填充的過程中排氣閥將打開使空氣從泵內排出，此時管路上的出口圓頂閥關閉以阻止空氣通過輸送管線被吸 進除塵器。當MD泵任一泵內料位計被覆蓋顯示泵已充滿物料時，經過一個短延遲，使泵被 完全充滿，然后進口及排氣圓頂閥關閉。當所有的入口和排氣圓頂閥都已關閉并且密封后， 出口圓頂閥與進氣閥打開。然后壓縮空氣將進入所有輸灰泵，將灰通過管道輸送到灰?guī)臁?當物料被輸送至灰?guī)旌?，發(fā)出輸送管道壓力下降的信號，輸送空氣閥關閉，完成一次循環(huán)。當系統(tǒng)停止及處于待料狀態(tài)時，濃相MD泵應是空的并且處于零壓力狀態(tài)。圓頂閥是采 用充氣密封方式。在控制氣源壓力不

27、能滿足要求時，圓頂閥不能封閉。每臺 M泵都配有就 地氣控箱，盤內裝有與本泵相關的電磁閥、壓力開關。遠方控制由 PLC空制。主控畫面包括 控制、指示和報警信息。（2）型號說明MD泵的規(guī)格種類很多，多以 A/B/C表示；例80/12/8 MD泵。A :該泵的容積，以立方英尺為單位。80即為80立方英尺，約為2.3立方米。B:該泵的入口閥公稱尺寸,以英尺為單位。12即為12英尺，為300毫米。C :出口管道的尺寸，以英尺為單位。8即為8英寸，為200毫米。（3）MD泵的結構進料圓頂閥壓力舷空氣闋流化空咒閥初妬輸送空氣陶樣蔥圓頂閥壓力 七a靛壓力園圖4-1 MD結構圖注：出料圓頂閥只有出口倉泵配置42

28、2 MD泵的分類及組成1. 主MD泵由入口圓頂閥、排氣圓頂閥、主輸送空氣管路、流化空氣管路組成。2. 出口 MDS由入口圓頂閥、排氣圓頂閥、出口圓頂閥、流化空氣管路、泵后氣管路組成3. 每臺MDS設計有泵內高料位計，泵間管道設計有泵間補氣管路。4. 在每個進氣管路上，有用于調整氣量的節(jié)流孔板。5. 在每個進氣管路上，有用于氣流和防止灰倒流的逆止閥。4.2.3 MD泵運行條件：（與）1 .輸送管道壓力小于0.03 MPa。2. （在運行狀態(tài)下）泵內沒有高料位信號。3. 泵入口和排氣圓頂閥關閉并且密封。4. 輸送目標灰?guī)煊锌臻g可用。5主電控制屏上的啟動、停止、吹掃開關置于“啟動”或者“吹掃”位置6

29、. 輸送供氣源壓力大于0.55Mpa。424觸發(fā)輸送循環(huán)條件：（或）1 啟動按鈕被按下；2 設定的循環(huán)周期時間到；3 除塵器灰斗中的料位計被覆蓋；4.3本課題設計的MD泵4.3.1本課題設計的MD泵工作步驟：以一電場8臺倉泵一組為例，圖中省略中間六臺倉泵；1. 當循環(huán)間隔時間到時或灰斗高料位觸發(fā)（倉泵料位計未被覆蓋），所有進料圓頂閥 通過相應的電磁閥線圈得電后打開倉泵處于進料狀態(tài)，此時出口圓頂閥關閉。由 于排氣圓頂閥和進料圓頂閥使用同一個氣控閥，所以排氣閥也同時打開。受重力的作用，灰斗內的積灰落入泵內。圖4-2進料狀態(tài)2. 當落料定時器到時或一個或多個泵內料位計觸發(fā)信號，延時5秒，為了讓飛灰充

30、滿整個倉泵，定時到后，所有進料閥和排氣閥通過相應的電磁閥線圈失電后關閉。圖4-3充滿狀態(tài)3. 當所有入 封信號后，管路出口圓頂閥打開，啟動輸送空氣閥延時開啟定時器延時5s，開啟輸送空氣閥、初始輸送空氣閥、流化空氣閥，流化和輸送同時進行。圖4-4輸送狀態(tài)4. 當輸送壓力低于設定的結束壓力（0.03MPa后，延時20秒后，所有泵的主輸送空 氣閥和流化空氣閥通過相應的電磁閥線圈失電關閉，此次的輸送結束；灰斗位于儲灰狀態(tài) 待條件滿足時，開始新的輸送循環(huán)。圖4-5灰斗儲灰狀態(tài)432程序自動疏通若在輸送中，輸送壓力高于設定的壓力值，主輸送空氣閥、主流化空氣閥、倉泵的流 化空氣閥、出口泵的空氣閥將通過相應的

31、電磁閥線圈失電依次關閉；但輸送壓力下降到設 定值時，上述閥將陸續(xù)通過相應的電磁閥線圈和得電打開，直到輸送壓力符合輸送完成的數(shù)值要求。在設計中，關閉所有進氣閥的壓力為0.35MPQ重新打開上述閥門的壓力為0.15MP& 在調試中，將根據(jù)實際情況對上述的 3個值（既結束壓力、關閉進氣閥壓力、重新打開 進氣閥壓力）有所調整和增加設置。4.3.3聯(lián)鎖和保護MD泵報警條件：（1）入口和排氣圓頂閥未開啟報警定義：當入口圓頂閥開啟，電磁閥得電時間超過 5秒，但其中一個或多個圓頂閥密封 壓力仍大于0.5MP&控制方式：只進行可視報警。（2）入口和排氣圓頂閥未關閉和未密封報警定義：入口圓頂閥開啟電磁閥失電時間超

32、過 5秒，但其中一個和多個圓頂閥密封壓力 仍小于0.5MP&控制方式：可視報警并且輸送循環(huán)的啟動進程被禁止。（3）出料圓頂閥未開啟報警定義：管路圓頂閥關閉電磁閥失電時間超過 5秒，但密封壓力仍然大于0.5 MPa?？刂品绞剑嚎梢晥缶⑶已h(huán)進程被禁止。（4）出料圓頂閥未關閉和未密封報警定義：管路圓頂閥關閉電磁閥得電時間超過 5秒，但密封壓力仍小于0.5 MPa?？刂品绞剑褐贿M行可視報警。（5）輸送循環(huán)失敗報警定義：循環(huán)監(jiān)視定時器已經完成，但是一次輸送循環(huán)仍在進行中?；蛘撸狠斔蛪毫Υ笥?.03 MPa，并且沒有輸送循環(huán)在運行過程中?？刂品绞剑褐豢梢晥缶⑶掖笥?.03 MPa輸送循環(huán)啟動被禁止。

33、（6）灰?guī)鞚M報警定義：灰?guī)靻J料位計被覆蓋?？刂品绞剑嚎梢晥缶⑶彝Ｖ瓜到y(tǒng)運行當相應輸灰管上的灰?guī)欤ㄖ复溯斔蛦卧锪献罱K進入的灰?guī)欤└吡衔粓缶瘯r，此輸灰管上所有的輸送 單元將停止輸送。但在某一輸送單元輸送過程中出現(xiàn)灰?guī)旄吡衔粫r，輸送系統(tǒng)將在完成這一輸送過程后自動停止這一輸灰管上所有的輸送單元的輸送，直至灰?guī)旄吡衔粓缶?，系統(tǒng)才會自動恢復輸送。但可通過灰?guī)鞖鈩忧袚Q閥將此輸送單元切換到其它灰?guī)熘衼砝^續(xù)輸送。5倉泵的PLC控制設計5.1 S7-200 介紹(1) 定義S7-200是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān) 測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在

34、獨立運行中，或相連成網絡皆 能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。(2) S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： 極高的可靠性 極豐富的指令集 易于掌握、便捷的操作 豐富的內置集成功能 實時特性 強勁的通訊能力 豐富的擴展模塊(3) S7-200系列的型號 CPU 221本機集成6輸入/4輸出共10個數(shù)字量I/O點。無I/O擴展能力。4個獨立的30kHz 高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出。1個RS485通訊/編程口，具有PPI 通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 CPU 222本機集成8輸入/6輸出共14個數(shù)字量I/O點，可連接2個擴展模塊。6

35、K字節(jié)程 序和數(shù)據(jù)存儲空間。4個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出。 1個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 CPU 224本機集成14輸入/10輸出共24個數(shù)字量I/O點。可連接7個擴展模塊，最大擴 展至168路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6 個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。1 個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 CPU 224XP本機集成14輸入/10輸出共24個數(shù)字量I/O點，2輸入/

36、1輸出共3個模擬量I/O 點，可連接7個擴展模塊，最大擴展值至168路數(shù)字量I/O點或38路模擬量I/O 點。20K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間，6個獨立的高速計數(shù)器(100KHz，2個100KHz 的高速脈沖輸出，2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自 由方式通訊能力。 CPU 226本機集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O點?？蛇B接7個擴展模塊，最大擴 展至248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6 個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2 個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)

37、議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。(4) 應用領域S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代 繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測， 自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán) 境保護設備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調，電梯 控制。(5) 主要特點可靠性高，抗干擾能力強；適應性強，應用靈活；編程方便易于使用；功能強， 擴展能力強；PLC控制系統(tǒng)設計安裝調試方便；維修方便，維修工作量少； PLC體積 小,重量輕，易于實現(xiàn)機電一體化(6) PLC的工作方式循環(huán)掃描的

38、工作方式，掃描周期一般也就是幾毫秒，幾十毫秒，最多不會超過100 到200毫秒。(7) PLC的硬件組成CPU單元：有運算器，控制器，寄存器存儲器單元：只讀存儲器，ROME EPRO；電可擦出存儲器EEPROMI/O 口：數(shù)字量，模擬量 外設與通訊接口：最基本的接口為串行口 RS-4855.2 MCGS介紹(1) MCG定義MCGS(Mo nitor and Con trol Gen erated System) 是由北京昆侖通態(tài)自動化軟件公司開 發(fā)的一套基于Windows平臺，用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。MCG能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程

39、控制、 動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網絡等功能。MCG軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。組態(tài)環(huán)境是生成應用系統(tǒng)的工 作環(huán)境，用戶在組態(tài)環(huán)境中完成動畫設計、設備連接、編寫控制流程、編制工程打印報表 等全部組態(tài)工作。運行環(huán)境是用戶應用系統(tǒng)的運行環(huán)境，進行各種處理，完成組態(tài)設計的 目標和功能。也就是，您在組態(tài)環(huán)境中根據(jù)您要達到的控制要求去設計，運行環(huán)境運行您 設計好的組態(tài)工程。(2) MCGS勺組成MCG組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行 策略五部分構成。主控窗口 ：是工程的主要窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一個設備窗口和多個用戶窗口， 負責調

40、度和管理這些窗口的打開或關閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程名稱，編制工程 菜單，設計封面圖形，確定自動啟動的窗口，設定動畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名 稱及存盤時間等。設備窗口：是連接和驅動外部設備的工作環(huán)境。在本窗口內配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設備，注冊 設備驅動程序，定義連接與驅動設備用的數(shù)據(jù)變量。也就是，您要在設備窗口中選擇您所 有連接的控制器（如PLC變頻器，儀表等）的型號，并設定您從設備中讀取哪些變量（如PLC 中的寄存器D0）。用戶窗口：本窗口主要用于設置工程中人機交互的界面，諸如：生成各種動畫顯示畫面、報警輸 出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。也就是，您所要顯示的控制界面。實時數(shù)據(jù)庫：是工程各

41、個部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心。在本窗口內定義不同類型和名稱的變量，作 為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動畫連接及設備驅動的對象。也就是，您要在實時數(shù)據(jù)庫 里定義一些變量與您所要控制的設備中的變量一一對應，以備您建立的各個用戶窗口調用。當然也可以根據(jù)您的需要建立一些中間變量來存放計算的過渡值或是臨時狀態(tài)。運行策略：本窗口主要完成工程運行流程的控制。包括編寫控制程序 （腳本程序），選用各種功能 構件。比如，當您做的監(jiān)控界面有一段說明文字是根據(jù) PLC的兩個輸入點閉合的情況分別 顯示不同的內容，您就要在運行策略窗口做一個 if.the n 判斷。（3）MCG軟件的分類：嵌入版組態(tài)軟件：嵌入版處于整個監(jiān)控系

42、統(tǒng)最下層的組態(tài)軟件，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、前端數(shù)據(jù)的 處理與控制。與其他相關的硬件相結合，可以快速、方便地開發(fā)成各種用于現(xiàn)場采集、數(shù) 據(jù)處理和控制的設備。通用版組態(tài)軟件：通用版屬于監(jiān)控系統(tǒng)中層的組態(tài)軟件，主要完成通用工作站的數(shù)據(jù)采集和加工、實時 和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出等日常性 監(jiān)控事務，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，能方便的代替大量的現(xiàn)場工作人員的勞動和完成對現(xiàn)場的自動 監(jiān)控和報警處理，隨時或定時的打印各種報表。網絡版組態(tài)軟件：網絡版處于整個監(jiān)控系統(tǒng)中最上層的組態(tài)軟件，主要完成整個系統(tǒng)的信息收集和發(fā)布， 即把位于其監(jiān)控之下的所有監(jiān)控站點的數(shù)據(jù)通過各種復雜的網絡

43、結構，最終集中在網絡服 務器中，并把所有的數(shù)據(jù)在服務器中統(tǒng)一管理和保存，通過Web瀏覽的方式向各個采集站點發(fā)布，使位于辦公室的部門直觀地看到現(xiàn)場的工作情況。（4）MCGS勺與設備無關概念： 無論您使用PLC儀表、還是使用采集板等設備，在進入工程現(xiàn)場前的組態(tài)測試時, 均采用模擬數(shù)據(jù)進行，等測試合格后，再進行與設備連接。5.3 PLC工藝流程圖5.3 PLC工藝流程圖延時5SV0.1收到排氣圓頂閥B密封信號定時5S到V0.21、2、3、進料圓頂閥A/排氣圓頂閥A關閉 進料圓頂閥B/排氣圓頂閥B關閉收到進料圓頂閥A密封信號 收到排氣圓頂閥A密封信號 收到進料圓頂閥B密封信號1、料物填充時間900S到

44、2、料位計A觸發(fā)3、料位計B觸發(fā)啟動按鈕按下循環(huán)周期時間1060S到除塵器灰斗的料位計被覆蓋進料圓頂閥A/排氣圓頂閥A幵啟 進料圓頂閥B/排氣圓頂閥B開啟 出料圓頂閥關閉循環(huán)監(jiān)視定時器T37開始計時初始狀態(tài)時間到，且滿足M泵的啟動條件出料圓頂閥打開啟動輸送空氣閥延時開啟定時器（當進料圓頂閥開啟，電磁閥得電時間超過5 秒，但其中一個或多個圓頂閥密封壓力仍大于0.5MP時，V0.0動作）（管路圓頂閥關閉電磁閥得電時間超過5 秒，但密封壓力仍小于0.5 MPa, V0.3動作）壓力下降到0.15MP輸送空氣閥開啟 初始輸送空氣閥開啟 流化空氣閥開啟主輸送空氣閥 主流化空氣閥 流化空氣閥 岀料圓頂閥

45、依次關閉輸送壓力高于0.35MPV1.0監(jiān)視時間到，V0.4動作?；蛘呋?guī)鞚M報 警，V0.5動作輸送壓力低于0.03MP延時20S延時時間到V1.0所有泵主輸送空氣閥和流化空氣閥關閉注：如果不按停止按鈕，則倉泵一直工作下 去；如果按下停止按鈕，則不管何時按，倉泵 最終都要停止在原始位置。再次按東啟動按鈕 后，系統(tǒng)可以從頭開始循環(huán)工作。V1.0是選擇 條件，選擇回到原點還是繼續(xù)循環(huán)下去5.4 I/O 測點啟動按鈕I0.0停止按鈕I0.1倉泵料位計AI0.2倉泵料位計BI0.3除塵器灰斗中料位計I0.4輸送壓力低于0.03MPI0.5輸送壓力高于0.35MPI0.6輸送壓力低于0.15MPI0.7

46、進料圓頂閥A密封壓力信號I1.0排氣圓頂閥A密封壓力信號I1.1進料圓頂閥B密封壓力信號I1.2排氣圓頂閥B密封壓力信號I1.3出料圓頂閥密封壓力信號I1.4MD泵的啟動條件滿足I2.0報警復位按鈕I3.0進料圓頂閥A/排氣圓頂閥AQ0.0出料圓頂閥Q0.1進料圓頂閥B/排氣圓頂閥BQ0.2輸送空氣閥Q0.3初始輸送空氣閥Q0.4主流化空氣閥AQ0.5流化空氣閥BQ0.6進料和排氣圓頂閥未開啟報警信號V0.0進料和排氣圓頂閥未關閉和未密封報 警信號V0.1出料圓頂閥未開啟報警信號V0.2出料圓頂閥未關閉和未密封報警信號V0.3輸送循環(huán)失敗報警信號V0.4灰?guī)鞚M報警信號V0.5注：倉泵A為主泵，

47、倉泵B為出口泵密封壓力大于 0.5MPa, I1.0、I1.1、I1.2、I1.3 岀 1密封壓力小于 0.5MPa, I1.4岀15.5PLC程序的編寫10.2II10.3IIS0.2(SCRT)(SCRE) S0.2SCRS0.2T39TON50T39I2.0I I I I(SCRE)S0.3SCRS0.3Q0.0T40=I I5011.011.011.1(SCRT)V0.1 *( S )I1.3S.4S0.3(SCRT)S0.0I II II II I (SCRT)(SCRE) S0.4SCRI0.7I I(SCRE)SM0.0200T42I IS0.4(SCRT)S0.6SCRT42T

48、ONS0.7(SCRT)(SCRE) S0.7SCRS0.0(SCRT)V1.0I / IV1.0I IS0.1(SCRT)13.0(SCRE)V0.0PLC分析1、準備階段口 付m地址啟功IO.Q啟動按謝Hit而|11止扌論注：如果不按停止按鈕，則倉泵一直工作下去；如果按下停止按鈕，則不管何時按，倉泵 最終都要停止在原始位置。再次按動啟動按鈕后，系統(tǒng)可以從頭開始循環(huán)工作。V1.0是選擇條件，選擇回到原點還是繼續(xù)循環(huán)下去。T37是循環(huán)監(jiān)視定時器。2、進料階段的程序網第2SMO.O6aoSCR冋絡4ISOOIMTONI1DGOO-PT100 tmT37啟動IS0.1SCRl)T37除塵器換斗中糾

49、“符號地址注釋I餘塵器換斗中料位計I04I0.0啟幼按齟網絡6SCRE)S0.1SCRS0.1進糾區(qū)n眾卻排”TT1進料圓頂閥E4T_C S )1出料區(qū)I頂閥T R)1符號1地證注會出料圓頂閥Q0.1QOO逬料圓頂閥B/ffi氣Q0.2網貉gINTOMFT10il mtT3B9000 符EI地址進料IS頂陰A/排汽 Q0.OQC.2:1S冋絡10I遊斜團頂岡朋廣遴材園頂閔4乏理遷蚪抽琲三囤T H-K )1排氣圓頂閥日密葫苻號地址逹釋1I龐更嗣;匾曰血V0.0進料圓頂閥血用氣Q0.0逬料圓頂閥a密封壓11.0進料園頂閥卿汽QC.2進料圓頂閥B密封壓H-2排氣團頂閥A密封壓n.i排氣團頂閥B密封壓J1.3網絡11出糾團頂閥出料圜頂閥密封“出斜圜頂閥未關T I( )11出料圓頂閥QD出斜區(qū)頂鶴巒封壓11.41園頂閥未關閉-V0JS0.2$CRT)T389(M)0倉泵物料閥AT I-倉泵軸位計rT HJWf O 付T地址注釋倉秦料檢計B10.3倉泵物料解10.2網絡13SCRE)3、流化和輸送階段SO. 2SCR網銘1530.2T39網絡1450- PT 101) ms網絡1CT392泵的啟動條紐50.3| 3CfiT)n付r饉止注釋IMD泵的啟動