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可编程控制器在焙烧炉燃烧站中的应用

发布于:2007-04-02 17:30:02 来自:电气工程/工业自动化 [复制转发]
1 引言
可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC或PC,是一种以微处理器为核心器件的过程控制装置,主要用于生产过程中按时间顺序控制或逻辑控制的场合,以取代复杂的继电器控制装置。PLC一般采用梯形图(LAD)、功能块图(FBD)、指令表和顺序功能表图(SFC)编程,可以方便地通过改变控制程序实现系统的改进和扩充,不必改变硬件设备,具有良好的柔性。它从最初的逻辑控制、顺序控制已发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通讯及PID回路调节等功能的现代PLC。PLC系统与通用计算机可直接或通过通讯处理单元、通讯转接器相连构成网络,以实现信息的转换,构成分布式控制系统,系统可由一台计算机与多台PLC构成,以便完成较大规模的复杂控制。它以构成简单、编程简单、可靠性高、有优良的抗干扰能力,适用于恶劣的工业环境等特点,越来越得到广泛的应用。
某厂3#焙烧炉采用丹麦史密斯公司的气态悬浮焙烧炉。焙烧炉是将含水分的氢氧化铝经高温焙烧成工业用氧化铝,它的热能来自四套燃烧站,分别为干燥热发生器、启动热发生器、点火燃烧站和主燃烧站。四套燃烧站都采用德国西门子S5—95U小型可编程控制器,与Honeywell 的TPS系统连接构成整个控制系统。下面以3#焙烧炉的干燥热发生器为例来说明了编程控制器在焙烧炉的应用。

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  • 会飞的海豚
    5功能块的应用
    5.1 功能块的特点
    功能块可用处理器的全部操作指令系统对一个功能块编程,只能用语句表对功能块编程和存档,可用图形表示,可给功能块赋参数,功能块具有名称等特点。因此,功能块可充分利用处理器,但另一方面,功能块不如程序块那样容易编程。
    5.2 功能块的编程
    功能块采用语句表用编程器来编程。功能块分为两大类:即带块参数的功能块和不带功能块的功能块。无块参数的功能块编程在本质上同程序块的编程基本一样,随着编程器提示,输入功能块名(包含8个以内的字符)。带块参数的功能块,则在输入块名以后应该指定这些块参数的名字、参数类型和数据类型。当所有块参数都引入后,再用控制功能的编程继续输入。
    5.3 标准功能块的应用
    标准功能块都集成在CPU操作系统中,执行速度极快,且不占用户存储空间,常用的标准功能块有模拟量读入功能块FB250 RLG: AE、模拟量输出功能块FB251 。此外,可编程在运算过程中经常还会用到16位定点码变换器FB241
    COD:16、16位二进制乘法FB242 MUL:16、16位二进制除法FB243 DIV:16、定点数到浮点数转换FB15、浮点数到定点数转换 FB16、浮点数相乘FB19、浮点数相除FB20等标准功能块。还有一种由用户编程的功能块,如V02调节阀自动增减功能块FB21和FB22。

    6结束语
    实践证明,PLC是实现现场自动化的理想控制器。它的体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点特别是高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力,更是得到用户的好评。作为从事工业自动化的技术人员,不但要熟悉各种控制系统的原理和结构,而且还要了解控制对象的工艺过程和控制要求。只有这样,才能设计、安装调试和维护好工业自动控制系统,确保氧化铝生产过程安全和经济稳定运行。
    2007-04-02 17:32:02

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  • 会飞的海豚
    4控制功能的实现
    4.1 顺序控制及逻辑控制
    顺序控制是可编程控制器的主要功能。以前顺序控制是采用继电器、计数器、阀门等机诫设备来实现。S5—95U利用最基本的逻辑元素和运算来实现逻辑控制功能,利用定时器、记时器来实现时间控制功能。干燥热发生器的程序包括主顺序程序块、风门电机(M11/M12)控制程序块、阀门(V02/V03/V04)控制程序块、煤气捡漏控制程序块、报警联锁程序块、模拟量的处理等几部分程序。
    主程序循环扫描,通过主程序调用其它程序。
    现场报警会引起启动过程中断。如电机M12报警、阀V03 V04 V05报警、火焰报警、点火枪位置报警、点火枪电磁阀报警等。过程报警会引起停车。如煤气压力P05报警、煤气流量报警、燃烧风流量报警等。报警信号不仅输出到继电器,同时也输出到可编程控制器的控制面板的指示灯。
    干燥热发生器的起停与焙烧炉其它设备有联锁,该联锁通过TPS系统中IPC620的逻辑控制实现,并直接输出到可编程控制器的联锁指示灯。
    4.2 模拟量的控制及处理
    4.2.1 V02阀定位器控制,通过TPS自控系统中回路调节来实现
    V02阀在点火过程中,都处在启动位置,燃烧运行后,通过系统给定值来自动增减阀门,实现自动调节。
    4.2.2 燃烧风风门的控制,通过S5—95U可编程控制器实现
    燃烧风风门的控制是根据检测的煤气流量值,经模拟量处理后,按一定的对应关系,由S5—95U计算出风门开度,然后输出到风门。具体处理过程如下:
    A 煤气检测流量FT01(脉冲信号)转换成煤气流量(电流信号)
    B 煤气流量值的修正
    C 据修正后的标准流量FI01计算出风门控制量FC11
    4.2.3 模拟量的处理
    S5—95U可编程控制器只做定点运算,它的结构相对比较简单,但程序设计比较麻烦。在解决实际问题时,为不导致定点数溢出,必须在编制程序时,为参加运算的数选择适当的比例因子,使参加运算的数和中间结果的绝对值都符合定点表示法的形式,算出的得数还需程序人员还原。它的数字量一般都是二进制码的16位定点数,可以直接使用STEP5操作进行加减和比较运算。而标准功能块则用于这些值的乘除运算。所有模拟量的读入和输出都通过模拟输入输出模板和标准功能块FB250读入和FB251输出,其数据都存入数据块中。模拟输入模板把模拟过程信号转换成CPU能够处理的数字值,模拟输出模板则实现相反的功能。如模拟输入量有煤气压力P05、煤气流量F01、风流量FT11、阀位反馈值、
    煤气温度T01、煤气压力P01等,模拟输出量有阀位设定ZY01、面板显示的流量值FI01、面板显示风流量FI11等。
    2007-04-02 17:32:02

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