|
EC系列PLC在垃圾焚燒、處理系統(tǒng)中的應用
摘要：介紹以科威EC系列PLC為主要控制器的垃圾焚燒、處理系統(tǒng)方案，通過CAN總線組網(wǎng)來實現(xiàn)分類控制。
關鍵詞：EC系列PLC；CAN總線；控
1 引言：
垃圾焚燒的控制是一個典型的過程控制,目前用于過程控制的主要有簡單的單回路儀表控制、工控機(IPC)、可編程控制器(PLC)以及DCS。
本文采用科威EC系列PLC作為系統(tǒng)控制核心,以軟件設計為主,詳細論述黃石醫(yī)療垃圾焚燒站焚燒爐系統(tǒng)的順序控制及燃燒過程控制的實現(xiàn)過程。
2 基本要求：
1) 所有自動控制系統(tǒng)均設手動、自動切換、轉(zhuǎn)換開關，即既可自動也可手動兩種模式。
2) 所有按鈕帶指示燈，開機、停機顏色區(qū)分。
3) 凡涉及自動控制設定值應隨機可調(diào)整。
4) 除喂料自動控制，就地設置和單獨控制系統(tǒng)外，其余控制和顯示集中在焚燒爐+5m 操作臺控制室內(nèi)的電控柜內(nèi)。
3 系統(tǒng)方案
3.1系統(tǒng)結構
1．科威EC-20M20R、EC-24M24R、EC-08M08R-04H04B PLC，加上FEX-4AD擴展實現(xiàn)手動、自動切換、轉(zhuǎn)換開關以及全自動焚燒控制過程。
2．計算機通過RS232與主站PLC的RS0口連接，平板電腦用過485與PLC的RS1口連接，所有手動操作、參數(shù)設定、開關狀態(tài)均通過平板電腦實現(xiàn)。
3．系統(tǒng)框圖
3.2、系統(tǒng)簡介
(一)、 醫(yī)廢垃圾提升至+12m 操作平臺
1、擬采用工業(yè)電梯或電動葫蘆提升機
2、電器控制為單獨控制系統(tǒng)，方式為：手動、限位、升降（正反轉(zhuǎn)）
3、由電梯廠提供單獨專用電控柜
(二)、 投料部分（采用PLC 控制單元方式）
采用翻箱機裝箱扣牢后啟動遠程按鈕 PLC 自動控制，一級推板機和二級推進破袋機工作
1、裝箱扣牢后啟動遠程按鈕PLC 工作
2、一級推板機退出（暫設）10 秒后
3、翻箱機翻箱10 秒后，控制自動返回
4、一級推板機推進關閉8 秒后
5、二級推進破袋機退出8 秒后
6、二級推進機破袋機推進8 秒關閉
1—6 為一個工作程序
控制要求：
⑴ 初始狀態(tài)：翻箱機不動，一級密封推板、二級推進破袋機全部處于關閉狀態(tài)；
⑵ 當翻箱機翻箱時，一級密封推板打開，二級推進破袋機處于關閉；
⑶ 箱內(nèi)物料倒完后，一級密封推板板關閉，二級推進破袋機退出，打開落料后即時推進關閉；
上述⑵～⑶為1 個工作程序，時間45～60 秒如此反復，主要考慮以時間控制并可調(diào)整。
(三)、布料機（人工控制）不進入PLC
采用手動、開停機、正反轉(zhuǎn)方式根據(jù)焚燒爐焚燒狀況，人工調(diào)整調(diào)速儀，改變布料機轉(zhuǎn)速。
配套： 3KW（調(diào)速電機） 1 臺
(四)、 二燃室助燃部分控制（采用 PLC 控制單元方式）
由測溫熱電偶→儀表輸出→PLC 自動控制油管電動閥和噴油燃燒器啟動工作和關機。
配套：全自動常鼓風燃油燃燒4 臺，熱電偶及帶信號輸出溫度顯示儀2 套）
○1 該機自身可與爐膛溫度傳輸?shù)綔囟蕊@示儀設定的上限值時溫度與下限值溫度連接，實現(xiàn)溫度高于上限值，則自動停止噴油燃燒；溫度低于下限值時，則自動啟動燃燒器點火噴油燃燒。
○2 過渡油箱進油管裝設油位控制器及常閉式二位二通電磁閥，當油位到下限值需進油時，自動通電閥開進油，到油位上限時，斷電閥關閉。
(五)、一燃室裝（0～1300℃ L=1200mm）測溫熱電偶1 套（僅顯示爐膛溫度）
不進入 PLC
(六)、焚燒爐卸渣及出渣刮板機(手動聯(lián)鎖控制方式) 不進入PLC
1、焚燒爐卸渣配套： 4KW 調(diào)速電機
2、刮板機配套： 2.2KW 電機
3、控制說明：
A、出渣刮板機與焚燒爐卸渣傳動，聯(lián)鎖控制。即須先開刮板機后才能啟動卸渣傳動，卸渣傳動停后，才能停刮板機。
B、刮板機因故障停時，焚燒爐卸渣自動立即停。
4、操作時應由爐工根據(jù)一燃室的渣層高度及爐床通風實際情況，確定是否需要卸渣或松動渣層，而啟動和停止卸渣和出渣。
(七)、 一次風機（采用手動控制方式） 不進入 PLC
1、風機型號：9-19No5A 右0° 功率： 11KW 電機
2、風機進口裝：電動蝶閥，蝶閥配電液推桿，推力：100kg，行程：150mm
3、風機設開停按鈕，啟動后連續(xù)運轉(zhuǎn)，根據(jù)焚燒爐一燃室燃燒熱解狀況僅調(diào)節(jié)電動蝶閥閥板開度，調(diào)節(jié)供風量。
4、蝶閥開度使用按鈕正反轉(zhuǎn)、點動調(diào)節(jié)。
5、與尾排風機故障停機聯(lián)鎖：即當尾排風機出現(xiàn)故障停機時一次風機同時停機。
(八)、 二次風機（PLC 控制單元方式）
二次風機采用在線監(jiān)測的 CO 指標，由監(jiān)測儀表輸出→PLC 自動控制二次風機的電液蝶閥調(diào)整閥門的大小。
風機型號：9-19№4.5A 右 90 度；功率： 7.5kw
風機進口裝電動蝶閥，配套電液推桿，推力100kg，行程150mm。
風機自身設置開、停按鈕，PLC 控制主要是調(diào)節(jié)蝶閥閥門開度，控制進口風量；
控制調(diào)節(jié)依據(jù)：根據(jù)在線監(jiān)測的CO 值反饋給PLC 自控系統(tǒng)，當CO＞70mg/m3 時 (應可調(diào))，閥門開度加大，增加風量；當CO＜60mg/m3 時(應可調(diào))，閥門開度減小，減少風量。與尾排風機故障聯(lián)鎖，即尾排風機故障停機時，二次風機同時停。
(九)、焚燒爐出口（即螺旋熱氣交換器進口）不進入 PLC
裝0～1300℃ L=600mm 測溫熱電偶及溫度顯示儀1 套（僅顯示溫度）。
(十)、螺旋熱氣交換器 不進入 PLC
自身無動力檢測控制設施
(十一)、冷煙氣加熱器（僅顯示煙氣溫度） 不進入 PLC
高溫煙氣進口處裝（0～1300℃ L=600mm）測溫熱電偶及溫度顯示儀 1 套
加熱煙氣出口處裝（0～200℃ L=300mm）測溫熱電偶及溫度顯示儀 1 套
(十二)、熱水交換器 不進入 PLC
自身無動力監(jiān)測控制設施
僅人工調(diào)節(jié)進水閘閥，控制進水量
管道上配： 管道泵一臺，電機 2.2KW
當水壓低，供水不足時，人工啟動管道泵開或停。
(十三)、Ⅰ級急冷洗氣塔（PLC 自動控制單元方式）
采用出口測溫（＜200℃）熱電偶儀表輸出→PLC 自動控制水管電動閥工作調(diào)整水量
配套設備：
⑴ 耐酸堿離心泵，功率： 5.5kw，流量15立方/小時，揚程30M；1臺。
⑵ 兩層螺旋噴咀管網(wǎng)，進水管上裝設電動閥門1 臺；
⑶ 0～800℃ L=1200mm 熱電耦、帶輸出信號溫度顯示儀各1 套；
控制要求：
以一級急冷洗氣塔出口煙氣溫度≤200℃為界線；當出口煙氣溫度≥190℃時，由測溫儀表反饋給PLC 系統(tǒng)自控器指令閥門開大，增加水流量降溫，反之則閥門關小。
十四)、ⅠⅡ級急冷及洗滌脫酸塔座（僅顯示煙氣溫度）不進入PLC
裝設 0～600℃ L=1200mm 測溫熱電偶及溫度顯示儀1 套
(十五)、Ⅱ級洗滌脫酸塔（PLC 自動控制單元方式）
采用在線監(jiān)測二氧化硫指標儀表輸出→PLC 自動控制堿液水管電動閥工作調(diào)整堿液量
配套設備：
⑴ 配用2 臺耐酸泵，管網(wǎng)連通；
⑵ 兩層螺旋噴咀管網(wǎng)，進水管上裝設電動閥門1 臺；
⑶ 0～800℃ L=1200mm 熱電耦、帶輸出信號溫度顯示儀各1 套；
控制要求：
⑴ 主要依據(jù)在線監(jiān)測反饋的SO2 數(shù)據(jù)；以SO2 值250mg/m3（并可調(diào)整設定）為上限值；
⑵ 當在線檢測儀監(jiān)測SO2 超過上限值時，信號反饋給PLC 系統(tǒng)自控器指令閥門開大，增加洗滌堿液流量，低于此值時閥門關小，減小堿液流量；
⑶ 同時要兼顧考慮洗滌塔煙氣出口溫度，以50℃（可調(diào)整設定）為上限，高于上限值時，自控器指令閥門開大，低于此值時則關小。出口處配備0～200℃ L=300mm 熱電偶及溫度顯示儀。
(十六)、冷凝脫水塔（人工控制調(diào)整閘閥）人工啟動水泵1 臺，不進入PLC
綜合Ⅰ級急冷洗氣塔水泵管網(wǎng)，自身無動力監(jiān)測設施
僅人工分別調(diào)節(jié)進水閘閥，控制冷水流量。
(十七)、冷凝脫水、干燥吸附塔座（僅顯示煙氣溫度）不進入PLC
裝設 0～200℃ L=1200mm 測溫熱電偶及溫度顯示儀1 套
(十八)、干燥吸附塔（僅顯示出口溫度）不進入PLC,無動力設備
1、內(nèi)部裝填各種吸附材料，根據(jù)情況定期人工交換
2、出口處裝0～200℃ L=300mm 測溫熱電偶及溫度顯示儀1 套
(十九)、活性碳噴吹裝置（手動控制啟動和停止）不進入PLC
配套設備：
1、擺線針輪減速電機550W 1 臺
2、手動閘閥 1 只
采用人工啟動開停按鈕，控制小螺旋喂入活性碳粉，壓縮空氣噴送入干燥吸附塔內(nèi)，用氣量由人工手動調(diào)節(jié)。
(二十)、除塵器進口冷風蝶閥（PLC 自動控制單元）
采用測溫熱電偶儀表輸出→PLC 自動控制冷風閥的電動蝶閥開和。
配套設備：
1、氣缸1 臺，4V310 電磁閥1 只
2、0～200℃ L=300mm 熱電偶及帶輸出信號溫度控制儀1 套
3、以除塵器進口煙氣溫度為依據(jù)，設定溫度的上、下限值（一般情況下，上限值95℃，下限值75℃）為準。（應可調(diào)整）當進除塵器煙氣溫度高于 95℃上限值時，PLC 指令冷風蝶閥打開冷風摻進降溫，并進行高溫報警，低于95℃上限值時，則關閉冷風蝶閥，停止高溫報警。
4、當進除塵器煙氣溫度低于75℃下限值時，發(fā)出低溫報警信號及聲響。
(二十一)、袋式除塵器（PLC 自動控制單元）
氣箱脈沖袋式除塵器為離線清灰方式，采用定時制式PLC 自動控制各室提升閥開閉及電磁閥脈沖寬度分室輪番清灰，脈沖寬度、清灰間隔、清灰周期應可調(diào)。作為系統(tǒng)而言，減少布袋粘塵，減少濾袋阻力，主要是防止溫度過低結露糊袋和高溫燒毀濾袋及防腐層。
另：除塵器自身需要配備
⑴電磁脈沖閥5 臺
⑵氣缸5 臺
⑶電磁閥5 臺
出灰螺旋手動控制開、停。不進入PLC，功率1.5KW
采用設定時間，按5 室輪換工作（見PLC 程序編程）
(二十二)、尾排風機（PLC 自動控制）
配備：
⑴ 尾排風機：型號9-26№5.6A 左0°；功率： 30kw；數(shù)量：1 臺
⑵ 電動蝶閥 1 臺，配套執(zhí)行機構： 電液推桿，功率370W/380V；
控制要求：
⑴ 風機自身設開停按鈕及故障停機報警，PLC 控制主要是保障系統(tǒng)均呈負壓狀態(tài)運
行，依據(jù)焚燒爐進料口處裝設的正、負壓電接點壓力表（負壓值可調(diào)）進行調(diào)節(jié)蝶閥開度，增大或減少抽風量；
⑵ 當出現(xiàn)正壓或負壓不足時，PLC 指令蝶閥開大；
⑶ 當負壓過大時，PLC 指令蝶閥關小；
⑷ 當?shù)y開至最大進料口仍出現(xiàn)正壓，則發(fā)出報警信號；
⑸ 尾排風機與一次、二次風機緊急排放閥實行超壓故障停機連鎖并發(fā)出聲光報警，即當尾排風機蝶閥開至最大，進料口仍呈正壓狀態(tài)時，則緊急排放閥迅速自動打開，一、二次風機同時停機并報警。
⑹ 當尾排風機出現(xiàn)故障時，一二次風機立即停機。
(二十三)、防爆緊急排放閥（PLC 自動控制單元）
配套：
⑴ 緊急排放煙囪管上裝設氣動蝶閥配SC50*150 氣缸，4V310 型220V 電磁閥1 套；
⑵ 電接點壓力表1 只；
控制要求：
⑴ 當電接點壓力表顯示爐膛達到設定壓力值時，通過電訊號使電磁閥動作，使氣缸帶動蝶閥迅速打開，緊急排出煙氣，并予以聲光報警；
⑵ 當爐膛壓力恢復到設定值以下，電磁閥復位使氣缸將閥門關閉，停止報警。
⑶ 與尾排風機聯(lián)鎖，尾排風機故障緊急停機時，蝶閥風速打開排煙。正常停機時，蝶閥乃為關閉。
采用焚燒爐測壓，儀表輸出→PLC 自動控制電動蝶閥打開和關閉。
(二十四)、堿液池（2 座輪換使用）（人工控制）
設液位控制儀每池1套，共2 套
1、配耐酸泵，5.5KW 電機1 臺，從污水池抽水分別進2 座堿液池，手動連同液位控制儀一并轉(zhuǎn)換，液位池液位到上限值時自動停，耐酸泵配堿轉(zhuǎn)換，到下限值時自動啟動耐酸泵。
2、人工配堿
3、配堿液攪拌機，2.2KW 2 臺，每池1 臺，堿液池水中加入堿粉或堿塊后，人工啟動攪拌機開、停機。
(二十五)、在線監(jiān)測設備（帶各種檢查數(shù)量信號輸出接口）
外購配套，單獨控制系統(tǒng)。
3.3、系統(tǒng)特點
整個系統(tǒng)采用PLC控制，通過CAN總線組網(wǎng)，方便用戶操作，同時配合上位機監(jiān)控，了解整個系統(tǒng)的運行狀況。PLC控制器具有更強的抗干擾能力和良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性,并且具有體積小,編程簡單,更容易為操作人員所接受的特點.
|
