PLC在加熱爐聯鎖保護系統中的應用

馮曉玲

(遼寧石化職業技術學院，遼寧 錦州 121001)

隨著可編程控制器的日漸成熟，越來越多控制系統都采用PLC來代替傳統的繼電器控制。特別是在安全聯鎖保護系統中，PLC控制在保證生產設備的安全運行中起著至關重要的作用。PLC以其可靠性強、動作速度快、安全性能好的特點在各行各業中廣泛應用。在PLC控制過程中，PLC可以采集生產設備的運行狀態信息，當各路邏輯條件滿足時，系統輸出保持正常工作狀態。一旦設備輸入邏輯條件改變，系統立即動作，使輸出改變狀態，同時報警。PLC系統正常工作時不會動作，一但發生故障時，則要求動作必須可靠。

1 加熱爐生產工藝概況①

加熱爐在生產運行中，一定要按照操作規程進行操作，否則將引起故障和安全事故，點火操作規程為：

a. 合上PLC控制柜電源開關，各項指標正常，柜門上電源燈亮、無火燈亮、其余各指示燈不亮。

b. 合上風機按鈕，風機轉動5min，做好爐膛內空氣置換工作，檢查風機是否正常運轉，然后調整風機風門擋板垂直至全關狀態。

c. 打開熱油泵房內北側第一道瓦斯手閥門，其他閥門關閉不動，室內啟動PLC控制柜點火按鈕，手動調節長明燈瓦斯線閥門，壓力表指示200kPa,同時觀察PLC控制柜上有火指示燈應處于點亮狀態,說明長明燈已點燃，現場快速切斷球閥處于打開狀態(OPEN)。

d. 如果點火失敗，應立即關閉第一道瓦斯閥門，打開風門吹掃5min，將爐內未燃燒氣體全部排除干凈，否則不得再次點火，以免發生爆炸。查明原因后，可重復上述步驟，直到長明燈火焰穩定才能確認點火成功。

加熱爐正常燃燒時，長明燈處于常燃狀態，系統實時采集火焰信號進行分析處理。加熱爐的溫度信號和壓差信號送至PLC和YS-170控制系統，并在PLC控制柜上顯示相應的溫度。

2 PLC在加熱爐控制中的應用

2.1 聯鎖保護的作用

聯鎖保護的主要作用是當設備在啟、停和運行過程中，發生危及設備和人身安全的故障時，自動采取保護或聯鎖措施，以防止事故產生和避免事故擴大，從而保證設備的正常啟、停和安全運行。

通過對設備工作狀態及其參數的嚴密監視，當發生異常情況時，及時發出報警信號，必要時自動啟動或切除某些設備及系統，使設備維持在原負荷運行或減負荷運行。當發生重大故障而危及設備時，停止裝置(或某一部分)運行，避免事故進一步擴大。

2.2 控制方案

加熱爐在正常運行時，一旦因為突發事故或者操作不當而熄火時，PLC自動聯鎖保護系統會自動關閉所有燃料供應閥門，待完全排除未燃氣體之后，再按規定程序點火，防止事故產生和避免事故擴大，從而保證加熱爐的正常啟、停和安全運行。

加熱爐聯鎖保護系統由PLC控制柜、一個YS-170可編程調節器、火焰探測信號采集、信號的輸出與執行部分(切斷球閥和瓦斯調節閥)組成，實現現場輸出溫度信號的控制。

爐入口(1支熱電阻)，爐出口(兩支熱電阻)經端子排進入溫度變送器。入口溫度變送器的形式為一進兩出，即一路輸出至PLC卡件，一路輸出至柜面顯示屏。出口溫度變送器之一為一進一出，先輸出至信號分配器，再進行兩路輸出，一路至PLC卡件，一路至柜面顯示屏。出口溫度變送器之二也為一進一出，先輸出至信號分配器，再進行兩路輸出，一路至YS-170，一路至柜面顯示屏。YS-170調節器根據加熱爐出口溫度來對進入爐內的瓦斯流量進行調節。

現場差壓變送器輸出的標準信號經端子排進入報警設定器(設定值為100kPa)，再由報警設定器輸出節點信號，至PLC卡件。

在加熱爐控制系統中，當入口和出口三點溫度以及差壓值只要有一個條件不滿足，現場球閥立刻關閉，切斷瓦斯進入加熱爐。快速切斷閥滿足以下任一條件，即可切斷大、小火瓦斯來源，確保再次點爐時安全：

a. 燃燒器出現熄火；

b. 導熱油出口與進口溫差大于30℃；

c. 被加熱導熱油出口溫度高于設定溫度(230℃)；

d. 導熱油的進口與出口壓差低于設定值(150kPa)；

e. 排煙溫度高于設定值(360℃)。

3 結束語

將PLC聯鎖保護應用在加熱爐控制系統中，使PLC能及時感知系統的故障或存在的隱患，以防止事故發生或擴大，更好地保護人身和設備安全。