觸摸屏與PLC在火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 ?要：由于各國工業(yè)的不斷發(fā)展，各種工業(yè)污染排放導(dǎo)致地球的自然環(huán)境不斷惡化，尤其是大氣污染，使許多人類患上疾病，未來對于環(huán)境的保護(hù)將變得越來越重要。目前我國的工業(yè)發(fā)展正處于高峰期，在加速工業(yè)發(fā)展的同時(shí)，減少工業(yè)對環(huán)境的污染具有重大意義。煙塵排放污染的主要來源之一便是火力發(fā)電廠。因此，為保護(hù)我國生態(tài)環(huán)境，保障火電廠除塵環(huán)節(jié)的高效運(yùn)行顯得尤為重要。在火力發(fā)電廠的除塵環(huán)保中，粉煤灰氣力運(yùn)輸系統(tǒng)是最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，氣力運(yùn)輸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的水平將直接影響火電廠的除塵環(huán)保效果。通過對氣力輸送系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，能夠更好地對系統(tǒng)進(jìn)行控制和操作，對于發(fā)揮系統(tǒng)的最大收益是非常有必要的。

關(guān)鍵詞：觸摸屏;PLC;氣力運(yùn)輸

中圖分類號(hào)：TM621.7;TP334.3 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）05-0158-03

Abstract：As we all know，due to the continuous development of industries in various countries，various industrial pollution emissions lead to the deterioration of the earths natural environment，especially air pollution，which makes many people suffer from diseases. In the future，environmental protection will become more and more important. At present，Chinas industrial development is at its peak. While improving industrial development，reducing industrial pollution to the environment is of great significance. One of the main sources of smoke and dust pollution is thermal power plants. Therefore，in order to protect Chinas ecological environment and ensure the efficient operation of dust removal links in thermal power plants is particularly important. In the dust removal and environmental protection of thermal power plants，the pneumatic transportation system of flyash is the most important link. The design of pneumatic transportation control system will directly affect the dust removal and environmental protection effect of thermal power plants. Through scientific and reasonable design of pneumatic conveying system，it is necessary to control and operate the system better，and to maximize the benefits of the system.

Keywords：touch screen;PLC;pneumatic transportation

0 ?引 ?言

對于火力發(fā)電廠的粉煤灰氣力運(yùn)輸系統(tǒng)來說，工控機(jī)中的人機(jī)交互界面曾經(jīng)發(fā)揮過相當(dāng)重要的作用。如今隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，火電廠氣力運(yùn)輸系統(tǒng)也在不斷升級(jí)。現(xiàn)在氣力運(yùn)輸系統(tǒng)中越來越多的機(jī)器設(shè)備和對系統(tǒng)的現(xiàn)場操作都更加趨向于使用人機(jī)界面。對于氣力運(yùn)輸系統(tǒng)的工程技術(shù)研究人員來說，PLC，也就是可編程的邏輯控制器，相對于其他控制系統(tǒng)而言，有較強(qiáng)的抗干擾能力，配套設(shè)施相對齊全，對于氣力運(yùn)輸系統(tǒng)的適應(yīng)性強(qiáng)，更容易學(xué)習(xí)和掌握。觸摸屏憑借其物美價(jià)廉、界面反應(yīng)速度靈敏等優(yōu)點(diǎn)，受到系統(tǒng)研究人員的一致好評(píng)。因此，觸摸屏和PLC在火電廠粉煤灰氣力運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用對于氣力運(yùn)輸控制系統(tǒng)的發(fā)展有著重要作用。

1 ?火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中PLC系統(tǒng)的構(gòu)成原理

以某火力發(fā)電廠中的75t/h燃燒爐的粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)為例來描述觸摸屏與PLC在火電廠的氣力輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用。本例中的輸灰系統(tǒng)共計(jì)四個(gè)電場。首先，對于粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)而言，其控制的人機(jī)界面均以PLC為主要控制核心，在氣力輸送系統(tǒng)中，所有的技術(shù)操作均通過系統(tǒng)中的觸摸屏來完成。這樣火電廠中粉煤灰氣力運(yùn)輸系統(tǒng)的操作就更加直觀方便，并且工作時(shí)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，更加可靠。通過系統(tǒng)工作現(xiàn)場的人機(jī)交互等功能，可以實(shí)現(xiàn)控制各種閥門等主要設(shè)備啟動(dòng)和停止的實(shí)時(shí)壓力檢測。

PLC系統(tǒng)的構(gòu)成原理，總體來說是通過觸摸屏對PLC程序控制器進(jìn)行操作，進(jìn)一步控制倉泵閥門和設(shè)備內(nèi)的傳感器，然后通過倉泵閥門對進(jìn)料閥、出料閥、進(jìn)氣閥、平衡閥和助吹閥等進(jìn)行控制，通過設(shè)備傳感器對料位計(jì)、壓力表、壓力變送器進(jìn)行實(shí)時(shí)的狀態(tài)顯示和控制，具體如圖1所示。

粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)的倉泵工藝流程如圖2所示。

2 ?火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 ?數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出的控制點(diǎn)數(shù)

火電廠粉煤灰氣力輸送控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)輸入控制點(diǎn)一共設(shè)置了18個(gè)。其中四個(gè)電場的進(jìn)料閥關(guān)到位各設(shè)置了1個(gè)控制點(diǎn)，平衡閥關(guān)到位和出料閥開到位各設(shè)置了1個(gè)控制點(diǎn)，倉泵料位計(jì)和灰?guī)炝衔挥?jì)分別設(shè)置了1個(gè)控制點(diǎn)和2個(gè)控制點(diǎn)。

火電廠粉煤灰氣力輸送控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)輸出控制點(diǎn)一共設(shè)置了22個(gè)。其中一電場和四電場倉泵的電磁閥都設(shè)置了6個(gè)控制點(diǎn)，二電場和四電場倉泵的電磁閥都設(shè)置了4個(gè)控制點(diǎn)，在堵管報(bào)警處設(shè)置了2個(gè)控制點(diǎn)。

2.2 ?控制系統(tǒng)中的設(shè)備配置

首先，在火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中，電源的配置采用三相四線制，保證了電源電壓的長期穩(wěn)定性。氣力輸送系統(tǒng)的電氣設(shè)備均設(shè)置了安全保護(hù)裝置，從而保證了氣力輸送過程中所有設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以及控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。對于熱工控制系統(tǒng)，要求其輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)的富裕量不能少于10%[1]。這樣當(dāng)溫度過熱時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)采用自動(dòng)通風(fēng)的措施，降低系統(tǒng)部件的溫度，確保系統(tǒng)內(nèi)所有部件的正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)。關(guān)于PLC控制器，本例通過PLC程序控制器對氣力輸送系統(tǒng)中的倉泵以及其他相關(guān)的工作設(shè)備進(jìn)行控制，并且每一臺(tái)倉泵都配備了一臺(tái)具有防塵防水功能的現(xiàn)場控制箱。倉泵能夠通過傳感器將相關(guān)信號(hào)傳遞給現(xiàn)場控制箱，最終將信號(hào)輸送至中心控制器內(nèi)。

火電廠粉煤灰氣力輸送控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中硬件的線路并不復(fù)雜，除觸摸屏以及PLC主控柜外，還有四個(gè)電場就地柜。其中電場就地柜可以分為兩個(gè)部分。

2.3 ?主控柜PLC的端子接線

對于主控柜到電場就地柜端子排的輸出，可分為主控柜到一、二、三、四電場就地柜端子排的輸出，相關(guān)對應(yīng)的點(diǎn)位地址如表1所示。

對于主控柜到電場就地柜端子排的輸入，可分為主控柜到一、二、三、四電場就地柜端子排的輸入，相關(guān)對應(yīng)的點(diǎn)位地址如表2所示。

3 ?火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1 ?控制系統(tǒng)軟件的功能設(shè)計(jì)

在火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中，可同時(shí)具備兩種不同的運(yùn)作方式，第一種為系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，第二種為就地手動(dòng)操作[2]。在系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，氣力運(yùn)輸系統(tǒng)中的每一臺(tái)倉泵按時(shí)間順序輪流運(yùn)行。系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行過程中，可以通過觸摸屏中的數(shù)據(jù)顯示，實(shí)時(shí)了解當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，若運(yùn)行過程中相關(guān)參數(shù)出現(xiàn)問題，通過觸摸屏可以對參數(shù)進(jìn)行及時(shí)更改，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 ?控制系統(tǒng)中PLC軟件的設(shè)計(jì)

PLC的編程語言現(xiàn)階段大都采用功能塊圖設(shè)計(jì)方法或語句表設(shè)計(jì)方法等，最常用的主要是梯形圖設(shè)計(jì)方法，這也是PLC最基本的設(shè)計(jì)方法。

3.3 ?控制系統(tǒng)中觸摸屏的畫面設(shè)計(jì)

當(dāng)前觸摸屏的畫面設(shè)計(jì)可根據(jù)系統(tǒng)的不同要求進(jìn)行一定的切換。觸摸屏的畫面主要有以下幾類：系統(tǒng)自動(dòng)主畫面、報(bào)警信息主畫面、壓力顯示主畫面、輸送參數(shù)設(shè)置表畫面等。在觸摸屏中，根據(jù)不同的需求，通過切換按鈕對畫面進(jìn)行切換控制。對于觸摸屏的設(shè)計(jì)，除了要符合系統(tǒng)需求外，還要針對畫面的分配進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)。通過添加各種按鈕和指示燈讓觸摸屏更加人性化，操作起來更加方便快捷，更加容易上手，讓觸摸屏既美觀又實(shí)用。

系統(tǒng)自動(dòng)主畫面通過四個(gè)開關(guān)來合理地控制四個(gè)電場的正常運(yùn)行。當(dāng)開關(guān)指示燈顯示打開狀態(tài)時(shí)，電場會(huì)根據(jù)系統(tǒng)指示自動(dòng)運(yùn)行[3]。這時(shí)進(jìn)料閥和平衡閥均會(huì)開啟，灰斗處開始落料，當(dāng)料填充完畢后，進(jìn)料閥自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)氣閥這時(shí)會(huì)自動(dòng)開啟，通過氣源吹氣讓倉泵內(nèi)的氣壓處于憋壓狀態(tài)。憋壓到一定極限時(shí)，出料閥正常開啟，讓料通過出料閥到達(dá)灰?guī)欤蠞M后，低料位計(jì)狀態(tài)燈開始顯示。

輸送參數(shù)設(shè)定畫面的主要功能在于通過觸摸屏顯示各個(gè)電場的工作相關(guān)數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，保證輸送過程中系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

壓力曲線畫面的作用是通過觸摸屏，更加直觀地看到系統(tǒng)內(nèi)當(dāng)前壓力狀況。這樣系統(tǒng)操作人員就能更加清晰明了地通過觸摸屏對系統(tǒng)進(jìn)行操作。

報(bào)警信息顯示畫面采用相關(guān)報(bào)警顯示元件，首先設(shè)定好報(bào)警事件和觸發(fā)條件，當(dāng)報(bào)警觸發(fā)后，觸摸屏?xí)谙鄳?yīng)位置進(jìn)行報(bào)警提示，系統(tǒng)操作人員就能第一時(shí)間了解報(bào)警內(nèi)容，從而對系統(tǒng)做出一定的調(diào)整，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4 ?結(jié) ?論

近幾年來，火力發(fā)電廠造成的環(huán)境污染問題不容小覷，盡快減少火力發(fā)電廠的污染程度是當(dāng)前最重要的任務(wù)，也是符合我國國情的重要使命，是促進(jìn)我國工業(yè)發(fā)展的必要條件。PLC和觸摸屏的完美結(jié)合可以最大限度地讓火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)的現(xiàn)場操作更加便捷準(zhǔn)確。同時(shí)PLC和觸摸屏所具備的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，使粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加可靠，造價(jià)更加低廉，整個(gè)系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)適用，又能產(chǎn)生良好的效果。綜上所述，將PLC與觸摸屏應(yīng)用到火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中，可以更好地做到除塵環(huán)保，且讓系統(tǒng)更加便捷靈活，有利于我國火電廠的進(jìn)一步發(fā)展。

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作者簡介：童新英（1971.12-），男，漢族，福建武平人，工程師，本科，研究方向：物料輸送控制。