PLC技術(shù)在加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘 要】為探討PLC技術(shù)在加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)中的應(yīng)用，采用理論結(jié)合實(shí)踐的方法，立足PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，分析PLC技術(shù)在加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)，并提出提升PLC技術(shù)應(yīng)用效果的措施。分析結(jié)果表明，將PLC技術(shù)應(yīng)用到加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)，可大幅度提升點(diǎn)火的安全性，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，契合現(xiàn)代化加熱爐運(yùn)行的需求，值得大范圍推廣。

【關(guān)鍵詞】PLC技術(shù);加熱爐;自動(dòng)化點(diǎn)火;PID

引言

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，很多高新技術(shù)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，加熱爐是工業(yè)生產(chǎn)的主要設(shè)備，將PLC技術(shù)應(yīng)用到加熱爐生產(chǎn)中，既能提升點(diǎn)火的安全性和速度，而且還能對(duì)加熱爐生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，保證加熱爐始終處于安全、穩(wěn)定性的運(yùn)行狀態(tài)。基于此，開展PLC技術(shù)在加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)中的應(yīng)用分析和研究就顯得尤為必要。

1、PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

PLC指的是一種可編程的存儲(chǔ)器，通過PLC系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)的程序，可自動(dòng)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)技術(shù)等。通過數(shù)字或者模擬式輸入/輸出的方法，就能控制各類設(shè)備的生產(chǎn)過程。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC技術(shù)愈發(fā)先進(jìn)，發(fā)展至今已經(jīng)從最開始的一位機(jī)，發(fā)展成16位和32位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化PC，可同時(shí)對(duì)多個(gè)處理器進(jìn)行全面控制，和傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)相比，PLC技術(shù)具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，如：控制能力強(qiáng)、能耗小、體積小、成本低、安全性和可靠性高、編程靈活、故障檢測(cè)方便等，可很好的應(yīng)用到現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的智能化、自動(dòng)化、數(shù)字化控制。

2、PLC技術(shù)在加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1在自動(dòng)點(diǎn)火中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在自動(dòng)點(diǎn)火中應(yīng)用時(shí)，可將實(shí)時(shí)采集加熱爐的工作狀態(tài)，并將反饋給中心控制室，控制人員可在控制室掌握加熱爐的工作狀態(tài)，當(dāng)滿足點(diǎn)火要求之后，通過HMI畫面上的按鈕就能完成點(diǎn)火操作。點(diǎn)火命令可通過數(shù)據(jù)通訊的方式，傳輸?shù)降郊訜釥t自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)上，然后由自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)檢查點(diǎn)火天然氣的壓力、儲(chǔ)量等情況。然后再檢查高壓火花器的信號(hào)準(zhǔn)備情況，按下點(diǎn)火按鈕之后，PLC系統(tǒng)會(huì)先向高壓火花器中發(fā)出長(zhǎng)達(dá)30s的激勵(lì)脈沖，延時(shí)達(dá)到10s之后，向點(diǎn)火天然氣切斷閥、點(diǎn)火空氣切斷閥發(fā)出開啟命令，此命令發(fā)出后10s檢測(cè)火檢信號(hào)，如果檢測(cè)到火焰信號(hào)會(huì)及時(shí)返回給控制系統(tǒng)，自動(dòng)關(guān)閉高壓火花發(fā)生器【1】。等待30s之后，如果火檢信號(hào)依然存在，則表示完成了點(diǎn)火任務(wù)方，立即向燃燒控制PLC 系統(tǒng)發(fā)出點(diǎn)火成功信號(hào)。當(dāng)燃燒控制PLC系統(tǒng)接收到點(diǎn)火成功信號(hào)之后，操作人員要及時(shí)開啟配置點(diǎn)火燒嘴的天然氣空氣切斷閥，進(jìn)入持續(xù)加熱狀態(tài)。但加熱溫度達(dá)到設(shè)計(jì)的溫度之后，關(guān)閉點(diǎn)火燒嘴，取消點(diǎn)火命令，PLC自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)關(guān)閉點(diǎn)火燒嘴和空氣切斷閥，完成點(diǎn)火操作，整個(gè)點(diǎn)火過程都自動(dòng)完成。

2.2在點(diǎn)火天然氣壓力控制中的應(yīng)用

為保證點(diǎn)火燒嘴火焰信號(hào)能夠穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，通過后PLC技術(shù)可對(duì)點(diǎn)火天然氣的壓力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)在運(yùn)行中，點(diǎn)火天然氣壓力的設(shè)定值通常為經(jīng)驗(yàn)值，可通過PLC技術(shù)采集和反饋的點(diǎn)火天然氣壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)點(diǎn)火天然氣調(diào)節(jié)閥，以保證加熱爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.3在安全聯(lián)鎖控制中的應(yīng)用

加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)，安全聯(lián)鎖控制是非常重要的應(yīng)用環(huán)節(jié)，這是因?yàn)榧訜釥t在整個(gè)升溫階段，當(dāng)溫度低于800℃時(shí)火焰必須持續(xù)燃燒，不能發(fā)現(xiàn)熄滅問題。在低溫狀態(tài)下，一旦火焰熄滅，進(jìn)入加熱爐中的天然氣就無法引燃，不斷聚集，存在發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。而配置來安全聯(lián)鎖控制系統(tǒng)就能有效解決這一問題，通過PLC技術(shù)可對(duì)點(diǎn)火燒嘴上的火焰信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并反饋給控制中心，如果無法返回火焰信號(hào)，會(huì)立即向上級(jí)控制器發(fā)揮出信號(hào)，上級(jí)控制器立即響應(yīng)，自動(dòng)切斷主燒嘴天然氣閥門，避免天然氣進(jìn)入到加熱爐中，從而保證加熱爐運(yùn)行的安全性。

2.4在PID控制參數(shù)自整定中的應(yīng)用

PLC技術(shù)可很好的應(yīng)用在加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，并帶有故障自動(dòng)檢測(cè)功能，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和參數(shù)錯(cuò)誤。比如：PLC技術(shù)在點(diǎn)火天然氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)回路控制中應(yīng)用時(shí)，利用PLC系統(tǒng)自帶的參數(shù)自動(dòng)整定功能，可保障整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性【2】。尤其是S7-200PLC系統(tǒng)，支持PID控制參數(shù)自整定，并設(shè)置了PID調(diào)節(jié)控制面板。在加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，可通過用戶程序或者是PID調(diào)節(jié)控制面板來實(shí)現(xiàn)加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的自整定。在具體應(yīng)用中，可按照加熱爐生產(chǎn)工藝的實(shí)際要求，選擇快速、中速、慢速、極慢速四種響應(yīng)方式。按照所選擇的響應(yīng)種類，計(jì)算出最佳的比例，以控制天然氣消耗量，降低生產(chǎn)成本。而且在PID調(diào)節(jié)控制面板上，通過圖形方式實(shí)時(shí)監(jiān)控PID的回路運(yùn)行情況，在PID調(diào)控控制面板就能實(shí)現(xiàn)對(duì)啟動(dòng)、停止等參數(shù)自整定的要求。

3、提升加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)中PLC技術(shù)應(yīng)用效果的措施

雖然將PLC技術(shù)應(yīng)用到加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)具有操作靈活、可實(shí)時(shí)響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，但無論是加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)，還是PLC技術(shù)都具有一定的復(fù)雜性，為最大限度上發(fā)揮出PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提升應(yīng)用效果，可從以下幾個(gè)方面同時(shí)入手：

其一在加熱爐中天然氣火焰總是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并略上偏移，按照加熱爐的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，需要在加熱爐內(nèi)部逆時(shí)針擺放火槍，并沿著天然氣火焰方向安裝檢測(cè)器，適當(dāng)提升檢測(cè)范圍，以降低負(fù)載波動(dòng)對(duì)火焰檢測(cè)造成的影響，保證通過PLC系統(tǒng)可實(shí)時(shí)獲得加熱爐內(nèi)部情況，為加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火提供真實(shí)的數(shù)據(jù)【3】。

其二是當(dāng)加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火完成之后，要盡快拔出火槍，以免燒損。

其三是由于加熱爐溫度比較大，PLC系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣，各零件容易發(fā)生損壞問題，因此，要加強(qiáng)維護(hù)，定期更換，保證PLC系統(tǒng)始終處于良好的工作狀態(tài)，更好的為加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。

結(jié)束語

綜上所述，將PLC技術(shù)應(yīng)用到加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)中，可大幅度提升點(diǎn)火的安全在，縮短點(diǎn)火時(shí)間。目前PLC技術(shù)已經(jīng)比較成熟，無論是技術(shù)先進(jìn)性，還是設(shè)備性能，都取得了良好發(fā)展，可有效滿足加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火的需求，隨著技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)將會(huì)更加先進(jìn)，因此，在加熱爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)中要加大PLC技術(shù)的應(yīng)用和推廣力度，以提升加熱爐點(diǎn)火控制的自動(dòng)化、智能化水平。

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作者簡(jiǎn)介：

張琪，1898.10，男，漢族，湖北黃岡，本科，助理電氣工程師，研究方向：煤焦油深加工電氣及儀表。