基于西門子PLC300的控制系統(tǒng)在熱電廠中的應(yīng)用

連劍俏

（山西大唐國(guó)際臨汾熱電有限責(zé)任公司,山西 臨汾 041000）

1 前言

隨著生活水平的提高，居民用電量及工業(yè)生產(chǎn)用電量等日益增多，，熱電廠應(yīng)該根據(jù)需求更新設(shè)備提高技術(shù)來(lái)滿足社會(huì)需求，而PLC控制系統(tǒng)是適合于當(dāng)今熱電廠發(fā)展需求的新技術(shù)，其抗干擾性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大。PLC控制系統(tǒng)已被多家熱電廠應(yīng)用于生產(chǎn)之中。

2 PLC控制系統(tǒng)硬件軟件分析

PLC控制系統(tǒng)的硬件部分由上下機(jī)位控制點(diǎn)、I/O模塊、電源模塊、輸入端結(jié)構(gòu)模塊及監(jiān)控站組成。其硬件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。上下機(jī)位控制點(diǎn)600多個(gè)，數(shù)量較多；I/O模塊是有主框架所配置，由于它的應(yīng)用數(shù)目較小，所以可以適當(dāng)?shù)脑黾右恍┛蚣埽筆LC控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定；PLC的電源模塊和輸入端結(jié)構(gòu)模塊唯一，所以電源模塊提供了整個(gè)控制系統(tǒng)的用電需求；為了上下機(jī)位可以進(jìn)行通訊[l]，PLC設(shè)置了監(jiān)控站，以便系統(tǒng)靈敏迅速的對(duì)事件進(jìn)行反應(yīng)處理。PLC控制系統(tǒng)還包括軟件部分，其主要應(yīng)用了Tiosft軟件。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)自身配置了邏輯指令集合，保證了其對(duì)故障能進(jìn)行及時(shí)處理，使系統(tǒng)能維持正常的運(yùn)行。并且該系統(tǒng)配置了控制功能模塊和函數(shù)功能模塊，這兩個(gè)模塊同時(shí)運(yùn)作時(shí)，不但操作程序可以簡(jiǎn)化而且能達(dá)到控制功能模塊的作用，是操作更加快捷，當(dāng)遇到一些復(fù)雜的控制時(shí)，這兩個(gè)模塊還能進(jìn)行SF程序的編寫，簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)，方便熱電廠應(yīng)用。

3 PLC控制系統(tǒng)在熱電中的應(yīng)用

PLC控制系統(tǒng)在熱電廠各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)用廣泛，效果優(yōu)異，為企業(yè)帶來(lái)良好的效益。應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)后熱電廠的產(chǎn)電量明顯增長(zhǎng)，緩解了用電壓力。

（1）PLC控制系統(tǒng)在化學(xué)水處理中的應(yīng)用。熱電廠生產(chǎn)步驟較多，其中熱電廠在工作中需要對(duì)化學(xué)水進(jìn)行處理。傳統(tǒng)的處理方法無(wú)法達(dá)到理想的效果。而在使用PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)有很多，不但能較好的處理化學(xué)水，同時(shí)可延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命及在一定程度上提高生產(chǎn)率，為公司帶來(lái)隱形效益?？梢?jiàn)PLC控制系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的地位及意義。

在對(duì)化學(xué)水的一般處理過(guò)程中需要兩組設(shè)備，各設(shè)陽(yáng)床、過(guò)濾器及混床等設(shè)備?；瘜W(xué)水處理程序被不復(fù)雜。其基本程序是首先將預(yù)處理的水進(jìn)行過(guò)濾再進(jìn)行分滲透為進(jìn)一步處理做準(zhǔn)備，然后對(duì)離子進(jìn)行處理，離子包含陰陽(yáng)離子，此時(shí)需要將陰陽(yáng)離子進(jìn)行交換，最后，將處理好已經(jīng)混合的離子作為補(bǔ)給提供給水，這些水可以在電廠鍋爐中得到有效的利用。

PLC控制系統(tǒng)在處理化學(xué)水時(shí)的作用主要體現(xiàn)在對(duì)過(guò)濾器和陰陽(yáng)床的控制和對(duì)公用設(shè)備的控制上和對(duì)外部信號(hào)波的處理上。啟動(dòng)PLC后系統(tǒng)開始運(yùn)行，運(yùn)行方式有很多種。熱電廠在實(shí)際生產(chǎn)中，兩臺(tái)PLC系統(tǒng)經(jīng)常同時(shí)控制一臺(tái)公用設(shè)備,這樣程序間就容易造成沖突現(xiàn)象,最終可能造成設(shè)備嚴(yán)重受損，直接影響電廠的正常生產(chǎn)運(yùn)作。為了能保證電廠工作的穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行重置處理，當(dāng)需要關(guān)閉設(shè)備時(shí)，必須在所有的PLC系統(tǒng)都為關(guān)閉的狀態(tài)下關(guān)閉設(shè)備，這樣能較好的維護(hù)設(shè)備，確保安全[2]。PLC的作用還體現(xiàn)在對(duì)外部信號(hào)波的處理上。在生產(chǎn)過(guò)程中，若將鹽水箱水位作為外部停備的標(biāo)準(zhǔn),此時(shí),PLC控制系統(tǒng)就會(huì)立即自動(dòng)進(jìn)入停備狀態(tài),此時(shí)，輸出設(shè)備也將自動(dòng)關(guān)閉。但是鹽水箱里的水呈不斷波動(dòng)狀態(tài)，這將嚴(yán)重影響PLC系統(tǒng)對(duì)信息的判斷，在水位在標(biāo)準(zhǔn)線上下波動(dòng)時(shí)，PLC系統(tǒng)也會(huì)隨之進(jìn)行不斷的開關(guān)，隨著次數(shù)增多將會(huì)給設(shè)備帶來(lái)?yè)p害，影響熱電廠的正常生產(chǎn)運(yùn)行，造成嚴(yán)重后果。為了避免這種事件，應(yīng)該對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行完善，可以在其內(nèi)部設(shè)置一個(gè)常閉接點(diǎn)，當(dāng)PLC接收到不穩(wěn)定信號(hào)的時(shí)候，內(nèi)部長(zhǎng)閉接點(diǎn)就會(huì)啟動(dòng)立即斷開，達(dá)到屏蔽不穩(wěn)定信號(hào)干擾的作用，將會(huì)很好的維護(hù)設(shè)備，確保生產(chǎn)安全。

（2）PLC控制系統(tǒng)在石灰石—石膏濕法全煙氣脫硫系統(tǒng)中的應(yīng)用。熱電廠在生產(chǎn)過(guò)程中將PLC控制系統(tǒng)運(yùn)用到了石灰石—石膏濕法全煙氣脫硫系統(tǒng)中，這一系統(tǒng)彌補(bǔ)了曾經(jīng)采用DCS系統(tǒng)時(shí)的一系列缺陷。

PLC控制系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)偏低，可以降低成產(chǎn)成本，間接的促進(jìn)了熱電廠的生產(chǎn)。PLC在功能方面的優(yōu)勢(shì)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)DSC系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)有監(jiān)視功能,可對(duì)熱電廠FGD裝置中的眾多生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)視控制,例如可對(duì)廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視控制,對(duì)漿液制備進(jìn)行監(jiān)視控制，同時(shí)可以對(duì)輔助的工業(yè)水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視控制等等,并且PLC還能對(duì)FGD系統(tǒng)的電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制,在PLC的監(jiān)視功能下，不但能保證設(shè)備的各個(gè)系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)的正常安全的運(yùn)行，同時(shí)減少了成本。熱電廠工作中需要很多輔助設(shè)備，而PLC恰好可以廣泛運(yùn)用到各個(gè)系統(tǒng)中，根據(jù)PLC系統(tǒng)的特性，在脫硫過(guò)程中所需要的備件可以與別的輔助控制系統(tǒng)的備件通用，這樣可以在數(shù)量和種類上同時(shí)減少備件的數(shù)量，避免不必要的浪費(fèi)。PLC系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)不僅僅體現(xiàn)在價(jià)格方面，還以現(xiàn)在其操作維護(hù)方面。DCS控制系統(tǒng)復(fù)雜，需要大量人力及較高的技術(shù)手段操作,PLC系統(tǒng)的構(gòu)建比較簡(jiǎn)單，在短時(shí)間內(nèi)就能完成，節(jié)約時(shí)間，提高工作效率，符合當(dāng)代工作要求[3]。并且DSC的維護(hù)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PLC的維護(hù)難度，因?yàn)镈SC編程與維護(hù)復(fù)雜，這就需要熱電廠具備超高技能的技術(shù)人員，而PLC的編程與維護(hù)簡(jiǎn)單，促進(jìn)生產(chǎn)，更有益于熱電廠的發(fā)展。

熱電廠石灰石—石膏濕法全煙氣脫硫系統(tǒng)中，PLC在維護(hù)、成本、構(gòu)建等各方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于DSC系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)更加適應(yīng)現(xiàn)在發(fā)展的需求，更加有助于熱電廠的發(fā)展，因此,熱電廠要在成產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用PLC系統(tǒng)，以便更好更快的發(fā)展。

（3）PLC控制系統(tǒng)在氣力除灰中的應(yīng)用。除灰系統(tǒng)的運(yùn)行影響到整個(gè)熱電廠的每個(gè)環(huán)節(jié)的進(jìn)行，如果除灰系統(tǒng)出現(xiàn)故障，熱電廠整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)癱瘓，為了保證安全生產(chǎn)，現(xiàn)如今大部分熱電廠為了保證除灰系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在生產(chǎn)系統(tǒng)中采用了PLC雙機(jī)熱備配置，主備形式主要由兩套一模一樣的配置組成,即:電源、PLC主機(jī)、通信以及熱備處理模塊。其中不同的配置負(fù)責(zé)不同的工作，而當(dāng)PLC系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)可以使用備用機(jī)替代主機(jī)進(jìn)行工作，保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。PLC雙機(jī)熱備方式在下位機(jī)組中也得到了運(yùn)用，其對(duì)程點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，將檢測(cè)到的信息提供給上位機(jī),上位機(jī)根據(jù)信息下達(dá)命令,PLC進(jìn)行控制,整個(gè)流程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制,大大較少了人力的操作，提高了工作效率及處理速度。這一系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)需要注意工藝和工藝間的保護(hù)。PLC結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以在模塊化機(jī)構(gòu)上進(jìn)行，所以其可讀性和靈活性較好，方便修改，調(diào)試時(shí)也很便捷。

熱電廠除灰系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)能有效地對(duì)分散在各個(gè)不同區(qū)域的系統(tǒng)做自動(dòng)化的控制，并且該系統(tǒng)所需成本低,抗干擾性強(qiáng)，操作方便，順應(yīng)現(xiàn)在企業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

熱電廠在生產(chǎn)中采用PLC控制系統(tǒng)，不但可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本、避免設(shè)備故障、而且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化成產(chǎn)，減少人力，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，滿足社會(huì)的用電需求，同時(shí)為企業(yè)帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。

[l]廖常初.S7-300/400PLC應(yīng)用教程[D].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012(02).

[2]陳在平,趙相冥.可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011(02):36-37.