引言 可编程逻辑控制器(PLC)是八十年代发展起来的新一代工业控制装置,是自动控制、计算机和通信技术相结合的产物,是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。 由于控制对象的复杂性,使用环境的特殊性和运行的长周期连续性,使PLC在设计上有自己独特的特点:可靠性高,适应性广,具有通信功能,编程方便,结构模块化。 在现代集散控制系统中,PLC已经成为一种重要的基本控制单元,在工业控制领域中应用前景极其广泛。 1.系统概况 大庆石化公司化工一厂火炬系统是在生产装置紧急停车的情况下,需要对紧急排放的气体进行燃烧的安全保护性装置,同时也用来燃烧生产过程中排放的有毒废气。 1.1工作过程 当燃气排放时,火炬总管内的流量信号升高到给定值时,系统认为有燃气向火炬排放,由PLC+PC计算机等组成的控制系统,控制高压发生器和调理器输出高电压,使高空点火器内的电梯发生装置产生面状电弧火源,并打开高压燃气电磁阀向高空点火器内喷入燃气,同时与空气混合被点燃,自高空点火器顶部喷出火焰,并引燃火炬顶部的排放燃气。 火炬点燃后,由火炬火焰遥测器探得火焰信号,反馈给控制系统,停止向高空点火器供给高压电和燃气,点火过程完成,系统处于监控状态。 当因某种原因,火炬自动熄灭,排放燃气依然存在时,系统将自动重新点火,以保证火炬点燃。当火炬点燃后,火炬顶部的消烟蒸汽也同时投用。系统将自动打开消烟蒸汽管道上的蒸汽控制阀,若火炬熄灭,系统会自动关闭蒸汽调节阀,接通氮气。火炬排放气如果停止排放,或排放很少,火炬可能熄灭,氮气将自动引入火炬筒内,火炬点燃时自动切断氮气。 2.控制系统配置流程图 控制系统的逻辑程序是按照自动点火系统的工艺特征、电发弧特性、燃气特性、安全要求、输入/输出参数等综合因素统筹考虑而设计的如图1所示。 ![](/Article/UploadFiles/200905/2009530221136379.jpg)
3.硬件组成 3.1操作站硬件配置如图2。 *CPU 1G *内存 256M *硬盘 40G
![](/Article/UploadFiles/200905/2009530221136571.jpg)
3.2 PLC硬件配置 *CPU单元 C200HS-CPU21-E *CPU底板 C200H-BC101-V2 *开关量输入单元C200H-ID212 *模拟输入单元C200H-AD002
图2 硬件配置图 *继电器输出单元C200H-OC225 *通讯接口 RS232
I/O点分配: 开关量输入:16路 开关量输出:16路 模拟量输入:隔离输入8路(可扩16路) 模拟量输出:8路
4.软件配置 *操作系统 Windows NT4.0 *系统软件 TAL-401.PLC *应用软件 WINMAKER V4.01
4.1系统软件功能特点 TAL-401.PLC支持软件是基于Windows3.1/95,支持梯形图和助记符的编程工具,它充分利用Windows GUI 功能,大量使用通俗易懂的显示,更有效的剪贴操作和鼠标操作。 PLC面向现场的模拟量输入输出设备和各种开关量的输入输出设备,实现数据的采集、运算及各种逻辑动作的实时控制。 PLC在脱离PC机的情况下依然能够正常运转进行实时控制,一些运行结果、特征标记、采集的数据值和运算结果都存入PLC相应的存储单元,等待PC机取出。 PLC接受PC机的命令,通过计算机实施点火操作。 软件特点: -在线状态中可以编写程序。 -对应于丰富的SYSMAC 机器:适用于SYSMAC C系列到CVM1/CV 系列的机器。 -可以读出并编写用欧姆龙DOS版支持软件(CV支持软件、SYSMAC 支持软件等)编写的程序。 -在多重窗口下可同时编写多个程序,由此可以高效地编写程序。 -可以进行指令、I/O名称、I/O指令、行指令的部分查找,还可以查找、替换I/O编号、DM 等内容。
4.2应用软件WINMAKER V4.01 可实现如下功能: -可以在WIN95;98;2000;NT平台上安装。 -面向PLC,具有很强的编辑功能。 -可以采集PLC中的数据,也可修改PLC中的内容。 -可以进行画面、曲线、显示点、报警、控制等功能的编辑。 -可以对各种给定参数进行修改。 -实现系统连接控制和程序控制之间的切换。 -按国际标准显示系统模拟流程画面。 -显示系统操作画面和参数调整画面。 -显示报警画面。 -显示数据报表画面 -打印显示画面、设置参数和报表等
5.系统实现的功能 5.1操作功能 1.动点火:实现半自动、全自动、硬手动点火的控制与显示。 2.停止点火:控制高压电相关设备和某些工艺参数的接通与断开。 3.试报警:实现点火失败的报警系统。 4.消报警:确认报警。 5.打印画面:打印各种即时报表,操作信息,历史曲线。
5.2显示功能 1、 显示流程图如图3。 2、 显示当前参数曲线。 3、 显示历史趋势。 4、 显示过程即时值。 5、 显示积算器记录。 6、 显示记录查询。
![](/Article/UploadFiles/200905/2009530221137769.jpg)
5.3门槛设置 1、 设定燃气排放压力启动点火门槛。 2、 设定火炬火焰,确定燃烧的门槛。 3、 设定高空点火器门槛。
5.4时间设定 1、 设定点火持续时间。 2、 设定送燃气时间。 3、 设定火焰确认时间。 4、 设定点火次数。 5、 设定超前送高压时间。 6、 设定再次点火间隔时间。
6.编程步骤 编制一个PC控制程序的基本步骤如下,如图4: 1、确定被控制系统必须做哪些事情及完成的顺序; 2、分配输入和输出设备到PC的I/O位。也就是决定哪些外部设备将发送信号到PC和哪些设备从PC接收信号; 3、使用继电器梯形符号,画出梯形图以描述所需操作规程的顺序和他们之间的内部关系; 4、如果用编程器,应把梯形图符号转换为记忆符指令代码,使程序逻辑能够被输入到CPU; 5、对程序的错误进行检查; 6、调整程序以纠正错误; 7、运行程序并测试执行中的错误; 8、再次调整程序以纠正错误。
7.投用效果 该PLC火炬自动点火系统自2005年6月投用以来,目前使用状况良好,运行稳定,可实现火炬在线自动点火,即在没有废气排放时熄灭火炬长明灯。该系统克服了人工点火、长明灯点火和一般电打火的缺陷,采用独特的电梯发弧方式和远距离遥测火炬火焰,以PLC+PC组成主控器,实现了火炬点火安全可靠,为我厂全面回收装置废气,彻底消灭火炬长明灯提供了安全可靠的保证。 参考文献 [1>曹体友.PLC火炬自动控制器的设计及应用.自动化仪表,2002(4) [2>何华堂.GF-1型工业炉电子自动点火装置.炼油化工自动化,1992(2)
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