PLC在排煙風(fēng)機冷卻循環(huán)水系統中的應用

PLC在排煙風(fēng)機冷卻循環(huán)水系統中的應用晉鵬方國晟李貴兵董云生/云南鋁業(yè)股份有限公司[摘要]本文采用羅克韋爾SLC 500 系列可編程控制器(PLC) 作為排煙風(fēng)機冷卻循環(huán)水系統的控制器，這種控制器具有通用性好，控制方式靈活，編程簡(jiǎn)單，抗干擾能力強等特點(diǎn)。本文介紹了冷卻水控制系統的工作原理，冷卻水控制系統的軟件設計和硬件設計，及在電解二二廠(chǎng)供料凈 化排煙風(fēng)機冷卻循環(huán)水控制系統改造中的應用。[關(guān)鍵詞]風(fēng)機冷卻循環(huán)水系統;可編程控制器; 羅克韋爾1AB公司SLC500系列PLC簡(jiǎn)介美國AB公司SLC-500系列PLC，屬于中型PLC系統，應用非常廣泛。SLC-500 PLC是-一個(gè)基于機架的中型控制系統，由控制器、離散量模塊、模擬量模塊和特殊輸入輸出模塊、外圍設備組成。SLC-500系列功能強大、配置靈活，可以提供廣泛的通訊配置、特點(diǎn)和內存選項。RSLOGIX- -500梯形圖邏輯編程軟件包提供了靈活的編輯器、點(diǎn)擊式的輸入輸出配置、功能強大的數據庫編輯器，此外還帶有診斷和排錯工具以幫助開(kāi)發(fā)人員節省項目開(kāi)發(fā)時(shí)間和最大限度提高效率。SLC -500系列PLC具有以下特點(diǎn):功能強大，全面滿(mǎn)足應用項目需要;模塊式設計;先進(jìn)的指令集;豐富的輸入輸出模塊; SLC 500抗振性強，耐高溫，抗電磁干擾，專(zhuān)門(mén)針對工業(yè)現場(chǎng)惡劣的工作環(huán)境而設計;RSL0GIX500編程軟件使用簡(jiǎn)單，方便，糾錯能力強，可以最大程度發(fā)揮控制器的性能;集成了多種網(wǎng)絡(luò )聯(lián)接通訊選項，可以使用工業(yè)以太網(wǎng)，DH+ (高速數據通訊網(wǎng))網(wǎng)，現場(chǎng)驅動(dòng)網(wǎng)等進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )組態(tài)，實(shí)現PLC到PLC及PLC到PC間的數據通訊。2排煙風(fēng)機循環(huán)水系統排煙風(fēng)機循環(huán)水系統是為鋁電解供料凈化排煙風(fēng)機軸承實(shí)施水冷卻而配置的。其工作過(guò)程為:循環(huán)水由水泵輸送到出水總管，再分別進(jìn)入每臺排煙風(fēng)機的左右兩個(gè)軸承箱的冷卻部位后匯集到回水總管，經(jīng)過(guò)冷卻水塔上方的布水管向下噴淋，冷卻水塔頂部的風(fēng)機運轉時(shí)，回水在填料層中與空氣流進(jìn)行充分的熱交換后流回儲水池中。本循環(huán)水系統根據生產(chǎn)要求配置為:三臺離心式水泵，兩用一備，每天早班由人工完成水泵切換，水塔冷卻風(fēng)機一臺，由回水溫度控制運行。3生產(chǎn)工藝對循環(huán)水系 統的控制要求3. 1排煙風(fēng)機對冷卻循環(huán)水系統依賴(lài)性較大，如果冷卻水系統發(fā)生故障，排煙風(fēng)機必須停機，造成煙氣凈化系統停運，影響電解正常生產(chǎn)。3.2冷卻水運行壓力不能低于0. 4mpa，如果壓力過(guò)低，距離較遠的1#系統排煙風(fēng)機冷卻將出現問(wèn)題。壓力值通過(guò)裝設在出水總管上的壓力傳感器測得。3.3冷卻水流量不能低于20m*/h,如果流量過(guò)小時(shí)，所有排煙風(fēng)機的冷卻效果將會(huì )受到影響。流量值通過(guò)裝設在出水總管上的流量計測得。3.4在回水管上裝設溫度傳感器，當回水溫度達到33"C時(shí)，水塔冷卻風(fēng)機啟動(dòng)，使回水溫度下降。當降到30C時(shí)，風(fēng)機停止，避免電能浪費。3.5在向循環(huán)水池注水的水源管道上裝設注水用電磁閥。當水位低于預定值時(shí)注水閥打開(kāi)，向儲水池注水，當水位達到預定值時(shí)，注水閥關(guān)閉，停止向儲水池注水。儲水池水位信號通過(guò)池中裝設的水位傳感器獲得。3.6控制系統和主控制室的上位計算機要有通訊，當水壓、流量、溫度等參數出現異常及水泵、水塔風(fēng)機出現故障時(shí)能在主控制室的上位機上出現提示，讓主控制室的操作人員及時(shí)發(fā)現，以便通知巡檢人員處理。3.7水泵啟停具有現場(chǎng)/遠程控制功能，操作人員可以根據工藝要求選擇在就地還是在主控室中啟停水.4系統設計中國煤化工根據以上控制要求，并且是在現有的控制系統上進(jìn)行升級改造。MYHCNMHG的大部分主要設備，針對原來(lái)的繼電器控制柜進(jìn)行改造，用PLC來(lái)代替原來(lái)的繼電器邏輯控制。4.1PLC系統的硬件設計4.1.1PLC選用AB公司SLC5-04系列。首先根據控制對象的輸入、輸出類(lèi)型和點(diǎn)數確定框架的型號，現選擇模塊的類(lèi)型和個(gè)數，估計需要的存儲空間及通訊方式選擇CPU模塊，最后選擇電源模塊。4.1.2模塊選擇:1)、 PLC共有12個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn):三臺水泵控制9個(gè);冷卻風(fēng)機控制2個(gè);出水管斷流信號1個(gè)。模擬量輸入點(diǎn)6個(gè):出水壓力輸入1個(gè)，出水溫度輸入1個(gè)，出水流量輸入1個(gè)，水位輸入1個(gè)，回水溫度輸入1個(gè)，控制系統測溫輸入1個(gè)。輸出點(diǎn)6個(gè):三臺水泵運行3個(gè)，冷卻水塔風(fēng)機運行1個(gè)，補水電磁閥1個(gè)，現場(chǎng)報警1個(gè)。2)、模擬量輸入模塊:根據6個(gè)模擬量輸入，選用了1746-NI8。3)、開(kāi)關(guān)量輸入模塊:根據所有輸入輸出點(diǎn)的情況，選用了1個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入模塊1746-IM16和1個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出模塊1746-0B16。.4)、CPU模塊:根據輸入輸出模塊總點(diǎn)數選擇1747-L541模塊。5)、框架和電源模塊:根據所選用的模塊類(lèi)型和數量，選擇1746 -A4框架和1746-P1電源。6)、PLC通過(guò)DH+數據網(wǎng)絡(luò )和主控制室的上位機進(jìn)行數據通訊。4.1.3輸入輸出信號安排如下:I/0分配表地址功能I:1/01#水泵運行0:2/01#水泵啟動(dòng)I:1/11#水泵故障0:2/12#水泵啟動(dòng)I:1/21#水泵手/自動(dòng)0:2/23#水泵啟動(dòng)I:1/32#水泵運行0:2/3冷卻水塔風(fēng)機啟動(dòng)I:1/4 .2#水泵故障0:2/4補水閥開(kāi)I:1/52#水泵手/自動(dòng)0:2/5現場(chǎng)報警I:1/63#水泵運行I:3.0出水管壓力I:1/73#水泵故障I:3.1出水管溫度I:1/83#水泵手/自動(dòng)I:3. 2出水管流量I:1/9冷卻水塔風(fēng)機運行I:3.3回水管溫度I:1/10冷卻水塔風(fēng)機故障I:3.4控制柜溫度I:1/11出水總管斷流I:3.5水池水位4. 1.4 PLC的系統結構圖如下:中國煤化工MYHCNMH G電里原系統扒什議n4、2系統軟件設計4.2.1 PLC在冷卻循環(huán)水系統中的控制任務(wù)較多，程序的編寫(xiě)結合具體任務(wù)分段編制。主程序根據系統工作流程將各功能段(子程序)排列組合在- -起，因程序較長(cháng)，限于篇幅在此將其省略。程序編寫(xiě)主要按: PLC 各模塊工作的啟動(dòng)一水泵及冷 卻水塔風(fēng)機邏輯控制一報警一 主 控制室數據通訊這四個(gè)流程來(lái)進(jìn)行。4. 2.2在上位計算機利用RSView32軟件開(kāi)發(fā)人機交互式工作界面，負責對下位PLC系統的工作進(jìn)行監控，對冷卻循環(huán)水系統的工藝過(guò)程進(jìn)行遠程管理。5結束語(yǔ)在未使用PLC控制器時(shí)，排煙風(fēng)機循環(huán)水系統采用的是繼電接觸器電路實(shí)現電氣控制。循環(huán)水系統中水泵切換及控制都是由人工完成，系統中的模擬量檢測由現場(chǎng)儀表完成后施行人工抄表制度，不僅工作效率低，安全風(fēng)險也大。用PLC進(jìn)行電氣改造后，實(shí)現了系統的自動(dòng)控制和模擬量的智能采集、分析，大大降低了故障率和使用成本，提升了冷卻循環(huán)水系統的運行效率。參考文獻:[1]《SLC500 模塊化硬件結構安裝和操作手冊》AB 公司內部資料[2]《電氣控制與PLC技術(shù)基礎》向曉漢等清華大學(xué)出版社中國煤化工MYHCNMH G