论文部分内容阅读
摘 要:电气自动化是电气技术与自动控制技术的结合,已经被广泛的应用于各个领域,小到生活家电,大到工厂机械设备等。随着技术的不断更新和發展,电气自动化技术已经是现代工业发展的方向,这不仅能大力提高生产的效率,还能为我国在很大程度上提高经济效益。
引言
在科技发展进步的今天,各项技术日新月异,在飞速发展的同时,对环境的保护越来越重视。如今钢铁行业、发电行业是国家经济发展的支柱产业,但其排放的S02对大气的污染却不可忽视。为响应国家节能减排号召,电气自动化的应用,在各个行业中扮演者重要的角色。文中对电气自动化在烟气脱硫系统中的应用进行了研究。在自动控制领域,PLC技术是当今电气程序控制的最先进的技术,通过这几十年的发展,功能越来越强大,安全性与稳定性都有着显著的提高。随着集散系统DCS的问世,工业控制如虎添翼,操作方便,维护简单,集散功能强等,被许多大型系统应用。PLC体积小、功能强,并可与其他系统进行通讯,仍被应用于诸多小型系统。本文讲述西门子PLC300在烟气脱硫系统中的应用。
1 PLC300远程通讯技术的应用现在比较通用的以太网通信协议是TCP/IP协议,TCP/IP协议与开放互联模型ISO相比,采用了更加开放的方式,它已经被美国国防部认可,并被广泛应用于实际工程。随着智能化网络化的发展,以太网通讯越来越被广泛采用。PLC300搭配CP343-1通讯模块可与上位机进行通讯,实现远程操作。或与其他系统组网进行通讯[1],可以将多个系统通过交换机进行连接,再通过网线连接电脑,可实现一台电脑监视控制多个系统。如传输距离较远,还可采用光电转换器连接光纤的方式进行超远距离传输。远程通讯技术的应用,可以实现现场无人值守,远程操作等,极大地优化了人员结构,提高了工作效率等。
2自动控制在制浆系统中的应用
在烟气脱硫系统中,世界上普遍使用的商业化技术是钙法,所占比例在90%以上。钙法脱硫浆液制备系统一般由粉仓、计量系统、制浆罐、储罐、输送系统等组成,见图l。
在自动控制过程中,当脱硫塔S02排放值高于设定值或脱硫塔PH值高于设定值时,开启浆液输送系统,由浆液储罐向脱硫塔补浆直到排放值合格。当浆液储罐液位下降到低液位时,由制浆罐向浆液储罐补充浆液,当达到高液位时自动停止。当制浆罐液位低于低液位时开启制浆系统,按照一定比例补充工艺水和Ca0,通过搅拌调制合格以备下次使用。在这个过程中,对工艺水罐、制浆罐、浆液储罐均需加装超声波液位计,为实时监测粉仓料位需安装雷达料位计,这些传感器均以4~20 mA信号进入PLC模拟量模块进行数据运算。为了使浆液达到预设值,在粉仓下方安装螺旋称重输送机,并将实时流量以及累计重量传输至PLC控制系统,通过编写PLC自动控制程序和逻辑联锁程序,可以让浆液达到自动制备效果,并且能够实现浆液系统的自动存储、自动输送、自动启动、自动停止等,进一步提高系统运行效率。在实际运行中,仍然有许多需要注意的问题,比如,管道冲洗问题。当停止供浆后管道会残留一部分浆液,如若不进行冲洗極易产生堵塞。这时考虑进行自动化冲洗,就需要增加大量的电动阀门,这无疑增加了大量的成本。节约成本及优化自动化结构也是将来应该考虑的方向[2]。
3 PID调节在脱硫系统中的应用
PID是工业生产中最常用的一种控制方式,控制规律为比例、积分、微分控制。在PLC300应用中,采用其PID控制功能块FB41实现闭环控制,见图2。当脱硫塔内PH值低于设定值时,启动浆液输送泵,增大调节阀开度,减小回流阀开度,按照偏差值自动调节开度大小直至PH值达到设定值。当PH值高于设定值时,减小调节阀开度,增大回流阀开度,始终让PH值维持在设定值左右。通过PID的自动调节,有效地维持PH值在一个恒定的范围内,保证了系统的稳定性。这时可以看到浆液输送泵一直处于运行状态,我们只需要调节阀门即可控制浆液的流量。可以通过程序设置回流阀与调节阀形成互补关系,调节阀开多少回流阀的开度就为100减去调节阀的开度,不会对浆液输送泵造成憋泵情况。对于PH值的设定也是非常重要的,在钙法脱硫中最为严重的问题就是腐蚀问题,PH值设定高了影响到Ca0的用量,PH值设定低了对脱硫塔及管道的腐蚀造成影响并且影响到S02的排放。所以对系统的运行需要逐步掌握规律,比如需要知道锅炉的负荷,烟气的流量,燃烧煤的含硫量等,根据不同的情况来设定不同的PH值。在未来的研究中,将各种数据导入理论模型,由控制系统自动实时生成理论PH值,以达到系统最优化的运行方案。
4结束语
经实践证明,电气自动化在烟气脱硫系统中取得了良好的应用,不仅可以对各种参数实时监控,而且提高了脱硫系统的运行效率,并达到了S02的排放标准。电气自动化为优化人员结构、提高生产效率、保证系统安全起着不可磨灭的作用。随着科学技术的发展,电气自动化的应用范围越来越广,在未来电气自动化还将应用于互联网的发展,人工智能的发展、现代信息技术的发展、随着社会的进步,电气自动化必将迎来一个崭新的春天,但国内的电气自动化技术仍与发达国家存在着一定差距,在未来前进的道路上,仍然需要不断的开拓创新、砥砺前进。
参考文献
[1]吴震宇.总线技术在烟气脱硫电气控制系统中的应用[D].华东理工大学,2013:1-62.
[2]李宏远,陈志强.电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用[J].电力环境保护,2007,23(5):30-32.doi:10.3969/j.issn.1674-8069.2007.05.009.
[3]白克强,刘知贵,陈思海,等.分散控制系统在烟气脱硫自动化工程中的应用[J].西昌学院学报(自然科学版),2008,22(4):37-40.doi:10.3969/j.issn.1673-1891.2008.04.013.
引言
在科技发展进步的今天,各项技术日新月异,在飞速发展的同时,对环境的保护越来越重视。如今钢铁行业、发电行业是国家经济发展的支柱产业,但其排放的S02对大气的污染却不可忽视。为响应国家节能减排号召,电气自动化的应用,在各个行业中扮演者重要的角色。文中对电气自动化在烟气脱硫系统中的应用进行了研究。在自动控制领域,PLC技术是当今电气程序控制的最先进的技术,通过这几十年的发展,功能越来越强大,安全性与稳定性都有着显著的提高。随着集散系统DCS的问世,工业控制如虎添翼,操作方便,维护简单,集散功能强等,被许多大型系统应用。PLC体积小、功能强,并可与其他系统进行通讯,仍被应用于诸多小型系统。本文讲述西门子PLC300在烟气脱硫系统中的应用。
1 PLC300远程通讯技术的应用现在比较通用的以太网通信协议是TCP/IP协议,TCP/IP协议与开放互联模型ISO相比,采用了更加开放的方式,它已经被美国国防部认可,并被广泛应用于实际工程。随着智能化网络化的发展,以太网通讯越来越被广泛采用。PLC300搭配CP343-1通讯模块可与上位机进行通讯,实现远程操作。或与其他系统组网进行通讯[1],可以将多个系统通过交换机进行连接,再通过网线连接电脑,可实现一台电脑监视控制多个系统。如传输距离较远,还可采用光电转换器连接光纤的方式进行超远距离传输。远程通讯技术的应用,可以实现现场无人值守,远程操作等,极大地优化了人员结构,提高了工作效率等。
2自动控制在制浆系统中的应用
在烟气脱硫系统中,世界上普遍使用的商业化技术是钙法,所占比例在90%以上。钙法脱硫浆液制备系统一般由粉仓、计量系统、制浆罐、储罐、输送系统等组成,见图l。
在自动控制过程中,当脱硫塔S02排放值高于设定值或脱硫塔PH值高于设定值时,开启浆液输送系统,由浆液储罐向脱硫塔补浆直到排放值合格。当浆液储罐液位下降到低液位时,由制浆罐向浆液储罐补充浆液,当达到高液位时自动停止。当制浆罐液位低于低液位时开启制浆系统,按照一定比例补充工艺水和Ca0,通过搅拌调制合格以备下次使用。在这个过程中,对工艺水罐、制浆罐、浆液储罐均需加装超声波液位计,为实时监测粉仓料位需安装雷达料位计,这些传感器均以4~20 mA信号进入PLC模拟量模块进行数据运算。为了使浆液达到预设值,在粉仓下方安装螺旋称重输送机,并将实时流量以及累计重量传输至PLC控制系统,通过编写PLC自动控制程序和逻辑联锁程序,可以让浆液达到自动制备效果,并且能够实现浆液系统的自动存储、自动输送、自动启动、自动停止等,进一步提高系统运行效率。在实际运行中,仍然有许多需要注意的问题,比如,管道冲洗问题。当停止供浆后管道会残留一部分浆液,如若不进行冲洗極易产生堵塞。这时考虑进行自动化冲洗,就需要增加大量的电动阀门,这无疑增加了大量的成本。节约成本及优化自动化结构也是将来应该考虑的方向[2]。
3 PID调节在脱硫系统中的应用
PID是工业生产中最常用的一种控制方式,控制规律为比例、积分、微分控制。在PLC300应用中,采用其PID控制功能块FB41实现闭环控制,见图2。当脱硫塔内PH值低于设定值时,启动浆液输送泵,增大调节阀开度,减小回流阀开度,按照偏差值自动调节开度大小直至PH值达到设定值。当PH值高于设定值时,减小调节阀开度,增大回流阀开度,始终让PH值维持在设定值左右。通过PID的自动调节,有效地维持PH值在一个恒定的范围内,保证了系统的稳定性。这时可以看到浆液输送泵一直处于运行状态,我们只需要调节阀门即可控制浆液的流量。可以通过程序设置回流阀与调节阀形成互补关系,调节阀开多少回流阀的开度就为100减去调节阀的开度,不会对浆液输送泵造成憋泵情况。对于PH值的设定也是非常重要的,在钙法脱硫中最为严重的问题就是腐蚀问题,PH值设定高了影响到Ca0的用量,PH值设定低了对脱硫塔及管道的腐蚀造成影响并且影响到S02的排放。所以对系统的运行需要逐步掌握规律,比如需要知道锅炉的负荷,烟气的流量,燃烧煤的含硫量等,根据不同的情况来设定不同的PH值。在未来的研究中,将各种数据导入理论模型,由控制系统自动实时生成理论PH值,以达到系统最优化的运行方案。
4结束语
经实践证明,电气自动化在烟气脱硫系统中取得了良好的应用,不仅可以对各种参数实时监控,而且提高了脱硫系统的运行效率,并达到了S02的排放标准。电气自动化为优化人员结构、提高生产效率、保证系统安全起着不可磨灭的作用。随着科学技术的发展,电气自动化的应用范围越来越广,在未来电气自动化还将应用于互联网的发展,人工智能的发展、现代信息技术的发展、随着社会的进步,电气自动化必将迎来一个崭新的春天,但国内的电气自动化技术仍与发达国家存在着一定差距,在未来前进的道路上,仍然需要不断的开拓创新、砥砺前进。
参考文献
[1]吴震宇.总线技术在烟气脱硫电气控制系统中的应用[D].华东理工大学,2013:1-62.
[2]李宏远,陈志强.电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用[J].电力环境保护,2007,23(5):30-32.doi:10.3969/j.issn.1674-8069.2007.05.009.
[3]白克强,刘知贵,陈思海,等.分散控制系统在烟气脱硫自动化工程中的应用[J].西昌学院学报(自然科学版),2008,22(4):37-40.doi:10.3969/j.issn.1673-1891.2008.04.013.