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一、引言

可编程逻辑控制器(PLC)是自动控制、计算机和通信技术相结合的产物,具有可靠性高、适应性强、具有通信功能、编程方便、结构模块化等特点,是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。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。

二、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、控制系统配置

控制系统的逻辑程序是按照自动点火系统的工艺特征、电弧特性、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,系统配置方框图如图1所示。


2、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弧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。

三、硬件组成


1、操作站硬件配置

CPU:1G;内存:256M;硬盘:40G

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

继电器输出单元:C200H -OC225

通讯接口:RS232

3、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

四、系统软件

1、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

2、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。

软件的主要特点为:

•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OMRON 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,实现高效地编写程序。

•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。

3、应用软件WINMAKER V4.01的功能

•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

五、系统实现的功能

1、操作功能

•启动点火:实现半自动、全自动、硬手动点火的控制与显示。

•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。

•试报警:实现点火失败的报警系统。

•消报警:确认报警。

•打印画面:打印各种即时报表,操作信息,历史曲线。

2、显示功能

•显示流程图。

•显示当前参数曲线

•显示历史趋势。

•显示过程即时值。

•显示积算器记录。

3、门槛设置

•设定燃气排放压力启动点火门槛。

•设定火炬火焰,确定燃烧的门槛。

•设定高空点火器门槛。

4、时间设定

•设定点火持续时间。

•设定送燃气时间。

•设定火焰确认时间。

•设定点火次数。

•设定超前送高压时间。

•设定再次点火间隔时间。

六、编程步骤

编制一个PC控制程序的基本步骤如下:

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。

整个系统的逻辑框图见图4。


七、投用效果

该PLC火炬自动点火系统自2000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,实现了火炬点火的安全可靠,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。

发布时间:   来源:中国测控网  作者:匿名
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