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煙氣濕法脫硫控制系統(tǒng)
一、工程應(yīng)用背景
隨著我國鋼鐵產(chǎn)量的不斷提高，煤炭消費(fèi)也在不斷增長,燃煤排放的二氧化硫也不斷增加,致使我國酸雨和二氧化硫污染日趨嚴(yán)重。國家為了實(shí)現(xiàn)二氧化硫的減排目標(biāo),陸續(xù)制定了一系列的環(huán)保減排措施，要求鋼廠、電廠等的煙氣排放必須脫硫。在煙氣脫硫技術(shù)中，濕法脫硫技術(shù)是目前最成熟的脫硫技術(shù)之一，在國內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。煙氣濕法脫硫控制系統(tǒng)解決方案采用可編程控制器PLC 作為控制主站,將脫硫控制納入全廠輔助系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控,既保證可靠性,又能使自動(dòng)控制成本降到最低。
二、控制系統(tǒng)方案
根據(jù)現(xiàn)場控制設(shè)備的規(guī)模，控制系統(tǒng)可靈活采用西門子S7-200/300/400作為核心控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)。整個(gè)控制系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成：電氣控制和PLC控制。電氣控制和PLC控制相互緊密結(jié)合組成一個(gè)整體，共同完成對系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)采集。PLC控制系統(tǒng)作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，由中央監(jiān)控站和現(xiàn)場控制站組成。該控制系統(tǒng)留有開放式通訊接口，可與廠區(qū)的其他控制系統(tǒng)通訊。整套控制方案具有標(biāo)準(zhǔn)的原理圖，接線圖，系統(tǒng)操作說明等。控制方案已成功應(yīng)用到多家冶金、電力企業(yè)。
中央監(jiān)控站由上位機(jī)和打印機(jī)構(gòu)成，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控的核心部分。上位機(jī)負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的管理和信息綜合，利用WINCC監(jiān)控軟件提供的良好的中文人機(jī)對話界面，以查詢方式從PLC獲取的有關(guān)參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)信息，用棒圖形式直觀顯示，同時(shí)打印必要的報(bào)表數(shù)據(jù)，供主控及管理人員指導(dǎo)生產(chǎn)。
本系統(tǒng)采用三種控制模式即手動(dòng)操作、PLC遠(yuǎn)程手動(dòng)操作、全自動(dòng)操作三種方式。前兩種方式一般只在設(shè)備調(diào)試或維修時(shí)使用，系統(tǒng)主要以全自動(dòng)操作方式為主。在這種方式下，各類泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的開、停，各種工況的切換，都由可編程控制器按照預(yù)先編制的程序自動(dòng)生成，不需要操作人員干預(yù)。每種工況的運(yùn)行時(shí)間及各種測量參數(shù)均可以在線或離線調(diào)整，每臺設(shè)備和每種工況的運(yùn)行情況也都可以由PLC系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，并根據(jù)現(xiàn)場的各個(gè)工藝單元的框架，利用監(jiān)控軟件在上位計(jì)算機(jī)上描繪出來。現(xiàn)場的泵類、風(fēng)機(jī)、攪拌器等信號通過PLC的控制轉(zhuǎn)化也在上位機(jī)上顯示。這樣，既能對設(shè)備開關(guān)量，如各類泵、風(fēng)機(jī)、攪拌器等的開停進(jìn)行控制，又能對現(xiàn)場的模擬量，如：反應(yīng)池的PH、液位等進(jìn)行調(diào)節(jié)，使裝置的工藝、設(shè)備運(yùn)行得到全面的控制。
三、控制系統(tǒng)功能
（1）數(shù)據(jù)采集和存儲功能：系統(tǒng)可自動(dòng)連續(xù)地檢測并紀(jì)錄顯示出煙氣脫硫處理過程中各個(gè)工藝環(huán)節(jié)、各個(gè)時(shí)段的液位、PH、出水流量等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行工況等。對采集到的數(shù)據(jù)將保存1年，以備隨時(shí)調(diào)閱和查詢。
（2）自動(dòng)保護(hù)功能：PLC和上位機(jī)能對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，從而判斷出生產(chǎn)過程中有可能發(fā)生的事故，完成自動(dòng)報(bào)警和主動(dòng)采取預(yù)防措施，防止事故的發(fā)生和擴(kuò)大，達(dá)到保護(hù)人身和設(shè)備的目的
（3）自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)功能：系統(tǒng)處于自動(dòng)控制狀態(tài)下，PLC和上位機(jī)能根據(jù)工藝參數(shù)、設(shè)備工況和控制要求，按規(guī)定的時(shí)間周期、設(shè)定的邏輯順序和設(shè)定的工藝參數(shù)自動(dòng)的起停設(shè)備、自動(dòng)切換設(shè)備的交替運(yùn)行和調(diào)節(jié)部分設(shè)備的開啟度或強(qiáng)度。
（4）生產(chǎn)管理功能：系統(tǒng)能根據(jù)煙氣脫硫處理系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場儀表所檢測到的數(shù)據(jù)、生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行中電量數(shù)據(jù)和開關(guān)量信號以及管理化驗(yàn)數(shù)據(jù)等信息，協(xié)調(diào)和管理全廠生產(chǎn)過程的調(diào)度、各類報(bào)表的打印，趨勢曲線和棒圖、帶圖的自動(dòng)生成等。
四、工程案例
本解決方案已成功應(yīng)用到多個(gè)冶金、電力企業(yè)，下圖是某鋼廠燒結(jié)機(jī)煙氣濕法脫硫控制工程的自動(dòng)控制柜和上位機(jī)畫面。以西門子S7-200 系列PLC 為主站的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了濕法煙氣脫硫工藝流程監(jiān)控自動(dòng)化控制。系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效果證明，該方案具有很好的安全性、穩(wěn)定性和可維護(hù)性,完全達(dá)到了燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫自動(dòng)控制目的。
