【正文】 結(jié)構(gòu)化文本編程語言的特點(diǎn)：采用高級(jí)語言進(jìn)行編程，可以完成較復(fù)雜的控制運(yùn)算；需要有一定的計(jì)算機(jī)高級(jí)語言的知識(shí)和編程技巧，對(duì)工程設(shè)計(jì)人員要求較高。用于系統(tǒng)的規(guī)模校大，程序關(guān)系較復(fù)雜的場(chǎng)合。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。編程時(shí)將順序流程動(dòng)作的過程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對(duì)控制系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分配，一步一步的按照順序動(dòng)作。功能模塊圖編程語言的特點(diǎn)：以功能模塊為單位，分 析理解控制方案簡(jiǎn)單容易；功能模塊是用圖形的形式表達(dá)功能，直觀性強(qiáng)，對(duì)于具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)人員很容易掌握的編程；對(duì)規(guī)模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)，由于功能模塊圖能夠清楚表達(dá)功能關(guān)系，使編程調(diào)試時(shí)間大大減少。 功能塊語言 FBD 功能 塊語言 是與數(shù)字邏輯電路類似的一種 PLC 編程語言。同時(shí)，指令表編程語言與梯形圖編程語言圖一一對(duì)應(yīng)，在 PLC 編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換 。 指令列表 IL 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 35 頁 指令表編程語言是與匯編語言類似的一種助記符編程語言，由 操作碼和操作數(shù)組成。由于電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。 PLC 控 制程 序 設(shè)計(jì) 本次畢業(yè)設(shè) 計(jì)選用的施耐德 UNITY PRO 編程軟件提供了五種編程語言，分別為：梯形圖 LD、指令列表 IL、功能塊語言 FBD、 SFC 序列語言、結(jié)構(gòu)化文本 ST。包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、 順序啟停 、 PID 調(diào)節(jié)、故障報(bào)警等程序段。監(jiān)控畫面由主畫面、手動(dòng)操作畫面、 PID 調(diào)節(jié)畫面、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線畫面、報(bào)警畫面、參數(shù)修改畫面等畫面構(gòu)成。 根據(jù) 用戶操作習(xí)慣 和不同的需要 ， 可以折不同的計(jì)算機(jī)和平臺(tái)上，以及在各種不同的環(huán)境中， VijeODesigner 在人機(jī)界面設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面所采 用的獨(dú)特方法將開發(fā)的工作量降到了最低 。 系統(tǒng)硬件組成框圖如圖所示。 PC 上位機(jī)將上位機(jī)程序通過工業(yè)以太網(wǎng) 下載到觸摸屏，可實(shí)直接操作觸摸屏對(duì) PLC 下位機(jī)進(jìn)行控制。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 33 頁 控制系統(tǒng) 硬件 設(shè)計(jì) 火電廠煙氣脫硫控制系統(tǒng)采用 PLC 控制、上位機(jī)管理的方式設(shè)計(jì)。 Unity Pro編程軟件擁有更高的重用水平，一旦經(jīng)過測(cè)試并證明合格，可重 用組件可以減少開發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間，從而優(yōu)化質(zhì)量并縮減研制周期。 Unity Pro編程軟件具有更高的標(biāo)準(zhǔn)化水平，它提供了一組完整的功能和工具集，用來將應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)到您的過程或設(shè)備的結(jié)構(gòu)上。對(duì)屏幕空間的優(yōu)化使用、對(duì)工具和信息的直接訪問及可定制的工作環(huán)境最大限度地提高了用 戶友好性，使用戶能夠快速掌握。 Unity Pro 編程軟件將開發(fā)變得更加容易，它提供了各種功能：借助與內(nèi)存無關(guān)的符號(hào)變量、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和用戶功能模塊，應(yīng)用程序?qū)ο罂梢灾苯哟碜詣?dòng)化過程的專用組件；應(yīng)用程序?qū)ο蠹捌鋵傩源鎯?chǔ)于本地或遠(yuǎn)程服務(wù)器上的庫中，可供所有程序使用和共享；高性能圖形編輯器和一個(gè)完整的系統(tǒng)應(yīng)用程序調(diào)試診斷功能集 ，作為支持五種 IEC61131— 3 語言；使用在 PC 上運(yùn)行的 PLC 仿真器，應(yīng)用程序在現(xiàn)場(chǎng)安裝之前可以被完整地測(cè)試；及時(shí)診斷具有顯示窗口，可以按時(shí)間順序清晰地顯示所有系統(tǒng)及應(yīng)用程序故障；用于尋找故障原因的導(dǎo)航功能可以追溯到故障源，尋找缺少的條件；圖形格式的運(yùn)行期畫面和功能試圖，用于直接訪問各種應(yīng)用程序要素。 Unity Pro 編程軟件的優(yōu)點(diǎn)是可以通過減少停機(jī)時(shí)間縮減開發(fā)成本并優(yōu)化運(yùn)行。為完善系統(tǒng)，滿足將來試驗(yàn)臺(tái)以及教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)展，特配置 BMXEHC0200 計(jì)數(shù)器模塊，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖信號(hào)的控制。 M340 計(jì)數(shù)器 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 30 頁 型號(hào) BMX EHC 0200 BMX EHC 0800 通道數(shù) 2 通道 8 通道 計(jì)數(shù)頻率 60KHz 10KHz 計(jì)數(shù)能力 32bits 16 bits 功能 4 種計(jì)數(shù)模式， 4 種測(cè)量模式和 PMM 5 種計(jì)數(shù)模式， 1 種測(cè)量模式 計(jì)數(shù)通道最大 輸入 /輸出 6 輸入 24VDC 2 輸出 24VDC 2 輸入 24VDC 連 接 輸入： 2 個(gè) 16 針端子塊 輸出： 10 針端子塊 20 針端子塊 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的三種信號(hào)為開關(guān)量、模擬量以及脈沖信號(hào)。 模擬量輸入 /輸出 應(yīng)用 模擬量輸入 模擬量輸出 模擬量輸入 /輸出 型號(hào) BMX AMI 0410 BMX ART 0414 BMX ART 0814 BMX AMO 0210 BMX AMM 0600 I/O 類型 隔離模擬量輸入 隔離穩(wěn)定輸入 溫度輸入 隔離模擬量輸出 模擬量輸入 /輸出 范圍 電壓 +/10V 010V 05V 15V +/80mV +/80mV +/10V +/10V 輸入 010V 輸入 05V 輸入 15V 輸入+/10V 輸出 電流 020mA 420mA 020mA 420mA 020mA 輸入 /出 420mA 輸入 /出 通道數(shù) 4 通道 4 通道 8 通道 2 通道 4 通道輸入 /2通道輸出 分辨率 16bits 16bits 16bits 16bits 12bits 連接 20 針端子塊 1 FCN40針 2 FCN40針 20 針端子塊 20 針端子塊 模擬量的輸入模塊選擇了既能使用電壓連接又能使用電流連接的多量程模塊BMXAMI0410 模擬量輸入模塊 ，可 以滿足更多的實(shí)驗(yàn)需求。另外在選擇晶體管類型還是繼電器類型上，雖然繼電器比晶體管的性能更好，但是價(jià)格比較昂貴，而 在實(shí)驗(yàn)室中，晶體管類型已經(jīng)能夠滿足使用需求。 該模塊優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作響應(yīng)比較大，但是性能不高，所以在使用時(shí)需要增加隔離。264VDC 4767Hz 內(nèi)置保護(hù) 內(nèi)置保險(xiǎn)絲 內(nèi)置保險(xiǎn)絲 內(nèi)置保險(xiǎn)絲 內(nèi)置保險(xiǎn)絲 輸出總功率 20W 36W 輸出 15W 15W 24V 輸出 24V 輸出傳感器電源 最大輸出功率（ 輸出+24V 輸出） 為了實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展，選擇了高性能的 BMXCPS3500 電源模塊。 M340 電源 特性 標(biāo)準(zhǔn) 高功率 標(biāo)準(zhǔn) 高功率 型號(hào) BMX CPS2021 BMX CPS3500 BMX CPS2021 BMX CPS3020 額定電壓 100~240VAC輸入 100~240VAC輸入 24VDC 輸入 24VDC~48VDC 輸入 額定電流 1A/24V 電壓及頻率范圍 85amp。 M340 處理器單元 特性 標(biāo)準(zhǔn) 高性能 型號(hào) BMX P34 1000 BMX P34 2021 BMX P34 2020 BMX P34 2030 內(nèi)置通訊口 USB 口 MOdbus USB 口 MOdbus CANOpen USB 口 MOdbus Ethemet TCP/IP USB 口 CANOpen Ethemet TCP/IP 離散量通道數(shù) 512 1024 模擬量通道數(shù) 128 256 計(jì)數(shù)通道和串口 20 36 內(nèi)存 2Mb 4Mb 數(shù)據(jù) 128Kb 256Kb 程序指令數(shù) 35Kinst 70Kinst 執(zhí)行時(shí)間 布爾 s s 浮點(diǎn)數(shù) s s 任務(wù) 主任務(wù) 1 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 27 頁 快速任務(wù) 1 事件任務(wù) 32 64 為了減少配置專門的通訊模塊，配置 CPU 模塊時(shí)需要選擇一個(gè)帶有 TCP/IP 通訊口的 CPU 模塊。 根 據(jù) 火電廠煙氣脫硫控制系統(tǒng)的控制需求和控制點(diǎn)數(shù)，以及 M340 PLC的主要模塊及特性，進(jìn)行了系統(tǒng)配置。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 26 頁 系統(tǒng)配置 施耐德 M340PLC 系列產(chǎn)品采用模塊結(jié)構(gòu)，由機(jī)架（背板）、電源、 CPU、I/O 模塊、通信模塊及其它專用模塊組成。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 23 頁 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 24 頁 煙氣凈化系統(tǒng) 鍋爐煙氣進(jìn)入脫硫除塵主設(shè)備下穩(wěn)壓室后，被一級(jí)噴淋水降溫增濕，然后被相對(duì)均勻地分配給過濾器，按一定角度和速度高速旋轉(zhuǎn)，與過濾器壁面形成的液膜旋切 由于氣動(dòng)力的作用，極大地增強(qiáng)了氣液固三相的接觸，從而使煙氣中的煙塵和 SO2被漿液充分捕集隨著速度的衰減，吸收了有害物的液滴因凝結(jié)而下沉，在重力作用下匯入氧化槽，較干凈的煙氣上升進(jìn)入二級(jí)過濾器 由于同樣的作用，煙氣中殘留 的少部分煙塵和 SO2被新鮮漿液進(jìn)一步充分吸收 從四個(gè)過濾器出來的潔凈煙氣進(jìn)入上穩(wěn)壓室，被脫水裝置（特殊設(shè)計(jì)）去除細(xì)小霧滴（使煙氣含水量小于 ） 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 25 頁 循環(huán)液處理系統(tǒng) 主要包括曝氣 、 沉淀 、 過濾 、 循環(huán)液輸送等幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)入氧化槽的富液所含的 CaSO3等粒度較細(xì)在水中懸浮，不易沉淀去除，在管路和設(shè)備中易造成結(jié)晶而堵塞 通過曝氣可使它生成 CaSO4，曝氣也使水中的 H2SO3生成 H2SO4， H2SO4與新加入的 Ca(OH)2反應(yīng)生成 CaSO4，這樣氧化槽中的固體物絕大部分為 CaSO4。 脫硫漿液制備系統(tǒng) 設(shè)備主要由石灰料倉 石灰定量供給裝置制漿池（消化池） 儲(chǔ)藥罐攪拌水泵和供藥水泵組成石灰粉料送入料倉，定時(shí)定量向制漿池中加料 消化好的漿液存于儲(chǔ)藥罐，需要時(shí)通過供藥水泵和調(diào)節(jié)閥定量供給 （氧化槽或直接打入主供水管路），漿液的供給量通過 pH 值調(diào)節(jié) 在制藥池中制好藥后，向藥液儲(chǔ)罐輸送藥液，依次將各風(fēng)機(jī)、泵等開啟，打開加藥調(diào)節(jié)閥向脫硫塔內(nèi)加入藥液，當(dāng)脫硫塔內(nèi)溶液 PH 值大于設(shè)定值時(shí)減小脫硫塔加藥調(diào)節(jié)閥的開度減少向脫硫塔中輸送藥液量，當(dāng)脫硫塔內(nèi) 溶液 PH 值小于設(shè)定值時(shí)增加脫硫塔加藥調(diào)節(jié)閥的開度增加向脫硫塔中輸送藥液量。 設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)這 三部分分別設(shè)計(jì)控制子系統(tǒng)。 控制系統(tǒng) 系統(tǒng)配置 和 I/O 清單 整個(gè)脫硫除塵系統(tǒng)的運(yùn)行可分為三個(gè)部分：脫硫漿液制備與輸送系統(tǒng)煙氣凈化系統(tǒng)循環(huán)液處理系統(tǒng) 。 (3)煙氣溫度實(shí)際運(yùn)行過程中，機(jī)組負(fù)荷變化較頻繁， FGD 進(jìn)口煙溫也會(huì)隨 之波動(dòng)，對(duì)脫硫率有很大的影響。進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的煙氣流量通過增壓風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此選擇合適的 PH 值，對(duì)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行至關(guān)重要，通常，吸收塔漿池的 PH 值維持在 5． 2～ 6． 1 之間。 模擬量控制功能實(shí)現(xiàn)分析 (1)吸收塔內(nèi)漿液的 PH 值該值是 WFGD(濕法煙氣脫硫 )裝置運(yùn)行最重要的控制參數(shù)之一，是影響脫硫率、氧化率、吸收劑利用率及系統(tǒng)結(jié)垢的主要因素之一。 吸收塔內(nèi)的溫 度、壓力、液位反應(yīng)后漿液 pH 值等模擬量值 均從現(xiàn)場(chǎng)讀取。 煙氣通入功能實(shí)現(xiàn)分析 鍋爐煙氣進(jìn)入脫硫除塵主設(shè)備下穩(wěn)壓室后，被一級(jí)噴淋水降溫增濕，然后被相南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 21 頁 對(duì)均勻地分配給過濾器，按一定角度和速度高速旋轉(zhuǎn)，與過濾器壁面形成的液膜旋切 由于氣動(dòng)力的作用，極大地增強(qiáng)了氣液固三相的接觸，從而使煙氣中的煙塵和 SO2被漿液充分捕集隨著速度的衰減，吸收了有害物的液滴因凝結(jié)而下沉，在重力作用下匯入氧化槽 ，較干凈的煙氣上升進(jìn)入二級(jí)過濾器 由于同樣的作用，煙氣中殘留的少部分煙塵和 SO2被新鮮漿液進(jìn)一步充分吸收 從四個(gè)過濾器出來的潔凈煙氣進(jìn)入上穩(wěn)壓室，被脫水裝置（特殊設(shè)計(jì)）去除細(xì)小霧滴 石膏制備功能實(shí)現(xiàn)分析 當(dāng)氧化池中的漿液達(dá)到一定濃度就開始排漿，石膏漿液進(jìn)入石膏漿液緩沖箱，再用石膏漿液輸送泵送往石膏旋流站，濃縮到濃度大約 55%時(shí)送往真空皮帶脫水機(jī)，一部分廢水廢水旋流站，其余部分流到濾液水箱。 石灰石漿液制備功能實(shí)現(xiàn)分析 在啟動(dòng)系統(tǒng)且機(jī)爐運(yùn)行狀況良好時(shí)啟動(dòng)石灰漿液制備系統(tǒng)，石灰漿液制備系統(tǒng)主要由石灰料倉 、 石灰定量供給裝置制漿池（消化池） 、 儲(chǔ)藥罐攪拌水泵和供藥水泵組成 。 啟?？刂乒δ軐?shí)現(xiàn)分析 因馬達(dá)啟動(dòng)電流遠(yuǎn)大于工作電力，啟動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)動(dòng)力線路形成沖擊，為了減少?zèng)_擊 并且更符合工藝要求 ，各設(shè)備按順序啟動(dòng)時(shí)，每?jī)蓚€(gè)設(shè)備之間啟動(dòng)設(shè)有延時(shí) 。 4 熱工信號(hào)及報(bào)警 熱工信號(hào)及報(bào)警均由 PLC 完成，除指示燈報(bào)警外，同時(shí)還發(fā)錯(cuò)音響信號(hào)。 順序控制系統(tǒng)有以下功能： （ 1）脫硫裝置啟停順序控制 ； （ 2）除霧器和吸收塔順序控制； （ 3）石灰石 — 石膏系統(tǒng)順序控制； （ 4）石膏脫水系統(tǒng)順序控制； （ 5） 廢水系統(tǒng)順序控