【正文】 勢必對大氣造成污染 .為了保護(hù)大氣環(huán)境 ,早期的電廠一般都采用水除灰的辦法 ,這不僅浪費(fèi) ,污染水資源 ,而且增加了回收煤灰的難度 ,故推出氣力除灰技術(shù) ,即將煤灰吸收到灰斗中 ,再在氣壓的作用下輸送到灰?guī)?,從而實(shí)現(xiàn)煤灰回收利用。目前，隨著國家對環(huán)境保護(hù)的重視程度和環(huán)境保護(hù)要求的日益提高，以及濾袋的國產(chǎn)化和使用壽命的延長，鍋爐尾部除塵又有回到布袋除塵的趨勢。 布置靈活、輸送距離長 集中輸送和回收利用 為無泄漏輸送、無二次污染 第 4 頁 氣力除灰 在火力發(fā)電廠、化工廠、水泥廠、制藥廠、糧食加工廠等的一些原材料、粉粒料在輸送生產(chǎn)工程中產(chǎn)生的環(huán)境污染越來越得到廣泛的重視。 氣力除灰系統(tǒng)工作原理 每臺(tái)鍋爐的氣力除灰系統(tǒng)各有除灰管線 3 條，一條為復(fù)合斜多管飛灰發(fā)送裝置，另兩條為空預(yù)器飛灰發(fā)送裝置。除了料位信號(hào)外，還設(shè)有時(shí)間信號(hào)，當(dāng)時(shí)間信號(hào)到時(shí)也自動(dòng)進(jìn)行一次氣力除灰過程。兩套裝置公用一條輸灰管，任意一臺(tái)發(fā)送器料位高信號(hào)到，則兩臺(tái)發(fā)送器同時(shí)發(fā)送。 下圖為只有一條管線的除灰裝置示意圖。 ② 首先對總的輸送氣源壓力和儀用氣源壓力進(jìn)行判斷，如果 在 5 秒鐘內(nèi)檢測到 兩個(gè)壓力中有任意一個(gè)為低信號(hào)，則停止發(fā)送過程，并進(jìn)行報(bào)警。 ④ 對密封壓力信號(hào)進(jìn)行檢測，如果密封壓力信號(hào)在 5 秒種之內(nèi)仍然為低信號(hào)時(shí)，則發(fā)送過程停止，并進(jìn) 行密封壓力低報(bào)警。如果在 5 秒鐘之內(nèi)到位信號(hào)沒有到，則停止發(fā)送過程，并進(jìn)行出料閥未到位報(bào)警。在吹灰過程 40 秒完成之后將對該系統(tǒng)管線壓力進(jìn)行檢測， 如果在 5秒鐘之內(nèi)檢測到的管線壓力仍然為高信號(hào)，則表明灰并沒有被吹掉或有堵灰情況發(fā)生，此時(shí)應(yīng)停止除灰過程，并進(jìn)行報(bào)警。 ⑧ 若系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生故障報(bào)警，則所有打開的閥門立刻關(guān)閉，待故障排除后按動(dòng)復(fù)位按鈕即可消除報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)才可以再次啟動(dòng)。 鍋爐的排渣系統(tǒng)由底渣冷卻、底渣輸送、渣倉及配套卸渣設(shè)備組成。 此次設(shè)計(jì)由于時(shí)間和條件的限制只完成其之一部分的控制，主要是灰渣輸送過程，其除渣系統(tǒng)示意圖如下： 圖 除渣系統(tǒng)示意圖 使系統(tǒng)處于自動(dòng)狀態(tài)，然后按動(dòng)“系統(tǒng)選擇”按鈕對 A、 B 系統(tǒng)進(jìn)行選擇，按動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開始啟動(dòng)，啟動(dòng)順序如下： 按照 A、 B 系統(tǒng)的選擇，從 M6 埋刮板輸送機(jī)開始，間隔 8 秒鐘按下列順序進(jìn)行啟動(dòng)： M6→ M5→ M4→ G1。正常工作時(shí)運(yùn)行的設(shè)備顯示為紅色。例如 M6A 啟動(dòng)時(shí)發(fā)生故障，則 M6B 將自動(dòng)啟動(dòng)。三通分料器 S1（ S2），只有在 M5B（ M6B）運(yùn)行時(shí)才打向 B 側(cè)，其余時(shí)刻均打向 A側(cè)。 系統(tǒng)正常啟動(dòng)后，“系統(tǒng)運(yùn)行”燈將亮。 系統(tǒng)才可以再次啟動(dòng)。 以下為除渣系統(tǒng)的部分流程圖： 第 9 頁 開 始啟 動(dòng) M 6 A 啟 動(dòng) M 6 BM 6 B 是 否 故 障M 6 B 事 故 報(bào) 警系 統(tǒng) 故 障 停 止M 6 A 是 否 故 障M 6 A 事 故 報(bào) 警M 6 A 是 否 故 障M 6 B 是 否 故 障進(jìn) 入 下 一 步系 統(tǒng) A / B 選 擇選 擇 A 系 統(tǒng) 選 擇 B 系 統(tǒng)N O Y E SY E SN O N OY E SY E SN O圖 部分除渣系 統(tǒng)流程圖 以上為此次設(shè)計(jì)的控制 要求， 從系統(tǒng)的可行性和難易程度以及經(jīng)濟(jì)方面考慮，我采用德國西門子公司出品的小型可編程控制器 S7— 200 來編程控制，同時(shí)使用北京亞控公司產(chǎn)品組態(tài)王 來實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控！ 其中可編程控制器S7— 200 將在第二章中作詳細(xì)介紹，組態(tài)王 將在第三章中作詳細(xì)介紹。當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電 器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。為了改變這一狀況，美國通用汽車公司在 1968 年公開招標(biāo)，要求用新的控制裝置來取代繼電器控制裝置，并提出十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)： (1)編程方便，可隨時(shí)修改程序。 (3)可靠性高于繼電器控制裝置。 (5)數(shù)據(jù)可直接輸入管理計(jì)算機(jī)。 (7)輸入可以是交流 115v。 (9)在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小的變更。 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC） 研制出第一臺(tái) PLC，在美國通用汽車自動(dòng)裝配線上試用，并取得了滿意的效果，可編程控制器至此誕生。為了使這一新型工業(yè)控制裝置的生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國電氣制造商協(xié)會(huì) (NEMA)經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于 1980 年首先將其正式命名 PC(Programmable Controller)，并給出了其定義?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件則需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。 PLC 按照信息點(diǎn)數(shù)來分可分為小型 PLC，中型 PLC 和大型 PLC。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。 I/O 的處理方式除了采用一般 PLC 通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過程中，直接讀輸入，刷新輸出。 (3)大型 PLC 一般 I/O 點(diǎn)數(shù)在 1024 點(diǎn)以上的稱為大型 PLC。具有極強(qiáng)的自診斷功能。大型 PLC 還可以采用三 CPU 構(gòu)成 第 12 頁 表決式系統(tǒng)，使機(jī)器的可靠性更高。 (1)整體式 PLC：整體式 PLC 是將電源、 CPU、 I/O部件都集中在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。一般小型 PLC 采用這種結(jié)構(gòu)?；締卧獌?nèi)有 CPU、 I/O 和電源。 整體式 PLC 一般配備有特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使 PLC 的功能得以擴(kuò)展。模塊式 PLC 配置靈活，裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。 (3)疊裝式 PLC： 將整體適和模塊式結(jié)合起來，稱為疊裝式 PLC。疊裝式 PLC 集整體式PLC 與模塊式 PLC 有點(diǎn)于一身，它結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、配置靈活、安裝方便。目前 PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電子、機(jī)械制造、汽車、船舶、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、娛樂等各行各業(yè)。而 可編程邏輯控制器 的發(fā)展又對這些高新技術(shù)提出了更高、更新的要求，促進(jìn)了它們的發(fā)展。（ 2）系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化方向發(fā)展。（ 4）網(wǎng)絡(luò)化方面發(fā)展。 PLC 的功能來看，它的應(yīng)用范圍大致包括以下幾個(gè)方面： 第 13 頁 (1)邏輯控制： PLC 具有邏輯運(yùn)算功能，可以實(shí)現(xiàn)各種通斷控制。它為用戶提供幾十個(gè)甚至上千個(gè)計(jì)時(shí)器，其計(jì)時(shí)時(shí) 間設(shè)定值既可以由用戶在編制用戶程序時(shí)設(shè)定，也可以由操作人員在工業(yè)現(xiàn)場通過人一機(jī)對話裝置實(shí)時(shí)地設(shè)定，完成定時(shí)或延時(shí)控制。 (3)計(jì)數(shù)控制： PLC 具有計(jì)數(shù)控制功能。一般計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率較低，如需對頻率較高的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則需要選用高速計(jì)數(shù)器模塊，其最高計(jì)數(shù)頻率可達(dá) 5OkHz。計(jì)數(shù)器的實(shí)際計(jì)數(shù)值也可以通過人一機(jī)對話裝置實(shí)時(shí)地讀出或修改。在新一代的 PLC 中，還可以采用 IEC 規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語言―― 順序功能圖編制用戶程序，使得 PLC 在實(shí)現(xiàn)按照事件或輸入狀態(tài)的順序控制相應(yīng)輸出的場合顯得更簡便。 PLC 可以接模擬量輸入和輸出模擬量信號(hào)。 (6)數(shù)據(jù)處理： PLC 具有數(shù)據(jù)處理能力。新一代的大、中型PLC 還能進(jìn)行函數(shù)運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算等。它既可以進(jìn)行 遠(yuǎn)程 控制，又能實(shí)現(xiàn) PLC 和 PLC、 PLC 和計(jì)算機(jī)之間的通信。 (8)其它： PLC 還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，例如 :定位控制模塊， CRT模塊 等 。（ 2）適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活。（ 4）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、 第 14 頁 調(diào)試方便。（ 6）網(wǎng)絡(luò)化。從硬件結(jié)構(gòu)看，它也有中央處理器（ CPU）、存儲(chǔ)器、輸入 /輸出（ I/O）接口、電源等組成。微處理器是 PLC 的運(yùn)算和控制中心，由它實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、數(shù)字運(yùn)算、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作。其主要任務(wù)有：控制從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲(chǔ)；用掃描的方式通過I/O 部件接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；診斷電源、 PLC 內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯(cuò)誤 等； PLC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，存儲(chǔ)器逐條讀取用戶指令，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞、邏輯運(yùn)算或數(shù)字運(yùn)算等；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像寄 第 15 頁 存器的內(nèi)容，再經(jīng)由輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 ： 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用于存放 PLC 生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在 PROM 或 EPROM 存儲(chǔ)器中，用戶不可訪問或修改。系統(tǒng)程序包括系統(tǒng)監(jiān)控程序、 用戶指令解釋程序、標(biāo)準(zhǔn)程序模塊、系統(tǒng)調(diào)用、管理等程序以及各種關(guān)系參數(shù)等。用戶程序區(qū)用于存放用戶竟編程器輸入的應(yīng)用程序。 （ 3）輸入、輸出單元 輸入、輸出單元是可編程序控制器的 CPU 與現(xiàn)場輸入、輸出裝置或其他外部設(shè)備之間的連接接口部件。所有輸入、輸出單元均帶有光耦合電路，其目的是把 PLC 與外部電路隔離開來，以提高 PLC 的抗干擾能力 。它的作用是供用戶進(jìn)行程序的編程、編輯、調(diào)試和監(jiān)視等。簡易型編程器只能聯(lián)機(jī)編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)換位語句表格式，才能送入。 （ 5）電源單元 電源單元是 PLC 的電源供給部分。有的電源單元還向外提供 24V 隔離直流電源，可供 第 16 頁 開關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場無源開關(guān)等使用。 PLC 除上述五部分外，隨機(jī)型的不同還有多種外部設(shè)備，其作用是幫助編程，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)通訊，常用的外部設(shè)備有編程器，打印機(jī)，盒式磁帶錄音機(jī)，計(jì)算機(jī)等。但 CPU 是以分時(shí)操作方式來處理各項(xiàng)任務(wù)的，計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能最一件事。各電器的動(dòng)作似乎是同時(shí)完成的，但實(shí)際輸入― 輸出響應(yīng)是滯后的。每一次掃描所用的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期或工作周期。 PLC 工作的全過程可用圖 所示的運(yùn)行框圖來表示。機(jī)器上電后對 PLC 系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化工作，包括硬件初始化， I/O 模塊配置檢查，停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理。 PLC 上電處理完成以后進(jìn)入掃描工作過程。當(dāng) CPU 處于 STOP 方式時(shí) ， 轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。 第三部分是出錯(cuò)處理。當(dāng)出現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí)， CPU 被強(qiáng)制為 STOP 方式，所有的掃描 停止。 S7200 在下列領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用：機(jī)床電氣、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料機(jī)械、包裝機(jī)械、煙草機(jī)械、沖壓機(jī)械、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸岱、食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、陶瓷工業(yè)、環(huán)保設(shè)備、電力自動(dòng)化設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、電梯、中央空調(diào)、真空裝置、恒壓供水和換工系統(tǒng)中各種泵和電磁閥的控制等。它將所有 的模板都裝入一個(gè)機(jī)體內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)整體。整體式 PLC 可以直接裝入機(jī)床火電控柜中，它是機(jī)電一體化特有產(chǎn)品。它的指令豐富，指令功能強(qiáng)，易于掌握、操作方便。最大可擴(kuò)展到 248 點(diǎn)數(shù)字量 I/O 或 35 路模擬量 I/O， 最多有 26KB 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空 第 19 頁 間。在觸點(diǎn)與線圈中， 1表示啟動(dòng)或通電，0表示沒有啟動(dòng)或沒有通電。當(dāng)線圈帶電時(shí)，其觸電是閉合的觸點(diǎn)的狀態(tài)是 ON或是 1。當(dāng)線圈帶電 時(shí)，其觸電是斷開的，觸點(diǎn)的狀態(tài)是 FFO 或是 0。 （ 2） 定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令 S7― 200 PLC 為用戶提供了三種類型的定時(shí)器：接通延時(shí)定時(shí)器 TON，記憶接通延時(shí)定時(shí)器 TONR，斷電延時(shí)定時(shí)器 TOF。 1ms、 10ms、 100ms。記憶接通延時(shí)定時(shí)器具有記憶功能，它用于對許多間隔的累計(jì)定時(shí)，而斷電延時(shí)定時(shí)器用于斷電后的單一時(shí) 間間隔計(jì)時(shí)。減計(jì)數(shù)器 CTD，加減計(jì)數(shù)器 CTUD。它的最大計(jì)數(shù)值為32767。 （ 3） 比較指令 比較指令是將兩個(gè)操作數(shù)按指定條件進(jìn)行比較。在實(shí)際用于中，使用比較指令為上下限