PLC在火炬自動(dòng)點(diǎn)火控制中的應(yīng)用

可編程邏輯控制器（PLC）是自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)、具有通信功能、編程方便、結(jié)構(gòu)模塊化等特點(diǎn)，是一種專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。在現(xiàn)代集散控制系統(tǒng)中，PLC已經(jīng)成為一種重要的基本控制單元，在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用前景極其廣泛。

二、系統(tǒng)概況

大慶石化公司化工一廠火炬系統(tǒng)是在生產(chǎn)裝置緊急停車(chē)的情況下，需要對(duì)緊急排放的氣體進(jìn)行燃燒的安全保護(hù)性裝置，同時(shí)也用來(lái)燃燒生產(chǎn)過(guò)程中排放的有毒廢氣。

1、控制系統(tǒng)配置

控制系統(tǒng)的邏輯程序是按照自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工藝特征、電弧特性、燃?xì)馓匦?、安全要求、輸?輸出參數(shù)等綜合因素統(tǒng)籌考慮而設(shè)計(jì)的，系統(tǒng)配置方框圖如圖1所示。

2、工作過(guò)程

當(dāng)燃?xì)馀欧艜r(shí)，火炬總管內(nèi)的流量信號(hào)升高到給定值時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為有燃?xì)庀蚧鹁媾欧牛蒔LC+PC等組成的控制系統(tǒng)，控制高壓發(fā)生器和調(diào)理器輸出高電壓，使高空點(diǎn)火器內(nèi)的電弧發(fā)生裝置產(chǎn)生面狀電弧火源，并打開(kāi)高壓燃?xì)怆姶砰y向高空點(diǎn)火器內(nèi)噴入燃?xì)猓瑫r(shí)與空氣混合被點(diǎn)燃，自高空點(diǎn)火器頂部噴出火焰，并引燃火炬頂部的排放燃?xì)狻?/p>

火炬點(diǎn)燃后，由火炬火焰遙測(cè)器探得火焰信號(hào)，反饋給控制系統(tǒng)，停止向高空點(diǎn)火器供給高壓電和燃?xì)猓c(diǎn)火過(guò)程完成，系統(tǒng)處于監(jiān)控狀態(tài)。

當(dāng)因某種原因，火炬自動(dòng)熄滅，排放燃?xì)庖廊淮嬖跁r(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)重新點(diǎn)火，以保證火炬點(diǎn)燃。

當(dāng)火炬點(diǎn)燃后，火炬頂部的消煙蒸汽也同時(shí)投用。系統(tǒng)將自動(dòng)打開(kāi)消煙蒸汽管道上的蒸汽控制閥，若火炬熄滅，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉蒸汽調(diào)節(jié)閥，接通氮?dú)狻；鹁媾欧艢馊绻Ｖ古欧?，或排放很少，火炬可能熄滅，氮?dú)鈱⒆詣?dòng)引入火炬筒內(nèi)，火炬點(diǎn)燃時(shí)自動(dòng)切斷氮?dú)狻?/p>

三、硬件組成

1、操作站硬件配置

CPU：1G；內(nèi)存：256M；硬盤(pán)：40G

2、PLC硬件配置

CPU單元：C200HS -CPU21-E

CPU底板：C200H -BC101-V2

開(kāi)關(guān)量輸入單元C200H -ID212

模擬輸入單元：C200H -AD002

繼電器輸出單元：C200H -OC225

通訊接口：RS232

3、I/O點(diǎn)分配

開(kāi)關(guān)量輸入：16路

開(kāi)關(guān)量輸出：16路

模擬量輸入：隔離輸入8路（可擴(kuò)16路）

模擬量輸出：8路

四、系統(tǒng)軟件

1、軟件配置

操作系統(tǒng)：Windows NT4.0

系統(tǒng)軟件 TAL-401.PLC

應(yīng)用軟件 WINMAKER V4.01

2、系統(tǒng)軟件功能特點(diǎn)

TAL-401.PLC 支持軟件是基于Windows3.1/95,支持梯形圖和助記符的編程工具，它充分利用Windows GUI 功能，大量使用通俗易懂的顯示，更有效的剪貼操作和鼠標(biāo)操作。

PLC面向現(xiàn)場(chǎng)的模擬量輸入輸出設(shè)備和各種開(kāi)關(guān)量的輸入輸出設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算及各種邏輯動(dòng)作的實(shí)時(shí)控制。

PLC在脫離PC機(jī)的情況下依然能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，一些運(yùn)行結(jié)果、特征標(biāo)記、采集的數(shù)據(jù)值和運(yùn)算結(jié)果都存入PLC相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，等待PC機(jī)取出。

PLC接受PC機(jī)的命令，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)施點(diǎn)火操作。

軟件的主要特點(diǎn)為：

• 在線(xiàn)狀態(tài)中可以編寫(xiě)程序。

• 對(duì)應(yīng)于豐富的SYSMAC 機(jī)器：適用于SYSMAC C系列到CVM1/CV 系列的機(jī)器。

• 可以讀出并編寫(xiě)用OMRON　DOS版支持軟件（CV支持軟件、SYSMAC 支持軟件等）編寫(xiě)的程序。

• 在多重窗口下可同時(shí)編寫(xiě)多個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)高效地編寫(xiě)程序。

• 可以進(jìn)行指令、I/O名稱(chēng)、I/O指令、行指令的部分查找，還可以查找、替換I/O編號(hào)、DM 等內(nèi)容。

3、應(yīng)用軟件WINMAKER V4.01的功能

• 可以在WIN95、98、2000、NT平臺(tái)上安裝。

• 面向PLC，具有很強(qiáng)的編輯功能。

• 可以采集PLC中的數(shù)據(jù)，也可修改PLC中的內(nèi)容。

• 可以進(jìn)行畫(huà)面、曲線(xiàn)、顯示點(diǎn)、報(bào)警、控制等功能的編輯。

• 可以對(duì)各種給定參數(shù)進(jìn)行修改。

• 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連接控制和程序控制之間的切換。

• 按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)顯示系統(tǒng)模擬流程畫(huà)面。

• 顯示系統(tǒng)操作畫(huà)面和參數(shù)調(diào)整畫(huà)面。

• 顯示報(bào)警畫(huà)面。

• 顯示數(shù)據(jù)報(bào)表畫(huà)面

• 打印顯示畫(huà)面、設(shè)置參數(shù)和報(bào)表等

五、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

1、操作功能

• 啟動(dòng)點(diǎn)火：實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)、全自動(dòng)、硬手動(dòng)點(diǎn)火的控制與顯示。

• 停止點(diǎn)火：控制高壓電相關(guān)設(shè)備和某些工藝參數(shù)的接通與斷開(kāi)。

• 試報(bào)警：實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火失敗的報(bào)警系統(tǒng)。

• 消報(bào)警：確認(rèn)報(bào)警。

• 打印畫(huà)面：打印各種即時(shí)報(bào)表，操作信息，歷史曲線(xiàn)。

2、顯示功能

• 顯示流程圖。

• 顯示當(dāng)前參數(shù)曲線(xiàn)

• 顯示歷史趨勢(shì)。

• 顯示過(guò)程即時(shí)值。

• 顯示積算器記錄。

• 顯示記錄查詢(xún)（圖3）。

3、門(mén)檻設(shè)置

• 設(shè)定燃?xì)馀欧艍毫?dòng)點(diǎn)火門(mén)檻。

• 設(shè)定火炬火焰，確定燃燒的門(mén)檻。

• 設(shè)定高空點(diǎn)火器門(mén)檻。

4、時(shí)間設(shè)定

• 設(shè)定點(diǎn)火持續(xù)時(shí)間。

• 設(shè)定送燃?xì)鈺r(shí)間。

• 設(shè)定火焰確認(rèn)時(shí)間。

• 設(shè)定點(diǎn)火次數(shù)。

• 設(shè)定超前送高壓時(shí)間。

• 設(shè)定再次點(diǎn)火間隔時(shí)間。

六、編程步驟

編制一個(gè)PC控制程序的基本步驟如下：

1、確定被控制系統(tǒng)必須做哪些事情及完成的順序；

2、分配輸入和輸出設(shè)備到PC的I/O位。也就是決定哪些外部設(shè)備將發(fā)送信號(hào)到PC和哪些設(shè)備從PC接收信號(hào)；

3、使用繼電器梯形符號(hào)，畫(huà)出梯形圖以描述所需操作規(guī)程的順序和他們之間的內(nèi)部關(guān)系；

4、如果用編程器，應(yīng)把梯形圖符號(hào)轉(zhuǎn)換為記憶符指令代碼，使程序邏輯能夠被輸入到CPU；

5、對(duì)程序的錯(cuò)誤進(jìn)行檢查；

6、調(diào)整程序以糾正錯(cuò)誤；

7、運(yùn)行程序并測(cè)試執(zhí)行中的錯(cuò)誤；

8、再次調(diào)整程序以糾正錯(cuò)誤。

整個(gè)系統(tǒng)的邏輯框圖見(jiàn)圖4。

七、投用效果

該P(yáng)LC火炬自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)自2000年6月投用以來(lái)，目前使用狀況良好，運(yùn)行穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)火炬在線(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火，即在沒(méi)有廢氣排放時(shí)熄滅火炬長(zhǎng)明燈。該系統(tǒng)克服了人工點(diǎn)火、長(zhǎng)明燈點(diǎn)火和一般電打火的缺陷，采用*的電梯發(fā)弧方式和遠(yuǎn)距離遙測(cè)火炬火焰，以PLC+PC組成主控器，實(shí)現(xiàn)了火炬點(diǎn)火的安全可靠，為我廠全面回收裝置廢氣，*消滅火炬長(zhǎng)明燈提供了安全可靠的保證。