PLC在锅炉干式出灰系统中的应用
- 2007年07月04日 10:04:42来源：烟台勾股通信技术有限公司
一、引言
电厂出灰系统是热电厂的一个重要系统。近几年灰渣利用率越来越高,同时干式出灰系统具有节约水资源、保护环境等特点，因此目前电厂出灰多采用干式出灰系统。在干式出灰系统中，工况恶劣、控制点数多。传统的
控制系统由于抗*力弱、可靠性差、效率低，达不到预期的控制目标。而可编程逻辑
控制器（PLC）的抗*力强、可靠性高，选用可编程
控制器（PLC）用于某热电厂锅炉干式出灰系统可以显著提高工程的实用性。
二、工艺流程及控制要求
1、系统工作流程
某热电厂共有八台锅炉，每台锅炉包括三个电场集尘装置，每个电场包括一组（两个）仓
泵，每个仓
泵附近配置一个就地控制箱,利用控制箱盘面上的手动开关，可以对现场
阀门进行手动操作和现场调试。下面以单个仓
泵为例来说明具体的工艺流程。
锅炉烟气中的灰尘通过电收尘收集后落入灰仓，灰仓下部安装有仓
泵，灰经输灰管进入仓
泵。在自动控制运行工况下，具体工艺流程为:仓
泵内无灰时，打开透气阀→延时5s→开进料阀→延时5s→当仓
泵进料量达到设定值（时间/重量/人工）时→料位信号到→关闭进料阀→延时5s→关闭透气阀→此时判断母管压力是否到位/判断灰管压力是否到位/判断在此系统中没有其它仓
泵出灰，所有条件满足→打开出料阀→延时5s→打开一次气阀→延时5s→打开二次气阀1min后→检查灰管压力，当灰管压力低于设定值时→关闭一次气阀→延时20s后→关闭二次气阀→关闭出料阀完成一次出灰循环。
当发生出灰管路堵塞时，系统设置了排堵阀，通过负压反抽来疏通出灰管路。关闭一次气阀后，延时20s后关闭二次气阀。目的是保证出灰管路畅通，避免发生管路堵塞。每台仓
泵的出灰系统如图1所示。
图1 出灰系统流程示意图
2、控制要求
（1） 实现出灰的过程自动化，为便于操作调整及应急处理，应能随时切换到手动控制状态;
（2） 当操作室内的“远程/就地”开关打到“就地”位置时，自动停止出灰;
（3） 仓
泵的进料重量和进料时间双重控制，进料重量或进料时间任意一个达到要求都作为仓
泵料满对待;
（4）同一出灰管线上只能有一个仓
泵出灰，一电场用一根出灰管，先满足出灰条件的优先出灰，二、三电场共用一根出灰管，先满足出灰条件的优先出灰;
（5） 当发生灰管堵塞后（灰管压力大于550KPa），报警
指示灯发出声光报警，直至灰管堵塞故障排除;
（6） 当来气母管压力小于400KPa时，系统自动停止运行。
三、
控制系统构成
本系统选用西门子公司的S7-300型可编程
控制器和MT500型
触摸屏人机界面。MT500型
触摸屏直观生动地显示PLC、PC机上的数据信息。S7-300是模块化中型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。该
控制系统主要由主控制柜、现场控制箱、若干测量传感器和辅助电器（
称重传感器、
压力传感器、电磁阀等由生产厂家配套供给）等组成，具有仓
泵运行远程自动、远程手动、现场手动三种控制方式，控制方式的转换由设置在主控制柜上的转换开关完成。开关切换至自动位置时，点击要使用的仓
泵画面，可选择其中一种方式。
S7-300系列PLC作为西门子公司的新一代产品，具有以下特点:
（1） 功能强:*的计算性能，*的指令集，MPI接口和通过SIMATIC NET联网能力强;
（2）快速:指令处理极其快速，功能*的CPU只需0.3ms就可处理1024个二进制语句，在文字处理方面也同样表现出色;
（3） 通用:高性能模板和六种CPU适用任一场合，模块可扩至3个扩展机架，用户友好的WINDOWS
STEP7编程;
（4）全集成:全部模块化，运行可靠，操作方便，特别适合于比较恶劣的工况。本系统PLC由
电源模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块和*处理单元组成。
控制系统组成框图如图2所示。
图2 出灰
控制系统图
四、软件设计
1、系统界面设计
系统界面分系统主画面与系统操作画面。在系统主画面中，可以选择要操作的仓
泵和要启停的系统。
在操作画面中，运行人员可观察每个仓
泵的运转情况，也可对每个仓
泵进行远方操作或根据运行工况对系统的参数进行修正，以保证系统的正常运行。故障发生后，可以在操作画面进行故障的处理。系统的操作画面如图3所示：
图3 操作画面
2、系统程序设计
（1）在系统程序设计中，为防止在自动运行状态下，由于灰量大或别的原因使出灰过程受阻，引起灰管压力上升慢，给系统造成仓
泵内灰已出完的假象，从而导致系统判断失误。为避免系统操作引起堵管，在程序中设置了一分钟的延时时间，在出料阀打开一分钟后再检测灰管的压力，给出灰过程的顺利进行提供可靠的保证。
（2）为防止过程参数的影响，特设定了出料时间和进料时间。为防止重量信号出现故障而使
控制系统一直处于进料状态，引起仓
泵灰满特设定进料时间，无论重量信号有无达到设定值，都将停止进料。另外由于灰管压力不只受出灰过程的影响，而且还受来气母管压力的影响，当来气管压力升高时，会造成出灰过程顺利，灰已全部出完，但灰管压力长时间下降不到给定值。因此在程序设计中增加了出料时间，当出料时间大于8min时，系统就自动停止出灰，进入下轮循环，有效地避免了系统长时间不出灰的状况。
（3）当系统的来气压力低于额定值400kPa或灰管压力高于给定值（550kPa）时系统自动停止运行，因为此时灰管易出现堵管现象，为防止事故的进一步扩大。系统会自动出现报警，正在运行的系统会立即停下来，所有的
阀门自动关闭。此时将系统切换至远程控制排堵。
五、结束语
项目由于采用了PLC技术，系统的可靠性显著提高。通过实际运行可知系统性能稳定可靠，满足工艺要求。
