基于西门子PLC300的控制系统在热电厂中的应用

2014-08-15连剑俏

山东工业技术 2014年19期

连剑俏

（山西大唐国际临汾热电有限责任公司,山西临汾 041000）

1 前言

随着生活水平的提高，居民用电量及工业生产用电量等日益增多，，热电厂应该根据需求更新设备提高技术来满足社会需求，而PLC控制系统是适合于当今热电厂发展需求的新技术，其抗干扰性强、操作简单，功能强大。PLC控制系统已被多家热电厂应用于生产之中。

2 PLC控制系统硬件软件分析

PLC控制系统的硬件部分由上下机位控制点、I/O模块、电源模块、输入端结构模块及监控站组成。其硬件数量多，结构较为复杂。上下机位控制点600多个，数量较多；I/O模块是有主框架所配置，由于它的应用数目较小，所以可以适当的增加一些框架，使PLC控制系统更加稳定；PLC的电源模块和输入端结构模块唯一，所以电源模块提供了整个控制系统的用电需求；为了上下机位可以进行通讯[l]，PLC设置了监控站，以便系统灵敏迅速的对事件进行反应处理。PLC控制系统还包括软件部分，其主要应用了Tiosft软件。PLC自动控制系统自身配置了逻辑指令集合，保证了其对故障能进行及时处理，使系统能维持正常的运行。并且该系统配置了控制功能模块和函数功能模块，这两个模块同时运作时，不但操作程序可以简化而且能达到控制功能模块的作用，是操作更加快捷，当遇到一些复杂的控制时，这两个模块还能进行SF程序的编写，简化控制系统，方便热电厂应用。

3 PLC控制系统在热电中的应用

PLC控制系统在热电厂各个生产环节应用广泛，效果优异，为企业带来良好的效益。应用PLC控制系统后热电厂的产电量明显增长，缓解了用电压力。

（1）PLC控制系统在化学水处理中的应用。热电厂生产步骤较多，其中热电厂在工作中需要对化学水进行处理。传统的处理方法无法达到理想的效果。而在使用PLC控制系统的优势有很多，不但能较好的处理化学水，同时可延长设备的使用寿命及在一定程度上提高生产率，为公司带来隐形效益。可见PLC控制系统在生产过程中不可或缺的地位及意义。

在对化学水的一般处理过程中需要两组设备，各设阳床、过滤器及混床等设备。化学水处理程序被不复杂。其基本程序是首先将预处理的水进行过滤再进行分渗透为进一步处理做准备，然后对离子进行处理，离子包含阴阳离子，此时需要将阴阳离子进行交换，最后，将处理好已经混合的离子作为补给提供给水，这些水可以在电厂锅炉中得到有效的利用。

PLC控制系统在处理化学水时的作用主要体现在对过滤器和阴阳床的控制和对公用设备的控制上和对外部信号波的处理上。启动PLC后系统开始运行，运行方式有很多种。热电厂在实际生产中，两台PLC系统经常同时控制一台公用设备,这样程序间就容易造成冲突现象,最终可能造成设备严重受损，直接影响电厂的正常生产运作。为了能保证电厂工作的稳定运行，需要对PLC系统进行重置处理，当需要关闭设备时，必须在所有的PLC系统都为关闭的状态下关闭设备，这样能较好的维护设备，确保安全[2]。PLC的作用还体现在对外部信号波的处理上。在生产过程中，若将盐水箱水位作为外部停备的标准,此时,PLC控制系统就会立即自动进入停备状态,此时，输出设备也将自动关闭。但是盐水箱里的水呈不断波动状态，这将严重影响PLC系统对信息的判断，在水位在标准线上下波动时，PLC系统也会随之进行不断的开关，随着次数增多将会给设备带来损害，影响热电厂的正常生产运行，造成严重后果。为了避免这种事件，应该对PLC系统进行完善，可以在其内部设置一个常闭接点，当PLC接收到不稳定信号的时候，内部长闭接点就会启动立即断开，达到屏蔽不稳定信号干扰的作用，将会很好的维护设备，确保生产安全。

（2）PLC控制系统在石灰石—石膏湿法全烟气脱硫系统中的应用。热电厂在生产过程中将PLC控制系统运用到了石灰石—石膏湿法全烟气脱硫系统中，这一系统弥补了曾经采用DCS系统时的一系列缺陷。

PLC控制系统价格相对偏低，可以降低成产成本，间接的促进了热电厂的生产。PLC在功能方面的优势也远远超过DSC系统，PLC系统有监视功能,可对热电厂FGD装置中的众多生产环节进行监视控制,例如可对废水处理系统进行监视控制,对浆液制备进行监视控制，同时可以对辅助的工业水系统进行监视控制等等,并且PLC还能对FGD系统的电气设备进行监视和控制,在PLC的监视功能下，不但能保证设备的各个系统的每个环节的正常安全的运行，同时减少了成本。热电厂工作中需要很多辅助设备，而PLC恰好可以广泛运用到各个系统中，根据PLC系统的特性，在脱硫过程中所需要的备件可以与别的辅助控制系统的备件通用，这样可以在数量和种类上同时减少备件的数量，避免不必要的浪费。PLC系统的优势不仅仅体现在价格方面，还以现在其操作维护方面。DCS控制系统复杂，需要大量人力及较高的技术手段操作,PLC系统的构建比较简单，在短时间内就能完成，节约时间，提高工作效率，符合当代工作要求[3]。并且DSC的维护难度远远大于PLC的维护难度，因为DSC编程与维护复杂，这就需要热电厂具备超高技能的技术人员，而PLC的编程与维护简单，促进生产，更有益于热电厂的发展。

热电厂石灰石—石膏湿法全烟气脱硫系统中，PLC在维护、成本、构建等各方面都远远优于DSC系统，PLC控制系统更加适应现在发展的需求，更加有助于热电厂的发展，因此,热电厂要在成产的各个环节广泛应用PLC系统，以便更好更快的发展。

（3）PLC控制系统在气力除灰中的应用。除灰系统的运行影响到整个热电厂的每个环节的进行，如果除灰系统出现故障，热电厂整个系统将会瘫痪，为了保证安全生产，现如今大部分热电厂为了保证除灰系统的稳定运行，在生产系统中采用了PLC双机热备配置，主备形式主要由两套一模一样的配置组成,即:电源、PLC主机、通信以及热备处理模块。其中不同的配置负责不同的工作，而当PLC系统出现故障时，在短时间内可以使用备用机替代主机进行工作，保证了系统的正常运行。PLC双机热备方式在下位机组中也得到了运用，其对程点位进行实时的检测，将检测到的信息提供给上位机,上位机根据信息下达命令,PLC进行控制,整个流程实现了自动化控制,大大较少了人力的操作，提高了工作效率及处理速度。这一系统的结构较为复杂，同时在设计时需要注意工艺和工艺间的保护。PLC结构的设计可以在模块化机构上进行，所以其可读性和灵活性较好，方便修改，调试时也很便捷。

热电厂除灰系统采用PLC控制系统能有效地对分散在各个不同区域的系统做自动化的控制，并且该系统所需成本低,抗干扰性强，操作方便，顺应现在企业生产的发展要求。