基于PLC在液氯贮槽安全技术改造装置的应用与设计

2020-07-10李青林李林华

商品与质量 2020年11期

李青林李林华

湖南申联环保科技有限公司湖南郴州 423300

液氯贮槽是氯碱生产中重大危险源之一，也是安全管理的重点和难点，如何有效的预防和针对事故的应急处理，一直以来是各个氯碱厂所高度关注的问题之一。本文从实际出发，根据工艺及现场岗位要求，将组态技术和PLC技术应用于液氯贮槽这一对象中，以贮槽液位、压力、温度为监控参数，有毒气体浓度为控制变量，PLC为控制器，构成液氯贮槽的密闭控制系统[1]。

1 总体设计方案

1.1 工艺流程

图1

如图1所示，液氯贮槽处于一完全密闭的空间内，通过大小风机、碱泵、吸收塔和次氯酸钠贮罐等设备构成。为保证槽区空间内为负压，小风机属于常开设备，当密闭空间内发生氯气泄漏，测量浓度达到报警设定值HH限，自动联锁启动大风机和循环碱泵，由组合式吸收塔吸收后回收至次氯酸钠贮罐。

1.2 主要仪表

a.有毒气体探测仪：选用特安电子公司的ES2000探测器，将液氯贮槽空间内6台探测器4-20mA电流信号集中送至多通道控制器显示，分别整定高限报警值后，利用其继电器输出端子转换后将报警信号送至PLC。

b.液位变送器：由于液氯贮槽为压力容器，故从安全出发选用非接触式外测液位计。贮槽液位计与自动切断阀联锁实现自动控制。

c.自动切断阀：选用衬氟蝶阀，配置保位装置，当自动阀不能正常工作时，上位机报警提示。

1.3 联锁逻辑

a.当液氯贮槽A高高报时，先打开LV_2101B进料阀，然后再关闭LV_2101A进料阀。反之，当液氯贮槽B高高报时，先打开LV_2101A进料阀，然后再关闭LV_2101B进料阀。C/D槽同上。

b.当装置区毒性气体浓度高高报时，联锁启动风机C20102和碱液循环泵P2101A/P2101B。

2 系统设计

2.1 PLC硬件设计

PLC硬件模块由CPU模块、数字量输入模块、模拟量输入模块和通讯串口卡等硬件构成，考虑该装置为升级改造，故设计该系统留有一定的余量，以便整合原有仪表柜所有参数。

2.2 I/O端口分配

控制系统主要包括液位控制程序段、风机碱泵联锁程序段、模拟量输入点、开关量输入输出点等单元，主要I/O分配如下表1：

2.3 下位机组态程序设计

a.液位自动联锁控制：M3.1联锁开关投入下，上位机贮槽B液位显示超过联锁设定值80%，且B槽自动切断阀反馈I0.2为开状态，满足条件的Q0.0A槽自动阀自动打开。反之，当A槽液位超过设定联锁值，B槽自动阀打开，A槽自动阀关闭[2]。

表1 I/O端口分配表

b.风机联锁程序：同液位自动控制程序一样，联锁控制分为开程序和关程序，开关程序分别为手动和自动两个模式。手动模式下：上位机操作M2.6，联锁开关M3.5解除状态下，可直接启动Q0.6风机。自动模式下：装置区氯气浓度I1.1达到高高报警值，且联锁开关M3.5投入下，自动启动Q0.6风机。关程序则设计三种状态下停止运行Q0.6风机：①手动模式下，上位机操作M2.6且联锁开关M3.5为解除状态下，Q0.6风机停止运行。②装置区浓度报警信号I1.1断开，联锁M3.5投入下停止运行Q0.6风机。③风机故障信号I2.6闭合时，联锁M3.5投入Q0.6停止运行。

c.碱泵联锁程序：同样设计为开程序和关程序。开程序：①上位机操作M1.3且联锁开关M1.2为解除状态下启动Q0.4A号碱泵。②M1.2联锁开关投入状态下，装置区浓度高高报I1.1闭合，I1.6B泵运行信号断开，则按T32设定延时启动Q0.4。关程序同风机停止程序同理，不一一叙述。