浅谈多管冲击式除尘器PLC自动控制系统的设计及实现
栏目:协会论文集 发布时间:2020-04-26

浅谈多管冲击式除尘器PLC自动控制系统的设计及实现

李燕福

摘要:分析目前多管冲击式除尘器控制系统的现状,提出具有一键启停、综合保护、技术先进、运行可靠的系统设计方案,运用PLC控制技术,实现多管冲击式除尘器的无人值守,从而降低操作人员的劳动强度,提高设备的可靠性。

关键词:多管;冲击式;除尘器;自动;控制;设计

1 引言

目前多管冲击式除尘器控制系统是继电器控制系统,其技术落后,保护逻辑不完善,无法实现一键启停及自动控制。为了适应电力企业集散控制的需求,降低运行人员的劳动强度,提高设备的自动化程度,提升设备的可靠性,需要一套采用PLC为核心的综合自动化控制系统。

2 多管冲击式除尘器结构及工作原理

2.1多管冲击式除尘器的结构

多管冲击式除尘器由除尘器本体、进出风管、挡灰板、联箱、挡水板、汇风室、送风机、水位控制装置、溢流箱、供水管路、通气管、排污装置等组成。

2.2 多管冲击式除尘器工作原理

如图1所示,含尘气体由入口进入后,较大的粉尘颗粒被挡灰板(1)阻挡下落后被除掉,较小的粉尘颗粒随着气流一同进入联箱(2),这时含尘气体经过送风管(3),以较高的速度从喷头(4)处喷出,冲击液面撞击起大量的泡沫和水滴,以此达到净化空气的目的。净化后的空气在风机的作用下(下用虚线箭头),通过第一挡水板(5)和第二挡水板(6)由出风口(或离心风机出风口)排出。净化后的气体中所含有的水滴由第一、第二挡水板除掉。含尘空气的整个除尘过程是在负压状态下进行的,而液面高度由溢流管和水位控制仪(11)控制。

1 多管冲击式除尘器结构

3 多管冲击式除尘器控制系统现状

    目前多管冲击式除尘器采用继电器控制系统,无法实现一键启停及自动控制。DCS只能在远程启停风机,而冲洗排污、系统加水、停止排污等操作需要运行人员到现场操作,大大增加了运行人员的工作量。进水保护系统不够完善,一旦液位控制系统出现故障时,水会溢流至除尘器外部,影响设备正常运行。

多管冲击式除尘器PLC自动控制系统的设计

4.1 系统结构:

系统由主控PLC(西门子S7-200 SMART)、水位控制仪、电动机保护模块、DCS控制模块、风机控制模块、排污控制模块、给水控制模块等组成。

 

2 多管冲击式除尘器自动控制系统结构

 

3 多管冲击式除尘器自动控制系统实物图

4.2 工作原理:

控制系统分为两种模式:就地手动,远程自动。

4.2.1就地手动模式

运行人员通过现场控制柜上的按钮和旋转开关手动启停风机,排污阀,液位上水阀,实现除尘系统就地手动控制。

4.2.2远程自动模式

运行人员通过在集控室操作DCS画面中多管冲击式除尘器的启停按钮来实现对其一键启停控制。当除尘系统切换到远程自动模式时,系统首先关闭排污阀,打开进水阀,开始补水,当水位达到高液位或达到预定时间后进水阀关闭(两者只要满足一个条件,双保护防止高液位不起作用时无法关闭进水阀,导致溢出),启动风机,除尘系统开始运行。当远程停止运行后,停止风机,打开排污阀,开始排污冲洗,冲洗完成后关闭液位进水阀,系统停止运行。

4 多管冲击式除尘器自动控制系统原理图

4.3 系统特点

4.3.1使用PLC工业控制技术实现自动控制

    系统采用西门子S7-200PLC作为主控设备,采集液位保护信号、电机保护信号、设备运行状态信号等,实现就地的一键自动控制与DCS远程一键自动控制,就地手动控制模式也减少了原系统需要运行人员在就地的操作流程,大大减低了运行人员的工作量,提高了设备的自动化程度。

4.3.2 系统保护逻辑完善,可靠性高

系统不仅具有风机、排污阀电机的综合保护,还具有进水系统的双保护功能。一方面使用水位控制信号联动进水阀的开关来实现液位高保护,另一方面使用PLC的时间控制功能,在进水阀开启时进行延时计时,防止在液位高保护失效时没有及时关闭进水阀,导致水溢流至煤仓或外部,提高了设备的可靠性。

4.3.3 系统操作简单,一键启停

系统实现了风机启停、冲洗排污、系统补水、停止排污的顺序自动控制,操作简单,任何一个环节有异常时均会发出DCS报警提示。

4.4 PLC逻辑控制指令设计(以西门子S7-200 SMART PLC为例)

4.4.1 进水阀进水指令

    当多管冲击式除尘器启动后,并且高液位未触发,则进水阀开启,当高液位触发后,进水阀关闭;或者是进水阀开启180秒后高液位仍然未触发,则进水阀也关闭。梯形图如下:

6 给水阀加水梯形图指令

4.4.2 自动排污指令

    当多管冲击式除尘器停止后,自动打开排污阀,延时4.5秒,后关闭排污阀。当液位保护动作时,系统也会自动打开排污阀,延时4.5秒,后关闭排污阀。梯形图如下:

7 自动排污梯形图指令

5 系统经济性

系统改变了原来启停多管冲击式除尘器需要运行人员到现场操作、补水时需要运行人员现场盯守的问题,大大降低了运行人员的工作量,提高了设备的可靠性。系统改造后实现了输煤与机炉电的大集控,减少了输煤程控人员,实现了减员增效。

6 结束语

系统运用了PLC工业控制技术,结合多种保护信号、开关信号,实现了多管冲击式除尘器的一键自动启停控制,系统不仅运行可靠,自动化程度高,而且能够实现减员提效,降低运行成本。
 参考文献

 [1] 韩战涛.西门子S7-200 PLC功能指令应用详解.电子工业出版社.2014