基于PLC的火電廠煙氣脫硫控制系統(tǒng)研究與設計
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2 脫硫控制系統(tǒng)設計
2．1 設計方案分析
根據(jù)對脫硫工藝及控制系統(tǒng)功能的要求，目前通常采用的脫硫控制系統(tǒng)有三種：
(1)采用模擬儀表和工控機的控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)廣泛應用于中、小型電廠，系統(tǒng)配置簡潔，造價較低。但在一些大、中型的控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)要同現(xiàn)場其他電氣設備實現(xiàn)各種聯(lián)鎖關系，在這種情況下，單一依靠工控機以及模擬儀表無法實現(xiàn)這些復雜的控制功能，系統(tǒng)的可靠性較低。
(2)采用DCS的控制系統(tǒng)，充分利用DCS的軟、硬件資源，提高系統(tǒng)的可靠性。但由于DCS系統(tǒng)造價較高，所以一般在一些有著較為全面規(guī)范的大中型控制系統(tǒng)中使用。
(3)采用PLC和工控機的控制系統(tǒng)，將PLC作為系統(tǒng)的控制核心，工控機與PLC結(jié)合，并實現(xiàn)通訊。PLC是面向工業(yè)發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制器，具有編程靈活、功能齊全、控制簡單、使用方便、抗干擾能力強、體積小、重量輕、耗電省等特點，在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中得到了廣泛的應用。近幾年，在脫硫系統(tǒng)中廣泛采用了PLC控制，改善了工人的工作環(huán)境，提高了脫硫的效率，取得了很大的經(jīng)濟成效。
在分析、比較上述三種脫硫控制系統(tǒng)設計方案的基礎上，構建了由工控機和PLC組成的上下位機脫硫控制系統(tǒng)，其結(jié)構框圖如圖2所示。系統(tǒng)以“研華”IPC－6102工業(yè)控制計算機(PC)作為系統(tǒng)上位機，配以PHILIPS 21寸彩色顯示器，激光打印機和鍵盤等；西門子(SIEMENs)SEMATIC S7－300可編程控制器作為系統(tǒng)下位機。PC通過適配器MPI卡(多點接口卡)與PLC互相通訊、互相聯(lián)系。為確保突然停電時不影響上位機監(jiān)控系統(tǒng)的運行，系統(tǒng)配置有UPS(Uninter－ruptible Power Supply，不間斷電源)。PLC用于現(xiàn)場設備參數(shù)和信號的采集、運算、調(diào)節(jié)輸出、控制各設備運行；上位機主要用于工藝運行參數(shù)設定、系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)設定、實時運行曲線檢測和設備故障報警等，實現(xiàn)脫硫控制過程的自動化管理與控制。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/163488.htm
2．2 可編程控制器選擇
煙氣脫硫自動控制系統(tǒng)對硬件的要求很高，其生產(chǎn)過程中的特點決定了系統(tǒng)必須具備較高的可靠性，較快的速度等，在眾多的PLC產(chǎn)品中，S7-300 PLC功能強、速度快、擴展靈活；它具有緊湊、無槽位限制的模塊化結(jié)構。本系統(tǒng)選用了SIEMENS公司生產(chǎn)的緊湊模塊式結(jié)構的小型SIMATIC S7-300可編程控制器，它是目前國內(nèi)應用較多，性能價格比較好的高性能PLC。
2．3 電源電路
由于系統(tǒng)沒有專用電源供電，而是由電網(wǎng)供電。與電網(wǎng)相連的晶閘管整流設備以及脫硫過程中的大功率負載等，在運行時會產(chǎn)生大量的高次諧波，而使交流電網(wǎng)造成污染，電壓波形發(fā)生畸變。因此現(xiàn)場用來對PLC、打印機和上位機等進行供電的電源帶有隔離變壓器和電源濾波器，以增強抗干擾能力，電路如圖3所示。由于電網(wǎng)中的高頻干擾主要不是通過變壓器的原、副邊線圈的互感耦合，而是靠原副邊繞組之間的分布電容耦合的，為此系統(tǒng)采用了隔離變壓器，隔離變壓器的原副邊繞組之間均有隔離屏蔽層，并將零電位線經(jīng)電容接地，因而該隔離變壓器原副邊繞組之間的分布電容很小，所以抗電網(wǎng)干擾能力很強。
系統(tǒng)的交流電源先經(jīng)凈化穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓、交流隔離器隔離后輸出，在交流隔離器的輸出端設置了交流低通濾波器，用于濾除高次諧波，并使50 Hz的基波能順利通過，改善了電源的電壓波形，防止了高頻干擾和尖峰脈沖干擾。
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