PLC在火炬自動點火控制中的應用

可編程邏輯控制器（PLC）是自動控制、計算機和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有可靠性高、適應性強、具有通信功能、編程方便、結(jié)構(gòu)模塊化等特點，是一種專門用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制的現(xiàn)場設(shè)備。在現(xiàn)代集散控制系統(tǒng)中，PLC已經(jīng)成為一種重要的基本控制單元，在工業(yè)控制領(lǐng)域中應用前景極其廣泛。

二、系統(tǒng)概況

大慶石化公司化工一廠火炬系統(tǒng)是在生產(chǎn)裝置緊急停車的情況下，需要對緊急排放的氣體進行燃燒的安全保護性裝置，同時也用來燃燒生產(chǎn)過程中排放的有毒廢氣。

1、控制系統(tǒng)配置

控制系統(tǒng)的邏輯程序是按照自動點火系統(tǒng)的工藝特征、電弧特性、燃氣特性、安全要求、輸入/輸出參數(shù)等綜合因素統(tǒng)籌考慮而設(shè)計的，系統(tǒng)配置方框圖如圖1所示。

2、工作過程

當燃氣排放時，火炬總管內(nèi)的流量信號升高到給定值時，系統(tǒng)認為有燃氣向火炬排放，由PLC+PC等組成的控制系統(tǒng)，控制高壓發(fā)生器和調(diào)理器輸出高電壓，使高空點火器內(nèi)的電弧發(fā)生裝置產(chǎn)生面狀電弧火源，并打開高壓燃氣電磁閥向高空點火器內(nèi)噴入燃氣，同時與空氣混合被點燃，自高空點火器頂部噴出火焰，并引燃火炬頂部的排放燃氣。

火炬點燃后，由火炬火焰遙測器探得火焰信號，反饋給控制系統(tǒng)，停止向高空點火器供給高壓電和燃氣，點火過程完成，系統(tǒng)處于監(jiān)控狀態(tài)。

當因某種原因，火炬自動熄滅，排放燃氣依然存在時，系統(tǒng)將自動重新點火，以保證火炬點燃。

當火炬點燃后，火炬頂部的消煙蒸汽也同時投用。系統(tǒng)將自動打開消煙蒸汽管道上的蒸汽控制閥，若火炬熄滅，系統(tǒng)會自動關(guān)閉蒸汽調(diào)節(jié)閥，接通氮氣?；鹁媾欧艢馊绻Ｖ古欧?，或排放很少，火炬可能熄滅，氮氣將自動引入火炬筒內(nèi)，火炬點燃時自動切斷氮氣。

三、硬件組成

1、操作站硬件配置

CPU：1G；內(nèi)存：256M；硬盤：40G

2、PLC硬件配置

CPU單元：C200HS -CPU21-E

CPU底板：C200H -BC101-V2

開關(guān)量輸入單元C200H -ID212

模擬輸入單元：C200H -AD002

繼電器輸出單元：C200H -OC225

通訊接口：RS232

3、I/O點分配

開關(guān)量輸入：16路

開關(guān)量輸出：16路

模擬量輸入：隔離輸入8路（可擴16路）

模擬量輸出：8路

四、系統(tǒng)軟件

1、軟件配置

操作系統(tǒng)：Windows NT4.0

系統(tǒng)軟件 TAL-401.PLC

應用軟件 WINMAKER V4.01

2、系統(tǒng)軟件功能特點

TAL-401.PLC 支持軟件是基于Windows3.1/95,支持梯形圖和助記符的編程工具，它充分利用Windows GUI 功能，大量使用通俗易懂的顯示，更有效的剪貼操作和鼠標操作。

PLC面向現(xiàn)場的模擬量輸入輸出設(shè)備和各種開關(guān)量的輸入輸出設(shè)備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、運算及各種邏輯動作的實時控制。

PLC在脫離PC機的情況下依然能夠正常運轉(zhuǎn)進行實時控制，一些運行結(jié)果、特征標記、采集的數(shù)據(jù)值和運算結(jié)果都存入PLC相應的存儲單元，等待PC機取出。

PLC接受PC機的命令，通過計算機實施點火操作。

軟件的主要特點為：

• 在線狀態(tài)中可以編寫程序。

• 對應于豐富的SYSMAC 機器：適用于SYSMAC C系列到CVM1/CV 系列的機器。

• 可以讀出并編寫用OMRON　DOS版支持軟件（CV支持軟件、SYSMAC 支持軟件等）編寫的程序。

• 在多重窗口下可同時編寫多個程序，實現(xiàn)高效地編寫程序。

• 可以進行指令、I/O名稱、I/O指令、行指令的部分查找，還可以查找、替換I/O編號、DM 等內(nèi)容。

3、應用軟件WINMAKER V4.01的功能

• 可以在WIN95、98、2000、NT平臺上安裝。

• 面向PLC，具有很強的編輯功能。

• 可以采集PLC中的數(shù)據(jù)，也可修改PLC中的內(nèi)容。

• 可以進行畫面、曲線、顯示點、報警、控制等功能的編輯。

• 可以對各種給定參數(shù)進行修改。

• 實現(xiàn)系統(tǒng)連接控制和程序控制之間的切換。

• 按國際標準顯示系統(tǒng)模擬流程畫面。

• 顯示系統(tǒng)操作畫面和參數(shù)調(diào)整畫面。

• 顯示報警畫面。

• 顯示數(shù)據(jù)報表畫面

• 打印顯示畫面、設(shè)置參數(shù)和報表等

五、系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

1、操作功能

• 啟動點火：實現(xiàn)半自動、全自動、硬手動點火的控制與顯示。

• 停止點火：控制高壓電相關(guān)設(shè)備和某些工藝參數(shù)的接通與斷開。

• 試報警：實現(xiàn)點火失敗的報警系統(tǒng)。

• 消報警：確認報警。

• 打印畫面：打印各種即時報表，操作信息，歷史曲線。

2、顯示功能

• 顯示流程圖。

• 顯示當前參數(shù)曲線

• 顯示歷史趨勢。

• 顯示過程即時值。

• 顯示積算器記錄。

• 顯示記錄查詢（圖3）。

3、門檻設(shè)置

• 設(shè)定燃氣排放壓力啟動點火門檻。

• 設(shè)定火炬火焰，確定燃燒的門檻。

• 設(shè)定高空點火器門檻。

4、時間設(shè)定

• 設(shè)定點火持續(xù)時間。

• 設(shè)定送燃氣時間。

• 設(shè)定火焰確認時間。

• 設(shè)定點火次數(shù)。

• 設(shè)定超前送高壓時間。

• 設(shè)定再次點火間隔時間。

六、編程步驟

編制一個PC控制程序的基本步驟如下：

1、確定被控制系統(tǒng)必須做哪些事情及完成的順序；

2、分配輸入和輸出設(shè)備到PC的I/O位。也就是決定哪些外部設(shè)備將發(fā)送信號到PC和哪些設(shè)備從PC接收信號；

3、使用繼電器梯形符號，畫出梯形圖以描述所需操作規(guī)程的順序和他們之間的內(nèi)部關(guān)系；

4、如果用編程器，應把梯形圖符號轉(zhuǎn)換為記憶符指令代碼，使程序邏輯能夠被輸入到CPU；

5、對程序的錯誤進行檢查；

6、調(diào)整程序以糾正錯誤；

7、運行程序并測試執(zhí)行中的錯誤；

8、再次調(diào)整程序以糾正錯誤。

整個系統(tǒng)的邏輯框圖見圖4。

七、投用效果

該PLC火炬自動點火系統(tǒng)自2000年6月投用以來，目前使用狀況良好，運行穩(wěn)定，可實現(xiàn)火炬在線自動點火，即在沒有廢氣排放時熄滅火炬長明燈。該系統(tǒng)克服了人工點火、長明燈點火和一般電打火的缺陷，采用*的電梯發(fā)弧方式和遠距離遙測火炬火焰，以PLC+PC組成主控器，實現(xiàn)了火炬點火的安全可靠，為我廠全面回收裝置廢氣，*消滅火炬長明燈提供了安全可靠的保證。