PLC在排煙風(fēng)機(jī)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用晉鵬方國晟李貴兵董云生/云南鋁業(yè)股份有限公司[摘要]本文采用羅克韋爾SLC 500 系列可編程控制器(PLC) 作為排煙風(fēng)機(jī)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的控制器，這種控制器具有通用性好，控制方式靈活，編程簡單，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。本文介紹了冷卻水控制系統(tǒng)的工作原理，冷卻水控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)，及在電解二二廠供料凈 化排煙風(fēng)機(jī)冷卻循環(huán)水控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用。[關(guān)鍵詞]風(fēng)機(jī)冷卻循環(huán)水系統(tǒng);可編程控制器; 羅克韋爾1AB公司SLC500系列PLC簡介美國AB公司SLC-500系列PLC，屬于中型PLC系統(tǒng)，應(yīng)用非常廣泛。SLC-500 PLC是-一個(gè)基于機(jī)架的中型控制系統(tǒng)，由控制器、離散量模塊、模擬量模塊和特殊輸入輸出模塊、外圍設(shè)備組成。SLC-500系列功能強(qiáng)大、配置靈活，可以提供廣泛的通訊配置、特點(diǎn)和內(nèi)存選項(xiàng)。RSLOGIX- -500梯形圖邏輯編程軟件包提供了靈活的編輯器、點(diǎn)擊式的輸入輸出配置、功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫編輯器，此外還帶有診斷和排錯(cuò)工具以幫助開發(fā)人員節(jié)省項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間和最大限度提高效率。SLC -500系列PLC具有以下特點(diǎn):功能強(qiáng)大，全面滿足應(yīng)用項(xiàng)目需要;模塊式設(shè)計(jì);先進(jìn)的指令集;豐富的輸入輸出模塊; SLC 500抗振性強(qiáng)，耐高溫，抗電磁干擾，專門針對工業(yè)現(xiàn)場惡劣的工作環(huán)境而設(shè)計(jì);RSL0GIX500編程軟件使用簡單，方便，糾錯(cuò)能力強(qiáng)，可以最大程度發(fā)揮控制器的性能;集成了多種網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接通訊選項(xiàng)，可以使用工業(yè)以太網(wǎng)，DH+ (高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng))網(wǎng)，現(xiàn)場驅(qū)動網(wǎng)等進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，實(shí)現(xiàn)PLC到PLC及PLC到PC間的數(shù)據(jù)通訊。2排煙風(fēng)機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)排煙風(fēng)機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)是為鋁電解供料凈化排煙風(fēng)機(jī)軸承實(shí)施水冷卻而配置的。其工作過程為:循環(huán)水由水泵輸送到出水總管，再分別進(jìn)入每臺排煙風(fēng)機(jī)的左右兩個(gè)軸承箱的冷卻部位后匯集到回水總管，經(jīng)過冷卻水塔上方的布水管向下噴淋，冷卻水塔頂部的風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，回水在填料層中與空氣流進(jìn)行充分的熱交換后流回儲水池中。本循環(huán)水系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)要求配置為:三臺離心式水泵，兩用一備，每天早班由人工完成水泵切換，水塔冷卻風(fēng)機(jī)一臺，由回水溫度控制運(yùn)行。3生產(chǎn)工藝對循環(huán)水系 統(tǒng)的控制要求3. 1排煙風(fēng)機(jī)對冷卻循環(huán)水系統(tǒng)依賴性較大，如果冷卻水系統(tǒng)發(fā)生故障，排煙風(fēng)機(jī)必須停機(jī)，造成煙氣凈化系統(tǒng)停運(yùn)，影響電解正常生產(chǎn)。3.2冷卻水運(yùn)行壓力不能低于0. 4mpa，如果壓力過低，距離較遠(yuǎn)的1#系統(tǒng)排煙風(fēng)機(jī)冷卻將出現(xiàn)問題。壓力值通過裝設(shè)在出水總管上的壓力傳感器測得。3.3冷卻水流量不能低于20m*/h,如果流量過小時(shí)，所有排煙風(fēng)機(jī)的冷卻效果將會受到影響。流量值通過裝設(shè)在出水總管上的流量計(jì)測得。3.4在回水管上裝設(shè)溫度傳感器，當(dāng)回水溫度達(dá)到33"C時(shí)，水塔冷卻風(fēng)機(jī)啟動，使回水溫度下降。當(dāng)降到30C時(shí)，風(fēng)機(jī)停止，避免電能浪費(fèi)。3.5在向循環(huán)水池注水的水源管道上裝設(shè)注水用電磁閥。當(dāng)水位低于預(yù)定值時(shí)注水閥打開，向儲水池注水，當(dāng)水位達(dá)到預(yù)定值時(shí)，注水閥關(guān)閉，停止向儲水池注水。儲水池水位信號通過池中裝設(shè)的水位傳感器獲得。3.6控制系統(tǒng)和主控制室的上位計(jì)算機(jī)要有通訊，當(dāng)水壓、流量、溫度等參數(shù)出現(xiàn)異常及水泵、水塔風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)能在主控制室的上位機(jī)上出現(xiàn)提示，讓主控制室的操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)，以便通知巡檢人員處理。3.7水泵啟停具有現(xiàn)場/遠(yuǎn)程控制功能，操作人員可以根據(jù)工藝要求選擇在就地還是在主控室中啟停水.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)中國煤化工根據(jù)以上控制要求，并且是在現(xiàn)有的控制系統(tǒng)上進(jìn)行升級改造。MYHCNMHG的大部分主要設(shè)備，針對原來的繼電器控制柜進(jìn)行改造，用PLC來代替原來的繼電器邏輯控制。4.1PLC系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1.1PLC選用AB公司SLC5-04系列。首先根據(jù)控制對象的輸入、輸出類型和點(diǎn)數(shù)確定框架的型號，現(xiàn)選擇模塊的類型和個(gè)數(shù)，估計(jì)需要的存儲空間及通訊方式選擇CPU模塊，最后選擇電源模塊。4.1.2模塊選擇:1)、 PLC共有12個(gè)開關(guān)量輸入點(diǎn):三臺水泵控制9個(gè);冷卻風(fēng)機(jī)控制2個(gè);出水管斷流信號1個(gè)。模擬量輸入點(diǎn)6個(gè):出水壓力輸入1個(gè)，出水溫度輸入1個(gè)，出水流量輸入1個(gè)，水位輸入1個(gè)，回水溫度輸入1個(gè)，控制系統(tǒng)測溫輸入1個(gè)。輸出點(diǎn)6個(gè):三臺水泵運(yùn)行3個(gè)，冷卻水塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行1個(gè)，補(bǔ)水電磁閥1個(gè)，現(xiàn)場報(bào)警1個(gè)。2)、模擬量輸入模塊:根據(jù)6個(gè)模擬量輸入，選用了1746-NI8。3)、開關(guān)量輸入模塊:根據(jù)所有輸入輸出點(diǎn)的情況，選用了1個(gè)開關(guān)量輸入模塊1746-IM16和1個(gè)開關(guān)量輸出模塊1746-0B16。.4)、CPU模塊:根據(jù)輸入輸出模塊總點(diǎn)數(shù)選擇1747-L541模塊。5)、框架和電源模塊:根據(jù)所選用的模塊類型和數(shù)量，選擇1746 -A4框架和1746-P1電源。6)、PLC通過DH+數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和主控制室的上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。4.1.3輸入輸出信號安排如下:I/0分配表地址功能I:1/01#水泵運(yùn)行0:2/01#水泵啟動I:1/11#水泵故障0:2/12#水泵啟動I:1/21#水泵手/自動0:2/23#水泵啟動I:1/32#水泵運(yùn)行0:2/3冷卻水塔風(fēng)機(jī)啟動I:1/4 .2#水泵故障0:2/4補(bǔ)水閥開I:1/52#水泵手/自動0:2/5現(xiàn)場報(bào)警I:1/63#水泵運(yùn)行I:3.0出水管壓力I:1/73#水泵故障I:3.1出水管溫度I:1/83#水泵手/自動I:3. 2出水管流量I:1/9冷卻水塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行I:3.3回水管溫度I:1/10冷卻水塔風(fēng)機(jī)故障I:3.4控制柜溫度I:1/11出水總管斷流I:3.5水池水位4. 1.4 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:中國煤化工MYHCNMH G電里原系統(tǒng)扒什議n4、2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.2.1 PLC在冷卻循環(huán)水系統(tǒng)中的控制任務(wù)較多，程序的編寫結(jié)合具體任務(wù)分段編制。主程序根據(jù)系統(tǒng)工作流程將各功能段(子程序)排列組合在- -起，因程序較長，限于篇幅在此將其省略。程序編寫主要按: PLC 各模塊工作的啟動一水泵及冷 卻水塔風(fēng)機(jī)邏輯控制一報(bào)警一 主 控制室數(shù)據(jù)通訊這四個(gè)流程來進(jìn)行。4. 2.2在上位計(jì)算機(jī)利用RSView32軟件開發(fā)人機(jī)交互式工作界面，負(fù)責(zé)對下位PLC系統(tǒng)的工作進(jìn)行監(jiān)控，對冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的工藝過程進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。5結(jié)束語在未使用PLC控制器時(shí)，排煙風(fēng)機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)采用的是繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣控制。循環(huán)水系統(tǒng)中水泵切換及控制都是由人工完成，系統(tǒng)中的模擬量檢測由現(xiàn)場儀表完成后施行人工抄表制度，不僅工作效率低，安全風(fēng)險(xiǎn)也大。用PLC進(jìn)行電氣改造后，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動控制和模擬量的智能采集、分析，大大降低了故障率和使用成本，提升了冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行效率。參考文獻(xiàn):[1]《SLC500 模塊化硬件結(jié)構(gòu)安裝和操作手冊》AB 公司內(nèi)部資料[2]《電氣控制與PLC技術(shù)基礎(chǔ)》向曉漢等清華大學(xué)出版社中國煤化工MYHCNMH G