PLC控制系统组成初步

原创 2020-08-04 18:01  阅读

  PLC控制系统组成初步_物理_自然科学_专业资料。第二章 PLC控制系统组成初步 ( 计 算 机 控控 制制 系 系 统 统 拓 拓 扑 扑 图 图 ) PLC 第二章 PLC控制系统组成初步 某 厂 输 煤 系 统 配 置 1#远程站 翻车机

  第二章 PLC控制系统组成初步 ( 计 算 机 控控 制制 系 系 统 统 拓 拓 扑 扑 图 图 ) PLC 第二章 PLC控制系统组成初步 某 厂 输 煤 系 统 配 置 1#远程站 翻车机配电室 2#远程站 5、6号转运站间配电室 SIS系 统 主站 3#远程站 1~12号原煤仓之间 4#远程站 13~24号原煤仓之间 喷 雾 干 燥 塔 工 艺 和 控 制 流 程 分 析 图 例: 溢流阀 排风机 除尘器 T 干燥塔 P T 手动阀 电磁阀 电动调节阀 鼓风机 T 料浆罐 助燃风机 料浆泵 火检探头 加热器 增压泵 供油泵 燃料 油箱 点火 变压器 油包 联动调节 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析 第一节 喷雾干燥塔工艺分析 1 概述 2 燃烧系统 3 干燥系统 4 投料系统 5 除尘系统 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 1 概述 2 开关量顺序控制系统 3 模拟量控制系统 4 安全保护系统 5 其它功能系统 第一节 喷雾干燥塔工艺分析 1 概述 喷雾干燥塔是化工、食品、陶瓷等很多行业都广泛 使用的原料或成品加工设备。该设备一般都作为一套 相对独立的系统进行成套供应。 该系统的组成主要有燃烧、干燥、投料、除尘等几 个主要部分组成。 主要用于把液态原料制备成固体粉末原料的设备。 在很多行业作为原料制备或成品制备的系统设备。 第一节 喷雾干燥塔工艺分析 1 概述 喷雾干燥塔的基本工作流程: 液态的浆料以高压经喷枪雾化后喷入干燥塔。干燥 塔利用柴油燃烧器的能量将空气加热;热空气在干燥塔 内将雾化后的浆料干燥为超细粒状粉态成品。粉状成品 在塔内利用旋风分离原理从热空气中分离出来,由塔底 部的翻板阀定期排入收集袋中成为合格的原料。 第一节 喷雾干燥塔工艺分析 2 燃烧系统 燃烧系统通过供油泵、油包和溢油门提供具备一定 缓冲能力的稳压供油系统。增压泵和溢油门保证了油枪 的雾化压力。油枪供油回路和回油回路采用了两只电磁 阀串联的方式保证了油枪燃油回路的动作可靠。在油枪 的回油回路中接入了一只电磁调节阀用于调节燃油量, 以控制干燥塔的出口温度。 第一节 喷雾干燥塔工艺分析 3 干燥系统 空气 空气 第一节 喷雾干燥塔工艺分析 4 投料系统 根据控制目标自动增/减料枪,保证干燥效果。 建立和保证料浆压力,确保料枪雾化效果。 增/减料枪——塔内负压和温度 料浆压力——溢流阀 第一节 喷雾干燥塔工艺分析 5 除尘系统 在除尘器外壁布置三只气锤,内部设置八个除尘 布袋实现对出塔空气的过滤除尘。 系统要求气锤按固定的时间间隔对塔外壁进行振 打,8只布袋按固定的时间间隔进行反吹,以确保除 尘效果。 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 1 概述 按工艺流程,喷雾干燥塔控制系统由燃烧系统控制、 干燥塔出口温度控制、干燥塔负压控制、投料系统控 制、布袋除尘器控制几个子系统组成。 在该控制系统中,浆料压力、干燥塔出口温度和干 燥塔内负压是关键参数。它们中任一参数不合格都会 导致产品不合格。 燃烧系统控制兼顾安全和调节两方面的功能。其安 全功能要求实现系统安全点火和熄火保护功能;调节 功能要求能保证干燥塔出口温度的稳定。 干燥塔负压控制通过变频器调节送风机的转速来实 现。 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 1 概述 按控制特点,喷雾干燥塔控制系统可分为: ? 开关量顺序控制系统 ? 模拟量闭环控制系统 ? 安全保护系统 ? 其它功能系统 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 2 开关量顺序控制系统 开关量顺序控制系统也称程序开关控制、顺序控 制系统;根据开关(数字)量输入信号状态,通过 逻辑运算(布尔代数)结果确定开关量输出信号状 态。 开关量顺序控制系统主要实现被控对象的自动启 /停操作。在自动控制系统中操作自动的主要部分。 开关量顺序控制系统以连锁控制为主要策略。 连锁指设备的操作许可、禁止等的约束条件。 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 2 开关量顺序控制系统 喷雾干燥塔中所有设备的启/停操作可以全部纳 入开关量顺序控制系统。 设备: 1、凯发下载,供油泵 2、助燃风机 5、排风机 6、电磁阀-4只 3、鼓风机 4、料浆泵 7、喷枪-3根 8、紧急排空门 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 2 开关量顺序控制系统 9、气锤-3只 11、点火变压器 10、除尘袋反吹阀-8个 12、警铃 指令: 1、点火 2、报警确认 3、手/自动切换开关 4、系统急停 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 3 模拟量控制系统 模拟量控制系统(MCS)也称自动调节系统,以维 持被控过程参数为要求值,达到保证生产过程在规定工 况下运行的目的。 模拟量控制系统一般采用闭环控制,所以也称模拟 量闭环控制系统、闭环控制系统(CCS)(开关量也有 闭环、开环之分)。 模拟量控制系统有被控对象、检测设备、调节器和 执行机构(控制仪表)等组成。 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 3 模拟量控制系统 喷雾干燥塔的模拟量控制系统的被控对象有: 1、塔内负压 2、空气进塔温度 3、空气出塔温度 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 3 模拟量控制系统 1、塔内负压相关参数 鼓风机和送风机的平衡送风。系统采取固定排风机 转速,采用变频器控制送风机转速的控制方法。 控制难点: (1)空气经过换热器、干燥塔和除尘器,惯性大; (2)除尘器的反吹会造成干燥塔内地负压出现周 期性波动。 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 3 模拟量控制系统 2、空气进塔温度--关乎工艺的关键参数。 通过改变燃烧控制空气进塔温度:本质为燃烧控制 燃烧控制方案: 1)助燃风量与燃料油按比例控制,保证燃烧充分-→调节燃料油流量保证控制进塔温度(热交换器出口温 度) 控制难点: 热交换器存在较大惯性。 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 3 模拟量闭环控制系统 3、空气出塔温度---关乎工艺的关键参数。 通过改变进塔的料浆控制空气出塔温度——本 质是投料系统(料压和料枪的数量)控制。 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 4 安全保护系统 安全保护系统的控制手段和策略与开关量顺序控制 系统一致,但控制系统的层次关系高于开关量顺序控制 和模拟量控制系统。 在控制系统中,安全保护系统属于监督层。 安全保护系统一般由报警和保护两部分组成。 报警起预警作用,不操作被保护设备。 保护作用直接操作被保护设备,使其启动或停止。 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 4 安全保护系统 安全保护系统监控的参数和动作: 1、主回路过载——主设备过电流,停系统,报 警; 2、火焰状态——熄火保护,停系统,报警; 3、空气进塔温度——报警,停系统; 4、空气出塔温度——报警,停系统; 5、塔内负压——报警,停系统; 6、排烟温度——报警,停系统; 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 4 安全保护系统 安全保护系统的组成: 1、声光报警 2、设备安全控制 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 5 其它功能系统 为了完善系统的控制功能,提高系统的操作和控制 性能,一般系统还提供一些辅助的功能。喷雾干燥塔 的主要辅助功能有: 1、单按钮启动——完善顺控功能 2、安全自动停机——完善顺控功能 3、防误操作——完善顺控和安全保护功能 4、工艺参数在线修改——完善模拟量控制功能 5、手/自动操作——完善模拟量控制功能 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 5 其它功能系统 6、报警系统试验——完善安全保护系统功能 7、设备调试 8、历史数据查询 9、运行时间累计等 系统中的设备存在多个功能系统操作:开关量顺 序控制,模拟量控制,安全保护操作。如何解决多个 系统操作同一对象的问题? 思考题 1、喷雾干燥塔工艺流程可以分成几个子系统?请 根据流程要求列出各子系统涉及到主要设备,并 说明设备启动的顺序。 2、请根据喷雾干燥塔工艺流程要求拟定控制系统 的I/O清单? 对某喷雾干燥塔控制需求的分析 1、自动启动功能 由触摸屏单键按安全顺序启动系统主体设备。能实现按送风 机、引风机、供油泵、助燃风机的顺序启动系统,并给出启动指 示和下一步的工作指示。 2、安全自动停机功能 通过操作机柜停机按钮自动停止系统按下停机按钮,并保持2 秒钟以上,可自动按供油泵、电磁阀、助燃风机的顺序停止系统。 停机过程中提供自动吹扫和系统自动复位功能。 3、自动点火功能 单按钮操作实现系统安全点火。点火条件成立时有灯指示, 按下“点火”按钮,并保持2秒钟以上,可自动实现安全点火; 不具备点火条件时,没有灯指示,操作“点火”按钮,系统不予 响应。 对某喷雾干燥塔控制需求的分析 4、熄火保护功能 点火过程中和正常运行中因火检、断油等导致熄火时,系统 能自动保护设备安全,并恢复到点火准备状态。 5、系统安全保护功能 系统出口超温保护:出口温度超过规定的故障限值5秒,打 开“紧急排放门”;出口温度超过规定故障限值1分钟,执行 “自动停机”以保证系统安全。 6、状态监测和自动报警功能 系统进口温度、出口温度、排烟温度、塔内负压、火焰状态 异常时提供光字牌指示和声音报警,并具备报警保持,等待确 认功能。 对某喷雾干燥塔控制需求的分析 7、运行目标参数在线修改功能 系统主要运行目标参数和报警参数能在线修改:通过密码 验证后,可以在触摸屏上修改进口温度、出口温度、塔内负压 目标值和报警偏差值、排烟温度、出口故障超高温报警和紧急 处理值、增喷枪温度和撤喷枪温度的带范围保护的修改。 运行人员在触摸屏上可以在给定范围内方便地修改出口温度目 标值、布袋动作时间间隔设定。 8、运行模式切换功能 通过触摸屏实现投料、正常运行两种运行方式的切换。在 “投料”运行方式下出口温度的报警值自动按增、撤料枪温度 监视;在“正常”运行方式下出口温度的报警值自动按工艺要 求温度监视。 对某喷雾干燥塔控制需求的分析 9、自动投入喷枪和撤除喷枪功能 在“投料”方式下运行时,当达到投料温度25秒后自动增加 一根喷枪;当达到撤料枪温度25秒后自动减少一根喷枪(可从 触摸屏上观察到增减料枪的指示)。 10、运行参数历史查询功能 实现对进口温度、出口温度、塔内负压、排烟温度用曲线图 显示的历史记录查询。 11、设备离线强制启停功能 当设备在检修、调试状态时,通过触摸屏可以对助燃风机、 供油泵、料浆泵、A、B、C喷枪、送风机、排风机和8个除尘 布袋等设备进行强制启停。当系统处在运行状态下时强制启停 无效,以防止误操作。 对某喷雾干燥塔控制需求的分析 12、系统正常运行时间累计功能 通过触摸屏主监视画面可以观察系统连续运行时间累计 值;通过工程师维护画面,在通过密码验证后可以清除系统 连续运行时间累计值。 13、模拟图和棒图监视画面 通过触摸屏实现模拟图画面监视和棒图画面监视的切换 功能。 14、指示灯测试功能 按触摸屏的“灯测试”按钮,并保持3秒以上,所有指示 灯点亮15秒。 对某喷雾干燥塔控制需求的分析 15、手动温控功能 通过触摸屏上“手/自动切换”操作板,按“手动”按钮2秒 以上将系统切换到“手动”。此时提供“出塔温度手操面板”。 利用该面板通过在触摸屏上按“大火”按钮两秒实现快速升温 功能;按“小火”两秒后系统自动调节到小火;按“中火”两 秒后系统自动调节到正常运行的位置。按“开大”按钮系统自 动连续增加燃烧,按“关小”按钮系统自动连续减少燃烧。 16、自动温控功能 通过触摸屏上“手/自动切换”操作板,按“自动”按钮2秒 以上将系统切换到“自动”。此时系统能按设定的目标温度自 动调节燃烧调节阀来保证目标温度。 17、自动负压控制功能 系统在正常运行状态下,可以通过调节排风机的转速来控制 干燥塔内的负压。

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