PLC在加熱爐聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

馮曉玲

(遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 錦州 121001)

隨著可編程控制器的日漸成熟，越來(lái)越多控制系統(tǒng)都采用PLC來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制。特別是在安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中，PLC控制在保證生產(chǎn)設(shè)備的安全運(yùn)行中起著至關(guān)重要的作用。PLC以其可靠性強(qiáng)、動(dòng)作速度快、安全性能好的特點(diǎn)在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用。在PLC控制過(guò)程中，PLC可以采集生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，當(dāng)各路邏輯條件滿(mǎn)足時(shí)，系統(tǒng)輸出保持正常工作狀態(tài)。一旦設(shè)備輸入邏輯條件改變，系統(tǒng)立即動(dòng)作，使輸出改變狀態(tài)，同時(shí)報(bào)警。PLC系統(tǒng)正常工作時(shí)不會(huì)動(dòng)作，一但發(fā)生故障時(shí)，則要求動(dòng)作必須可靠。

1 加熱爐生產(chǎn)工藝概況①

加熱爐在生產(chǎn)運(yùn)行中，一定要按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，否則將引起故障和安全事故，點(diǎn)火操作規(guī)程為：

a. 合上PLC控制柜電源開(kāi)關(guān)，各項(xiàng)指標(biāo)正常，柜門(mén)上電源燈亮、無(wú)火燈亮、其余各指示燈不亮。

b. 合上風(fēng)機(jī)按鈕，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)5min，做好爐膛內(nèi)空氣置換工作，檢查風(fēng)機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，然后調(diào)整風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)擋板垂直至全關(guān)狀態(tài)。

c. 打開(kāi)熱油泵房?jī)?nèi)北側(cè)第一道瓦斯手閥門(mén)，其他閥門(mén)關(guān)閉不動(dòng)，室內(nèi)啟動(dòng)PLC控制柜點(diǎn)火按鈕，手動(dòng)調(diào)節(jié)長(zhǎng)明燈瓦斯線(xiàn)閥門(mén)，壓力表指示200kPa,同時(shí)觀察PLC控制柜上有火指示燈應(yīng)處于點(diǎn)亮狀態(tài),說(shuō)明長(zhǎng)明燈已點(diǎn)燃，現(xiàn)場(chǎng)快速切斷球閥處于打開(kāi)狀態(tài)(OPEN)。

d. 如果點(diǎn)火失敗，應(yīng)立即關(guān)閉第一道瓦斯閥門(mén)，打開(kāi)風(fēng)門(mén)吹掃5min，將爐內(nèi)未燃燒氣體全部排除干凈，否則不得再次點(diǎn)火，以免發(fā)生爆炸。查明原因后，可重復(fù)上述步驟，直到長(zhǎng)明燈火焰穩(wěn)定才能確認(rèn)點(diǎn)火成功。

加熱爐正常燃燒時(shí)，長(zhǎng)明燈處于常燃狀態(tài)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集火焰信號(hào)進(jìn)行分析處理。加熱爐的溫度信號(hào)和壓差信號(hào)送至PLC和YS-170控制系統(tǒng)，并在PLC控制柜上顯示相應(yīng)的溫度。

2 PLC在加熱爐控制中的應(yīng)用

2.1 聯(lián)鎖保護(hù)的作用

聯(lián)鎖保護(hù)的主要作用是當(dāng)設(shè)備在啟、停和運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)生危及設(shè)備和人身安全的故障時(shí)，自動(dòng)采取保護(hù)或聯(lián)鎖措施，以防止事故產(chǎn)生和避免事故擴(kuò)大，從而保證設(shè)備的正常啟、停和安全運(yùn)行。

通過(guò)對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)及其參數(shù)的嚴(yán)密監(jiān)視，當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，必要時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)或切除某些設(shè)備及系統(tǒng)，使設(shè)備維持在原負(fù)荷運(yùn)行或減負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生重大故障而危及設(shè)備時(shí)，停止裝置(或某一部分)運(yùn)行，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.2 控制方案

加熱爐在正常運(yùn)行時(shí)，一旦因?yàn)橥话l(fā)事故或者操作不當(dāng)而熄火時(shí)，PLC自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉所有燃料供應(yīng)閥門(mén)，待完全排除未燃?xì)怏w之后，再按規(guī)定程序點(diǎn)火，防止事故產(chǎn)生和避免事故擴(kuò)大，從而保證加熱爐的正常啟、停和安全運(yùn)行。

加熱爐聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)由PLC控制柜、一個(gè)YS-170可編程調(diào)節(jié)器、火焰探測(cè)信號(hào)采集、信號(hào)的輸出與執(zhí)行部分(切斷球閥和瓦斯調(diào)節(jié)閥)組成，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)輸出溫度信號(hào)的控制。

爐入口(1支熱電阻)，爐出口(兩支熱電阻)經(jīng)端子排進(jìn)入溫度變送器。入口溫度變送器的形式為一進(jìn)兩出，即一路輸出至PLC卡件，一路輸出至柜面顯示屏。出口溫度變送器之一為一進(jìn)一出，先輸出至信號(hào)分配器，再進(jìn)行兩路輸出，一路至PLC卡件，一路至柜面顯示屏。出口溫度變送器之二也為一進(jìn)一出，先輸出至信號(hào)分配器，再進(jìn)行兩路輸出，一路至YS-170，一路至柜面顯示屏。YS-170調(diào)節(jié)器根據(jù)加熱爐出口溫度來(lái)對(duì)進(jìn)入爐內(nèi)的瓦斯流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

現(xiàn)場(chǎng)差壓變送器輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)端子排進(jìn)入報(bào)警設(shè)定器(設(shè)定值為100kPa)，再由報(bào)警設(shè)定器輸出節(jié)點(diǎn)信號(hào)，至PLC卡件。

在加熱爐控制系統(tǒng)中，當(dāng)入口和出口三點(diǎn)溫度以及差壓值只要有一個(gè)條件不滿(mǎn)足，現(xiàn)場(chǎng)球閥立刻關(guān)閉，切斷瓦斯進(jìn)入加熱爐?？焖偾袛嚅y滿(mǎn)足以下任一條件，即可切斷大、小火瓦斯來(lái)源，確保再次點(diǎn)爐時(shí)安全：

a. 燃燒器出現(xiàn)熄火；

b. 導(dǎo)熱油出口與進(jìn)口溫差大于30℃；

c. 被加熱導(dǎo)熱油出口溫度高于設(shè)定溫度(230℃)；

d. 導(dǎo)熱油的進(jìn)口與出口壓差低于設(shè)定值(150kPa)；

e. 排煙溫度高于設(shè)定值(360℃)。

3 結(jié)束語(yǔ)

將PLC聯(lián)鎖保護(hù)應(yīng)用在加熱爐控制系統(tǒng)中，使PLC能及時(shí)感知系統(tǒng)的故障或存在的隱患，以防止事故發(fā)生或擴(kuò)大，更好地保護(hù)人身和設(shè)備安全。