論述煤氣發(fā)生爐裝置中如何應(yīng)用S7—200控制系統(tǒng)

王瑞廣

摘 要：現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)在不斷進步，煤氣化發(fā)生裝置中使用控制系統(tǒng)能夠?qū)γ簹鉅t的自動化效果進行提升。我公司實現(xiàn)了對煤氣發(fā)生裝置的集中控制自動化改造，現(xiàn)在的生產(chǎn)系統(tǒng)越來越穩(wěn)定了。文章就煤氣發(fā)生爐中怎樣應(yīng)用S7-200控制系統(tǒng)進行了闡述。

關(guān)鍵詞：煤氣發(fā)生爐裝置；S7-200控制系統(tǒng)

工廠合成氨的過程中第一道工序在造氣車間，造氣車間中使用的是無煙煤，通過空氣和蒸汽作為氣化劑，利用的是￠3600mm和￠3200mm這種固定層煤氣的發(fā)生爐去生產(chǎn)的半水煤氣。在半水煤氣里面的主要成分有氧氣，氮氣，氫氣，一氧化碳，二氧化碳，氬氣等，在化肥生產(chǎn)過程中煤氣發(fā)生爐是最主要的場所，煤氣發(fā)生爐中生產(chǎn)的半水煤氣，以后會成為后續(xù)車間的原料，這些原料經(jīng)過，壓縮以及甲烷化以后在合成氨，最后成為尿素產(chǎn)品。

一、煤氣發(fā)生爐工藝

空氣是通過空氣鼓風(fēng)機傳送過來的，蒸汽是通過熱電車間的鍋爐送來的，在這個工作里面也會產(chǎn)生一些蒸汽，然后這些氣體在煤氣發(fā)生爐里面和碳層混合逐步形成了半水煤氣。之后我們再把這些半水煤氣處理，經(jīng)過洗滌和降溫以后，傳輸?shù)綒夤窭锩?，這里安裝一個氣柜，為的是能夠把負荷變得穩(wěn)定，逐步調(diào)節(jié)在半水煤氣里邊的氫氣和氮氣，讓它們混合均勻。但是煤氣過濾以后到了泡沫除塵器里面，在泡沫除塵器里面能夠除得干凈，尤其是那些比較大的灰塵，然后再通過電濾器，能夠讓半水煤氣中的灰塵帶上電，這樣就可以把半水煤氣里面的灰塵除得干凈，最后這些半水煤氣送到合成車間進行壓縮。

二、系統(tǒng)組成和軟件設(shè)計

我們根據(jù)自己工藝的要求，在化肥生產(chǎn)車間里面的煤氣發(fā)生爐，一律采用plc控制，這里選擇的是西門子公司SIMATIC的S7-200這個結(jié)構(gòu)，這樣進行控制里面一共有三個公共站，三臺PC，八個單路站。這里面所有的戰(zhàn)斗是利用，總線電纜進行通信的，因此這種結(jié)構(gòu)保證了plc系統(tǒng)能夠很大程度上運行系統(tǒng)非常先進，而且極大程度上降低了結(jié)構(gòu)的成本。在各個站里面使用的是PROFIBUSDP分布式的，這樣能夠把現(xiàn)場中的各個工業(yè)控制系統(tǒng)連接起來。S7-200這套系統(tǒng)，不僅能夠進行線上調(diào)試，還能夠進行線下調(diào)試，還可以修改程序，也能夠編譯，使用起來非常方便。單個鍋爐停運的過程中 可以把單獨的程序裝好。但是那是下裝公共系統(tǒng)程序，就要把系統(tǒng)停運。

1.PLC硬件配置。這個系統(tǒng)充分應(yīng)用了控制器，控制平臺，然后建立了一體化的結(jié)構(gòu)。采用的是以太網(wǎng)的通訊系統(tǒng)，這個系統(tǒng)里面一共有43個數(shù)字可以輸入，有200多個模擬量的輸入點，有200個數(shù)字可以輸出。20個模擬輸出點。這個配置是標準的軌道配置，在上面安了很多個模塊和相應(yīng)的電源，每一個爐子上面都有一個cpu，一個EM277模塊，還有一個EM120模塊。 電源塊是QYB、24V供電，系統(tǒng)，設(shè)計成了1：1冗余，這樣能夠大大增強工作的可靠性。

2.上位機硬件配置。PC工控機在系統(tǒng)中主要是PC站，這個站能夠進行編程，工程師編完程序以后能夠站在操作臺上進行控制。上位機選擇的是戴爾的臺式機，三臺連裝，這里面配備了光驅(qū)和網(wǎng)卡，上位機系統(tǒng)由山特的UPS來供電的。 在造氣爐里面也設(shè)計了自動化的系統(tǒng)，這里面有二級的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的，主要是同場控制機和基礎(chǔ)控制機。在這個系統(tǒng)里面，上位機能夠?qū)?shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行處理，并且，傳送到服務(wù)器里面，對于相關(guān)的數(shù)據(jù)還能夠保存，在過程控制級通過以太網(wǎng)，能夠把各個系統(tǒng)連接起來，在現(xiàn)場進行檢測的時候，可以把這些點緊密連成一個整體，這樣就能夠在遠程進行計算機診斷。各個站的S7-200PLC能夠通過PROFIBUS-DP這個網(wǎng)來互相連接和通信。采用這種方式，一方面能夠把生產(chǎn)參數(shù)控制在合理的范圍之內(nèi)，另一方面還能夠發(fā)送到傳真裝置里面，通過控制溫度，壓力，壓強等參數(shù)去實現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存。PROFIBUS-DP主要是用于工業(yè)自動化系統(tǒng)里面的高速數(shù)據(jù)傳送，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)和控制功能，這種方式的成本比較低。

3.軟件配置。在我們的軟件配置里面，能夠協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的開關(guān)和模擬量這些數(shù)據(jù)采集和處理了以后，能夠顯示在監(jiān)控的畫面上，這里面使用的系統(tǒng)都是最先進的。能夠在現(xiàn)場按照具體工藝的要求，依次打開開關(guān)，也可以進行自動化的操作，這樣工作人員就能夠及時掌握到整個系統(tǒng)的運行情況，判斷系統(tǒng)是不是正常運行，有效的提高了工作效率。出現(xiàn)危險的時候能夠及時避免造成更大的財產(chǎn)損失。PLC編程軟件是西門子公司自己推出的，這里能夠使用多種語言進行編程，極大的方便了工作人員的工作。

這個系統(tǒng)里面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用的。和操作站之間都是小型的工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，我們公司使用的西門子plc和上位機，他們是通過ip協(xié)議連接起來的。利用以太網(wǎng)進行交換，不僅能進行監(jiān)控，還可以進行通信。整個系統(tǒng)完成了調(diào)試以后。尚未接到以太網(wǎng)通過pc，每一個機子都可以相互連接起來。它們之間可以互相傳送數(shù)據(jù)。

三、系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

我們充分研究了煤氣發(fā)生爐的生產(chǎn)工具，這里的監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過爐子的程序進行優(yōu)化的。在這套系統(tǒng)里面，可以根據(jù)需要來調(diào)節(jié)氫氣和氮氣的比例，還能夠自動測量炭層的高度，對爐子的吹風(fēng)情況進行自動調(diào)整。而且還可以及時檢測出液位變化，方便工作人員的工作。

我們有非常先進的畫面顯示功能，這里使用的是最新的動態(tài)圖軟件，能夠，進行動態(tài)模擬的編輯，通過動畫顯示出煤氣爐里面造氣的整個過程。工作人員利用這些模擬的數(shù)據(jù)可以更好的展開工作。通過一系列動態(tài)變化和變色閃爍等功能，生產(chǎn)的參數(shù)能夠形象的展示出來，出現(xiàn)問題，工作人員可以及時對故障進行整修。

我們有先進的數(shù)據(jù)處理功能，在這些計算機上可以進行計算數(shù)據(jù)的處理，通過數(shù)據(jù)變化來實現(xiàn)系統(tǒng)信號的調(diào)節(jié)，這里面的模擬量信號主要有，壓力流量溫度和液位。這里面的數(shù)字量信號主要有手動按鈕、光電開關(guān)和吹風(fēng)排隊等。

系統(tǒng)進行了人性化的設(shè)計，有手動方式和自動方式兩種運行方式，通常的情況下我們采用的是自動的運行方式，在出現(xiàn)故障或者是進行設(shè)備調(diào)試的時候，可以采用手動的方式。我們能夠?qū)ID控制回路做控制，這樣能得到我們想要的數(shù)。另外我們還可以進行數(shù)據(jù)的存儲和查詢，通過報表功能就可以看到生產(chǎn)的趨勢。

利用冗余的I/O方式，電源里面的模塊供電塊工作的時候使用1：1冗余，這樣在一個信號模擬快出現(xiàn)故障的時候，不能影響整個工藝的操作。 出現(xiàn)故障的時候，這個系統(tǒng)能夠報警，讓工作人員及時去查看。

四、結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，s7控制系統(tǒng)也越來越成熟了，從一開始的小型系統(tǒng)到中型系統(tǒng)，再到大型系統(tǒng)，這里面的充值點數(shù)也越來越多，功能也越來越強大，控制的范圍也越來越大，能夠處理很復(fù)雜的系統(tǒng)。通過應(yīng)用磁控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動化，而且還能夠?qū)υO(shè)備進行遠程控制，大大提高了生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，對于生產(chǎn)的質(zhì)量也有了很大程度的提高。

參考文獻：

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