觸摸屏與PLC在火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 ?要：由于各國工業(yè)的不斷發(fā)展，各種工業(yè)污染排放導致地球的自然環(huán)境不斷惡化，尤其是大氣污染，使許多人類患上疾病，未來對于環(huán)境的保護將變得越來越重要。目前我國的工業(yè)發(fā)展正處于高峰期，在加速工業(yè)發(fā)展的同時，減少工業(yè)對環(huán)境的污染具有重大意義。煙塵排放污染的主要來源之一便是火力發(fā)電廠。因此，為保護我國生態(tài)環(huán)境，保障火電廠除塵環(huán)節(jié)的高效運行顯得尤為重要。在火力發(fā)電廠的除塵環(huán)保中，粉煤灰氣力運輸系統(tǒng)是最為重要的一個環(huán)節(jié)，氣力運輸控制系統(tǒng)設(shè)計的水平將直接影響火電廠的除塵環(huán)保效果。通過對氣力輸送系統(tǒng)進行科學合理的設(shè)計，能夠更好地對系統(tǒng)進行控制和操作，對于發(fā)揮系統(tǒng)的最大收益是非常有必要的。

關(guān)鍵詞：觸摸屏;PLC;氣力運輸

中圖分類號：TM621.7;TP334.3 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）05-0158-03

Abstract：As we all know，due to the continuous development of industries in various countries，various industrial pollution emissions lead to the deterioration of the earths natural environment，especially air pollution，which makes many people suffer from diseases. In the future，environmental protection will become more and more important. At present，Chinas industrial development is at its peak. While improving industrial development，reducing industrial pollution to the environment is of great significance. One of the main sources of smoke and dust pollution is thermal power plants. Therefore，in order to protect Chinas ecological environment and ensure the efficient operation of dust removal links in thermal power plants is particularly important. In the dust removal and environmental protection of thermal power plants，the pneumatic transportation system of flyash is the most important link. The design of pneumatic transportation control system will directly affect the dust removal and environmental protection effect of thermal power plants. Through scientific and reasonable design of pneumatic conveying system，it is necessary to control and operate the system better，and to maximize the benefits of the system.

Keywords：touch screen;PLC;pneumatic transportation

0 ?引 ?言

對于火力發(fā)電廠的粉煤灰氣力運輸系統(tǒng)來說，工控機中的人機交互界面曾經(jīng)發(fā)揮過相當重要的作用。如今隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，火電廠氣力運輸系統(tǒng)也在不斷升級?，F(xiàn)在氣力運輸系統(tǒng)中越來越多的機器設(shè)備和對系統(tǒng)的現(xiàn)場操作都更加趨向于使用人機界面。對于氣力運輸系統(tǒng)的工程技術(shù)研究人員來說，PLC，也就是可編程的邏輯控制器，相對于其他控制系統(tǒng)而言，有較強的抗干擾能力，配套設(shè)施相對齊全，對于氣力運輸系統(tǒng)的適應(yīng)性強，更容易學習和掌握。觸摸屏憑借其物美價廉、界面反應(yīng)速度靈敏等優(yōu)點，受到系統(tǒng)研究人員的一致好評。因此，觸摸屏和PLC在火電廠粉煤灰氣力運輸系統(tǒng)中的應(yīng)用對于氣力運輸控制系統(tǒng)的發(fā)展有著重要作用。

1 ?火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中PLC系統(tǒng)的構(gòu)成原理

以某火力發(fā)電廠中的75t/h燃燒爐的粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)為例來描述觸摸屏與PLC在火電廠的氣力輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用。本例中的輸灰系統(tǒng)共計四個電場。首先，對于粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)而言，其控制的人機界面均以PLC為主要控制核心，在氣力輸送系統(tǒng)中，所有的技術(shù)操作均通過系統(tǒng)中的觸摸屏來完成。這樣火電廠中粉煤灰氣力運輸系統(tǒng)的操作就更加直觀方便，并且工作時具有較強的穩(wěn)定性，更加可靠。通過系統(tǒng)工作現(xiàn)場的人機交互等功能，可以實現(xiàn)控制各種閥門等主要設(shè)備啟動和停止的實時壓力檢測。

PLC系統(tǒng)的構(gòu)成原理，總體來說是通過觸摸屏對PLC程序控制器進行操作，進一步控制倉泵閥門和設(shè)備內(nèi)的傳感器，然后通過倉泵閥門對進料閥、出料閥、進氣閥、平衡閥和助吹閥等進行控制，通過設(shè)備傳感器對料位計、壓力表、壓力變送器進行實時的狀態(tài)顯示和控制，具體如圖1所示。

粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)的倉泵工藝流程如圖2所示。

2 ?火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

2.1 ?數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出的控制點數(shù)

火電廠粉煤灰氣力輸送控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)輸入控制點一共設(shè)置了18個。其中四個電場的進料閥關(guān)到位各設(shè)置了1個控制點，平衡閥關(guān)到位和出料閥開到位各設(shè)置了1個控制點，倉泵料位計和灰?guī)炝衔挥嫹謩e設(shè)置了1個控制點和2個控制點。

火電廠粉煤灰氣力輸送控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)輸出控制點一共設(shè)置了22個。其中一電場和四電場倉泵的電磁閥都設(shè)置了6個控制點，二電場和四電場倉泵的電磁閥都設(shè)置了4個控制點，在堵管報警處設(shè)置了2個控制點。

2.2 ?控制系統(tǒng)中的設(shè)備配置

首先，在火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中，電源的配置采用三相四線制，保證了電源電壓的長期穩(wěn)定性。氣力輸送系統(tǒng)的電氣設(shè)備均設(shè)置了安全保護裝置，從而保證了氣力輸送過程中所有設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，以及控制系統(tǒng)的正常運行。對于熱工控制系統(tǒng)，要求其輸入點和輸出點的富裕量不能少于10%[1]。這樣當溫度過熱時，系統(tǒng)將會采用自動通風的措施，降低系統(tǒng)部件的溫度，確保系統(tǒng)內(nèi)所有部件的正常工作運轉(zhuǎn)。關(guān)于PLC控制器，本例通過PLC程序控制器對氣力輸送系統(tǒng)中的倉泵以及其他相關(guān)的工作設(shè)備進行控制，并且每一臺倉泵都配備了一臺具有防塵防水功能的現(xiàn)場控制箱。倉泵能夠通過傳感器將相關(guān)信號傳遞給現(xiàn)場控制箱，最終將信號輸送至中心控制器內(nèi)。

火電廠粉煤灰氣力輸送控制系統(tǒng)硬件設(shè)計中硬件的線路并不復雜，除觸摸屏以及PLC主控柜外，還有四個電場就地柜。其中電場就地柜可以分為兩個部分。

2.3 ?主控柜PLC的端子接線

對于主控柜到電場就地柜端子排的輸出，可分為主控柜到一、二、三、四電場就地柜端子排的輸出，相關(guān)對應(yīng)的點位地址如表1所示。

對于主控柜到電場就地柜端子排的輸入，可分為主控柜到一、二、三、四電場就地柜端子排的輸入，相關(guān)對應(yīng)的點位地址如表2所示。

3 ?火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

3.1 ?控制系統(tǒng)軟件的功能設(shè)計

在火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中，可同時具備兩種不同的運作方式，第一種為系統(tǒng)自動運行，第二種為就地手動操作[2]。在系統(tǒng)自動運行時，氣力運輸系統(tǒng)中的每一臺倉泵按時間順序輪流運行。系統(tǒng)自動運行過程中，可以通過觸摸屏中的數(shù)據(jù)顯示，實時了解當前系統(tǒng)的運行狀態(tài)，若運行過程中相關(guān)參數(shù)出現(xiàn)問題，通過觸摸屏可以對參數(shù)進行及時更改，以確保系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

3.2 ?控制系統(tǒng)中PLC軟件的設(shè)計

PLC的編程語言現(xiàn)階段大都采用功能塊圖設(shè)計方法或語句表設(shè)計方法等，最常用的主要是梯形圖設(shè)計方法，這也是PLC最基本的設(shè)計方法。

3.3 ?控制系統(tǒng)中觸摸屏的畫面設(shè)計

當前觸摸屏的畫面設(shè)計可根據(jù)系統(tǒng)的不同要求進行一定的切換。觸摸屏的畫面主要有以下幾類：系統(tǒng)自動主畫面、報警信息主畫面、壓力顯示主畫面、輸送參數(shù)設(shè)置表畫面等。在觸摸屏中，根據(jù)不同的需求，通過切換按鈕對畫面進行切換控制。對于觸摸屏的設(shè)計，除了要符合系統(tǒng)需求外，還要針對畫面的分配進行科學、合理的設(shè)計。通過添加各種按鈕和指示燈讓觸摸屏更加人性化，操作起來更加方便快捷，更加容易上手，讓觸摸屏既美觀又實用。

系統(tǒng)自動主畫面通過四個開關(guān)來合理地控制四個電場的正常運行。當開關(guān)指示燈顯示打開狀態(tài)時，電場會根據(jù)系統(tǒng)指示自動運行[3]。這時進料閥和平衡閥均會開啟，灰斗處開始落料，當料填充完畢后，進料閥自動關(guān)閉，進氣閥這時會自動開啟，通過氣源吹氣讓倉泵內(nèi)的氣壓處于憋壓狀態(tài)。憋壓到一定極限時，出料閥正常開啟，讓料通過出料閥到達灰?guī)欤蠞M后，低料位計狀態(tài)燈開始顯示。

輸送參數(shù)設(shè)定畫面的主要功能在于通過觸摸屏顯示各個電場的工作相關(guān)數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)進行觀察，保證輸送過程中系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

壓力曲線畫面的作用是通過觸摸屏，更加直觀地看到系統(tǒng)內(nèi)當前壓力狀況。這樣系統(tǒng)操作人員就能更加清晰明了地通過觸摸屏對系統(tǒng)進行操作。

報警信息顯示畫面采用相關(guān)報警顯示元件，首先設(shè)定好報警事件和觸發(fā)條件，當報警觸發(fā)后，觸摸屏會在相應(yīng)位置進行報警提示，系統(tǒng)操作人員就能第一時間了解報警內(nèi)容，從而對系統(tǒng)做出一定的調(diào)整，保證系統(tǒng)的正常運行。

4 ?結(jié) ?論

近幾年來，火力發(fā)電廠造成的環(huán)境污染問題不容小覷，盡快減少火力發(fā)電廠的污染程度是當前最重要的任務(wù)，也是符合我國國情的重要使命，是促進我國工業(yè)發(fā)展的必要條件。PLC和觸摸屏的完美結(jié)合可以最大限度地讓火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)的現(xiàn)場操作更加便捷準確。同時PLC和觸摸屏所具備的各項優(yōu)點，使粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計更加可靠，造價更加低廉，整個系統(tǒng)既經(jīng)濟適用，又能產(chǎn)生良好的效果。綜上所述，將PLC與觸摸屏應(yīng)用到火電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中，可以更好地做到除塵環(huán)保，且讓系統(tǒng)更加便捷靈活，有利于我國火電廠的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1] 戴銳青，湯偉芳.人機界面（觸摸屏）應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ) [J].黑龍江科技信息，2007（23）：40.

[2] 吳曉.發(fā)電廠氣力輸灰PLC監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [J].電力系統(tǒng)自動化，2002（4）：70-72.

[3] 張書中，饒剛.PLC和觸摸屏在直流起重機上的應(yīng)用 [J].梅山科技，2008（3）：17-19.

作者簡介：童新英（1971.12-），男，漢族，福建武平人，工程師，本科，研究方向：物料輸送控制。