6ES7231-7PD22-0XA8千万库存

6ES7231-7PD22-0XA8千万库存

   选矿厂年产500万吨铁精矿，其磁选车间共有16个系列。作为车间过滤机水封水，长期以来一直采用生产新水。使用后水封水流入尾矿系统，造成资源浪费。该项目实施后，将水封水的回水收集到水封水池。然后，由水泵加压后作为磁选设备的水封水。取代原来采用新水作为水封水，新水仅作为生产过程中水消耗的少量补充，达到节能及水资源循环利用的目的。
该系统还包含一套回水系统，本文只介绍水封水系统。
2 水封水系统过程简述
    水封水系统2台水泵（1801、1802）1用1备，正常运行1台，具体运行那一台由操作人员根据水泵运行工况决定，水封水池（L101）一座。系统在正常运行时不允许停泵，因此水封水池（L101）应保持高水位（2.5m）以上，如低于此水位，需对水池进行补水。启/停泵由操作人员根据磁选车间生产情况决定；事故停泵根据极低液位（1.0米）自动控制（自动控制时）。
3 控制系统的设计
3.1 系统结构
    水封水控制系统框图如图1所示。本系统（含回水系统）以Quantum系列PLC为下位机，天津（台湾）罗升“PWS3261-TFT，12”型触摸屏为上位机，配以检测仪表和执行仪表等，组成集检测、控制和管理等功能于一体的控制系统。并将此系统并入磁选车间已有的车间级PLC控制网络。在系统中，下位机负责数据的采集和控制。上位机负责系统的监控管理和控制参数的修改。
 
3.2 硬件配置
3.2.1  PLC部分
    系统使用施耐德公司的Quantum系列模块化产品，10槽背板，140 CPU 11302控制器，11A累加电源模块，离散量输入/输出模块均为220VAC。模拟量输入/输出模块140 AMM 090 00、信号4~20mA ,4入2出。
3.2.2  人机界面
    选用操作界面友好、编程简单、使用方便、与PLC连接通信效果好的天津（台湾）罗升PWS3261-TFT，12”型触摸屏实现数据输入和状态显示。这种方案可以简化面板的的设计、便于运行参数的修改、增加系统控制的灵活性，还可以减缩系统设计和调试的时间。
3.2.3  液位变送器和显示仪表
    本系统为地下水池，故采用“E+H”超声波液位计对水池的液位进行测量，方便仪表的检修。液位显示选用普通的数字显示仪表。
4、系统自动控制流程
4.1  控制方式
    系统通过控制柜上的选择开关和触摸屏可以选择手动、自动两种方式。在自动方式故障时，可以切换到手动方式，实现系统的低保障。
   “手动”时，操作人员根据数显仪的液位值，利用控制柜上的操作开关对各个水池的液位进行调节。
   “自动”时，由PLC根据超声波液位送来的液位信号和系统设定的液位值进行比较后，得出的结果对各个水泵进行操作。
4.2 自动控制流程简介
    自动控制流程图如图2所示。开始通电后， PLC自动对系统进行参数设定，完毕后系统就根据系统设定的参数进行控制。根据水池液位的高低对水泵的起停进行控制，并且监控各台水泵的运行状况。
4.3  具体控制
    先将所有水泵的机旁操作开关置为连锁（自动）状态。选定主泵（1801），通过控制柜面板上的转换开关完成。首先假定水池液位值正常（2.5m≤L101≤3.4m），由磁选

    车间给出启泵信号，水泵（主泵）启动，若主泵故障，备用泵自动投入。水封水在磁选过滤机（系统）过程中会消耗一部分水，使水池液位逐渐降低，当液位低于系统设值的低液位（2.50米）时，系统报警，并打开补水阀补充新水。当水位达到高液位（3.4m）时关闭新水补水阀，保证水池不溢出，避免水资源浪费。当水位到达极高液位（3.8m）时，系统给出报警。系统正常运行时不允许停泵（保证磁选车间正常用水）。若需停泵由操作人员决定；自动停泵条件是水池为极低液位(1.0米)时，作为保护水泵的措施，因此水池应保持高水位2.5以上，如低于此水位，需对水池进行补水。
5系统优点
    磁选水封水系统是为了充分利用磁选车间剩余的水封水，减少磁选车间水封水新水补充量。达到节能目的。PLC和触摸屏相结合，不仅可以实时地监控水封水系统各个环节的运行状态。当系统控制参数发生变化时，还可以通过触摸屏对PLC的控制参数进行设定。简单方便、实用，省去了通过编程器重新设定参数的过程。
6、结束语
    本系统利用施耐德公司的Quantum系列的PLC和罗升PWS3261-TFT，12”型触摸屏实现了水封水和回水系统的智能控制。该系统与2006年8月开始实施，同年12月开始投入生产试运行。运行结果表明：该系统操作方便、控制灵活、质量可靠、功能强大，可以实时地监控各个系统的运行状况。主要还是能够方便地修改系统的控制参数。提高水封水系统的工作效率。

    随着变频技术的成熟和使用范围的扩大，可利用可编程序控制器（PLC）对其进行控制，从而适应传动系统中对速度控制的灵活性、准确性和可靠性等的不同要求。海南海宇锡板涂印线上同步系统一直采用机械式转差离合器进行控制，这种控制方式在现实的运行中，很不稳定，因此，在这里我们也想引进这种新的控制方式，进行改造，希望能有好的效果。

2 同步控制的工作原理
    海宇锡板涂印线生产线主要分为两大部分，即烘房和机头，烘房由两台电机驱动运行，机头由一台主驱动电机和一些辅助驱动电机进行驱动，因此，在送料的过程中，我们就要考虑到这两部分的同步问题，否则就无法送料，同步同上了，有时还需要调整花架的位置，要不就会造成花架打铁。在此我们引入了PLC进行同步控制，为实现速度同步控制，烘房和机头都安装一个编码器和接近开关，通过编码器把速度反馈给PLC的高速计数器，接近开关可用于调整花架的位置以及数据的采集，PLC根据机头的速度来调整烘房变频器的速度，让烘房的速度跟随机头地速度，根据这一原理不断的对这两部分的速度进行对比计算，直到同步为止，PLC把计算后得出的模拟量（0—10V）输出给变频器，调节变频器的速度让两边的速度达成一致，此时，同步完成。其工作原理图如下：

3 系统方案的确定
    海南海宇锡板涂印线上的同步系统，原先一直采用机械式转差离合器进行同步控制，该系统在长久运行之下，故障频繁出现，常见故障如下：1、碳刷容易磨损、更换周期快，从而造成同步不稳定。2、抱闸运行久后容易漏油打滑、卡死等造成无法同步。3、铜环表面容易磨损、从而出现凹凸不平的表面使碳刷与之接触不良好，引起同步不稳定。4.结构复杂维护非常不便。
    针对这些问题处理好后，同步可以正常生产，但运行一段时间后又出现同步不稳定问题，这样频繁的重复出现相同的故障给维护带来许多的不便，故障不仅多，维护起来还很艰难，维护时间非常长，这样就给生产带来很大的影响，而且我们厂的涂印线都是24小时进行生产的，在订单量多的情况下更是不允许我们频繁停机维护的，但设备出了问题我们也不得不停机，从而影响的生产的效益。
    综合以上这些问题，我们急需引进一种新的控制方式对其进行改造。随着科技的发展，PLC不断地应用到各个领域中来，经过我们实地的考察与PLC在速度同步中应用得成功例子，在我们这样的同步问题中完全可以引入PLC对变频器进行速度的控制，以实现速度的同步，PLC系统中设计了自动寻找同步点功能，这样同步起来更加简单，一次同步不上就进行下一次的同步计算，直至同步为止，一旦达成同步，就不会出现同步不稳定的问题，平时只需要对编码器及其接手进行检查就好了，维护非常简单，控制又是那么的稳定，这样一来我们就可以解决以上这些频繁出现的故障现象了，让我们的生产效益就会得到大大的提高，给企业带来更大的利润。
　
4 同步控制中PLC控制系统硬件构成
改造后PLC的硬件接线如图如下：

变频器硬件接线图如下：
 
PLC控制主程序流程如下：
     　　　　　                   
5 系统软件设计
    根据控制要求，对整条生产线的速度进行同步控制，也就是对烘房与机头速度的同步，同步的控制方式有几种，例如我们原先采用的机械式同步，也就是转差离合器的同步，但由于这样的同步方式，存在许多的缺陷，我们就针对这些缺陷进行改造，采用了PLC指令＋变频器调速控制同步方式。这种方式是对每一台需要进行同步控制的驱动装置使用变频器，并在生产线特定位置安装检测装置。生产线运行时，PLC根据当前各个输送状态输出相应指令控制变频器的加速或减速，从而实现各个驱动装置的同步，这种控制方式控制相对可靠，因此在自动化生产线中应用相当广泛。在这里我们采用了编码器进行数据采集，根据采集到的数据进行计算，算出同步的偏差，在允许偏差值范围内我们设定为同步，否则，就进行再次采集数据进行计算直到在同步偏差范围内为止，这时PLC输出同步信号，整条生产线同步运行，这时，我们就可以进行同步送料了。

2、项目背景
    本工程为外高桥电厂二期2×900MW超临界机组的配套工程，设计范围为在外高桥电厂一期4×300MW中#1、#2机组烟囱后新建两套烟气脱硫装置。包括石灰石制备部分、烟气吸收部分、石膏脱水部分、废水处理部分及相应的自动控制系统和电气系统电源供应系统等。
3、行业动态
    我国能源以煤碳为主，由煤碳排放的SO2所造成的酸雨危及24个省、市、自治区。随着国民经济的发展和能源的不断增长，我国酸雨问题为得越来越严重，给世界生态环境带来了严重的危害。因此酸雨和SO2污染防治是我国环境保护的工作重点之一。
    国家规定，通过发改委审批的新建火电厂，燃煤含硫量在0.7%以上的，必须安装烟气脱硫设施。而目前已投入运行的烟气脱硫项目仅占全国火电装机总容量的2.1%，据数据统计未来几年，还要有3亿千瓦装机的烟气脱硫装置急需投运和建设，因此火电厂烟气脱硫产业将迎来高速成长期。
三、工艺描述
    本项目采用湿法石灰石强制氧化脱硫工艺，未处理烟气经FGD进口档板、增压风机、GGH降温后引入吸收塔，吸收塔采用逆流喷雾空塔结构，其下部设有反应槽，来收集未反应的石灰石浆液和已生成的石膏浆液。吸收塔配3台浆液循环泵，以保证塔内合理的液气比；设置2台氧化风机，使塔反应槽内的生成物得到完全氧化。浆液循环泵将反应槽内浆液经雾化器雾化从吸收塔上部喷淋下来与自下而上运动的烟气充分接触并发生化学反应，烟气中的SO2被除去，净化后的烟气经除雾、GGH加热后再由FGD出口档板回到主烟道经烟囱排入大气。石灰石浆液、SO2和鼓入的氧化空气反应生成石膏浆液，主要反应式为：CaCO3+SO2=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2=2CaSO4，

　　　　　　图1、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2。
    浆液输送泵将吸收塔中一定浓度及PH值的石膏浆液输送至石膏浆液箱中暂存，当达到一定量时石膏浆液再通过浆液泵送入对应的石膏浆液旋流器进行预脱水，浓缩后的浆液由旋流器排出至对应的真空皮带脱水机，脱水后的石膏经输送皮带运至石膏仓库中。
    脱水产生的废水经废水旋流器分离，一部分进入回收水箱作为补充水被送入吸收塔，循环使用；另一部分进入废水处理系统进行处理。
四、控制系统组成和施耐德解决方案
    本烟气脱硫工程主控系统采用ABB贝利的Symphony　DCS系统，共配置8台操作员站、2台工程师站、10台打印机、1＃机脱硫电子间、2＃机脱硫电子间、公共区电子间，所有这些设备通过冗余环网进行通讯，其中石灰石制备部分及废水处理部分采用施耐德Quantum PLC控制平台，通过Modbus Plus实现与DCS环网的通讯，这样操作人员可以在任意操作员站CRT上实现过程监视和控制、报警管理、趋势管理、系统诊断、数据采集和报表、开放系统连接等功能，DCS系统的网络结构见下图3。

     下面以石灰石制备部分为例进行说明，本部分配备两套完全独立石灰石处理生产线，可同时满足4×300MW机组在正常工况下脱硫用石灰石的耗量，每条生产线包括石灰石运输及贮存、石灰石磨制、石灰石粉贮存及输送、石灰石浆液配制和相关辅助设备，所有需要控制的设备均要求有自动和手动两种运行方式，主要设备及自动运行条件如下表：

    石灰石经输送皮带及斗提机转运至石灰石仓中贮存，需要时再依次通过振动给料机、输送皮带机及斗提机将石灰石转运至中间仓。中间仓内的石灰石通过称重给料机送至石灰石磨机，磨机配有蒸汽加热系统用于加热石灰石，使磨机在进料含水量不大于10%；磨机配有旋转分离器，以保证磨机的出料粒度。从旋转分离器排出的符合粒度要求的石灰石粉由布袋除尘器收集，并落入布袋除尘器下方的螺旋输送机，由螺旋输送机输送卸料至斗提机，经斗提机垂直提升送至石灰石粉仓中贮存，参见图4。

    每个粉仓有2个出口，分别设有2台压力输送器，采用气力输送系统将石灰石粉输送至1km以外的配浆系统。整个石灰石粉输送系统设有3根输送管路，通过输粉阀的切换阀可以使3条输送管路内的石灰石粉分别送至2座粉斗。每座石灰石粉斗下设有2个石灰石浆液箱，石灰石粉可以通过粉斗下方的给料机及分配阀将石灰石粉有选择地送至2个石灰石浆液箱内水混合，通过浆液箱内搅拌器搅拌制浆，石灰石浆液浓度控制在20%，调制好的石灰石浆液通过石灰石浆液泵送入吸收塔。由于石灰石浆液容易沉积，故石灰石浆液箱、污水池等中都安装有机械式搅拌器，同时为防止设备停运时浆液在管道、泵中沉积，造成堵塞，在各浆液泵、管道上都设置了工艺水冲洗系统，参见图5

    石灰石仓、中间仓、石灰石粉仓、石灰石粉斗均设有布袋除尘器及压力真空释放阀，并设有雷达料位计；为防止金属异物进入磨机，系统中设有金属探测器及除铁器；为保证卸料流畅，粉斗、粉仓设有流化风系统，共有3台流化风机和2台流化空气用空气加热器。
    此部分的控制重点是磨机、分离器、循环风机、调节阀、石灰石粉温度及湿度的协调控制，难点是当数据吞吐量大的时候PLC的响应速度应满足工艺要求，为此控制系统采用RIO单电缆热备方式，由主控制器、备用控制器、1＃RIO分站、2＃RIO分站及3＃RIO分站组成，控制器通过同轴电缆实现对3个RIO分站的控制，再通过Modbus Plus网络与DCS系统通讯，可以满足上述控制要求。设计控制点类型为：DI：1066，DO：570，AI：56，各站点模块的配置如下：
机架名称 组成

    在正常情况下，主控制器执行应用程序并控制输入输出，备用控制器驻留在后台，通过高速光纤与主控制器相连。当主控制器意外发生故障时，备用控制器自动切换为主控制器，并使用新的数据执行应用程序并更新I/O，发生故障的控制器修复并重新连接到系统中，它将承担备用控制器的角色。PLC控制系统的网络结构见图6。

    由于工艺对响应速度要求很严格，I/O控制的切换时间应当在PLC扫描周期之内，Quantum的RIO网络采用“CPU直接驱动”技术，确保CPU的扫描时间和I/O扫描的时间高度同步，使CPU可以控制与其相连的模块之间的高速数据传输，以大程度地提高吞吐量及性能。
    Modbus Plus作为一个令牌网络，以1兆波特的通信速度进行快速访问并处理数据，其优势在于能够控制实时控制装置，如I/O、驱动器等，同时不因加载或通信而降低性能。具体配置如下：在主、备用控制器机架分别配置了NOM21200模块，采用单网络双重连接的方式，即主控制器NOM21200模块中的Modbus Plus Chan A与Modbus Plus Chan B接口分别通过双绞线连接到网桥A对应的A口与B口，同样备用控制器也以同样方式连接到网桥B对应的A口与B口，再由网桥通过串口连接至DCS CNet环网。
    废水处理部分控制系统采用RIO单电缆方式，由本地I/O站、1＃RIO分站、2＃RIO分站及3＃RIO分站组成。本地I/O站通过同轴电缆实现对3个RIO分站的控制。控制点类型为DI：1328，DO：428，AI：42，模块的类型与配置与石灰石制备部分类似，这里不再详述。
五、应用总结
    使用施耐德PLC双机热备系统能够实现主备机之间平稳、无缝的切换，切换时系统对过程的监控不会中断，并且不会因为发生硬件故障而受到不利影响。因此双机热备系统能够减少停机时间，从而提高生产效率，到目前本系统已连续安全运行300天，平均故障停机时间为0天。
    Modbus Plus综合了高速、对等通信及安装简单的优点，允许主计算机、控制器或其他数据源通过廉价双绞线在整个网络范围内进行对等通信，简化了应用，降低了安装成本。
    石灰石的研磨粒度在整个脱硫工艺中起着至关重要的作用，它直接影响系统的脱硫效率及产生石膏的品质，也是石灰石溶解的容易及快速程度的量度，大颗粒更难溶解，必须降低以PH的方式来溶解，这样也会对脱硫效率和石膏品质产生直接影响。本控制系统能满足当石灰石硬度、进料温度等外界条件发生变化时的快速响应速度，以保证合格的研磨粒度，使脱硫效率达到95%以上。
    改进方案：针对本系统的循环风机、除尘器风机可以将调门改为变频来调节风量；石灰石浆液泵可以将旁路管道调节压力改为变频控制调节压力，空压机可以将加、卸载调压方式改为变频恒压运行等等，变频器可以很方便地和PLC通过Modbus 协议通讯，这样既可以满足工艺要求，又可以节约大量电能，还可以改善电动机起动时对设备的冲击。