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PLC实现大型火力发电厂烟气脱硫控制系统2007-09-14 来源：中国自动化浏览：483[推荐朋友] [打印本稿] [字体：大小]1、引言经济发展使人们生活水平逐渐提高，但同时也使人们周围生活环境不断恶化，人们逐渐意识到环境污染危害，并提出了经济与环境必须协调发展要求。
大气污染与人们生活息息相关，它会直接造成人群死亡率增加，破坏生态系统，造成巨大经济损失。
而火电厂、炼钢厂等工业所排放废气正是大气污染主要来源。
鉴于此，国家有关部委制定了法规要求电厂增加脱硫系统。
当前行业内对减排二氧化硫主要方法有：烟气脱硫。
将锅炉烧煤后烟气通入石灰水中洗气，将硫产物吸收，石灰水洗气后加入氢氧化钠NaOH再生，这就是脱硫。
目前应用较为广泛烟气脱硫工艺有：石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫、喷雾干燥法脱硫、烟气循环流化床脱硫、海水脱硫、电子束法脱硫。
国内针对超过200MW大型机组优先考虑采用石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫。
本文结合西门子电气公司西门子系列PLC 山西某自备发电厂（简称弘电）2×200MW机组烟气脱硫系统实际应用，着重探讨石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫监控系统部分设计与实际应用。
2、湿法脱硫工艺简介石灰石（石灰）—石膏湿法脱硫工艺采用价廉易石灰石或石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液。
当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水磨制成吸收浆液。
吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中二氧化硫与浆液中碳酸钙以及鼓入氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。
其反应原理可下化学反应方程来描述：CaCO3+SO2=CaSO3+CO22CaSO3+O2=2CaSO4弘电脱硫工艺系统由三个子系统组成：#1炉系统，#2炉系统和公用系统。
其中#1炉系统与#2炉系统组成结构基本一样，分别负责来自1号和2号锅炉烟气脱硫任务，按功能分成烟道功能子系统和吸收塔功能子系统。
公用系统是指#1炉和#2炉共同使用功能设备统称，按功能划分为公用辅助系统、石灰石卸料与磨制系统和废水处理系统等。
基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统研究【摘要】本文针对基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统进行了深入研究。
首先介绍了研究背景和研究目的，然后探讨了PLC在烟气脱硫脱硝控制中的应用以及烟气脱硫和脱硝工艺的控制要求。
接着详细设计了基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统，并进行了性能测试和优化。
最后在结论部分分析了该系统的实际应用效果，提出了存在的问题和改进建议。
本研究为烟气脱硫脱硝控制系统的设计和优化提供了重要参考，为环境保护和工业生产提供了技术支持。
【关键词】烟气脱硫脱硝、PLC、控制系统、研究、工艺、控制要求、设计、性能测试、优化、实际应用效果、问题、改进建议。
1. 引言1.1 研究背景烟气污染是当前工业生产中普遍存在的问题，其中二氧化硫和氮氧化物是主要的大气污染物之一。
烟气脱硫脱硝技术成为减少大气污染的有效手段之一。
随着工业生产的不断发展和环境保护意识的增强，对烟气脱硫脱硝控制技术的要求也越来越高。
传统的烟气脱硫脱硝控制系统主要依靠人工操作，存在操作复杂、效率低下及安全隐患大等问题。
基于PLC的自动化控制系统应运而生。
PLC具有高可靠性、灵活性强、易于维护等优点，能够准确、稳定地实现烟气脱硫脱硝过程的控制和监测，提高系统的稳定性和效率。
本研究旨在通过对基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统进行深入研究，探讨其在工业生产中的应用前景，为环境保护和工业生产的可持续发展提供技术支持。
研究结果将为烟气脱硫脱硝控制技术的推广和应用提供理论基础和实践指导。
1.2 研究目的烟气脱硫脱硝是工业生产过程中不可或缺的环保措施，其控制系统的稳定性和效率对环境保护和工程运行具有重要意义。
本研究旨在通过基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统研究，探讨如何利用先进的自动化技术提高脱硫脱硝系统的运行效率并降低排放的污染物。
具体目的包括：1. 研究PLC在烟气脱硫脱硝控制中的应用特点，分析其在系统控制中的优势和作用，为系统设计和优化提供理论支持。
2. 分析烟气脱硫工艺和脱硝工艺中的控制要求，探讨如何通过PLC技术实现对这些参数的精确控制，提高系统的稳定性和效率。
基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统研究随着工业化进程的不断加快，大量的工厂和发电厂排放的废气对环境造成了巨大的污染。
烟气中的二氧化硫和氮氧化物是造成大气污染的主要元凶，严重影响了人民群众的健康和生存环境。
烟气脱硫脱硝技术的研究和应用显得尤为重要。
本文将从基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统的研究入手，探讨其技术原理、应用现状以及未来发展方向。
一、技术原理PLC是一种可编程控制器，能够实现工业过程自动化控制。
基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统是通过PLC控制烟气处理装置的运行，以实现烟气中二氧化硫和氮氧化物的脱除。
其主要原理包括烟气处理装置、传感器、执行器以及PLC控制器。
烟气处理装置主要包括脱硫装置和脱硝装置。
脱硫装置采用石灰石-石膏法、石灰石-水法或氨法等工艺，通过化学反应将烟气中的二氧化硫捕集下来。
脱硝装置主要采用选择性催化还原（SCR）技术，通过催化剂将烟气中的氮氧化物转化为无害物质。
传感器负责监测烟气中的二氧化硫和氮氧化物浓度，将监测到的数据传输给PLC控制器。
PLC控制器根据传感器反馈的数据，控制执行器调节烟气处理装置的运行状态，以实现烟气脱硫脱硝的目的。
二、应用现状基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统已经在多个工业领域得到广泛应用。
在发电行业，燃煤电厂是烟气污染的主要来源，通过应用基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统，可以有效减少燃煤电厂的排放污染物，提高环境保护水平。
在冶炼、化工、石化等行业，同样可以应用基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统，改善生产过程中的烟气排放状况。
三、未来发展方向随着环保意识的加强和技术的不断进步，基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统在未来将迎来更广阔的发展空间。
一方面，在技术方面，需要不断完善烟气处理装置、传感器和执行器的性能，提高烟气脱硫脱硝的效率和可靠性。
在政策方面，应当加大对环保技术研发和应用的支持力度，鼓励企业应用基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统，积极参与绿色生产和可持续发展。
西门子PLC在烟气脱硫脱硝系统中的应用西门子PLC在烟气脱硫脱硝系统中的应用PLC控制系统的使用越来越广泛，由于它可以显著地提高工作效率，使得生产和运行更加精细化，并在一定程度上提高了生产过程的安全性，所以在各类工业生产过程中都得到了应用。
其中西门子PLC 开放的语言环境，方便的人机交互，非常便于生产操作、在线修改、过程维护。
文章主要介绍西门子PLC在烟气脱硫脱硝系统中的应用。
标签：PLC控制系统；脱硫脱硝；应用1 工艺简介在烟气脱硫脱硝系统中，一共分为三个主要系统流程：1.1 脱硝系统脱硝技术采用选择性催化还原法（SCR），SCR是指在催化剂的作用下，利用还原剂（如NH3或尿素等）“有选择性”地与烟气中的NOx反应，并生成无毒无污染的N2和H2O。
选择性催化还原系统中，一般由还原剂储存系统、还原剂蒸发系统、混合气体喷入系统、反应器系统及监测控制系统等组成。
[1]1.2 余热回收系统烟道余热利用目前在国内已是成熟技术，具体方案为：从脱硝反应器来的废热烟气，通过引风机的作用，将烟气引至余热锅炉，同时将软水引入进水侧，通过热交换，产生蒸汽并入管网。
余热系统由地下总烟道、地上钢制烟道、余热锅炉系统、引风机等组成。
[2]1.3 脱硫系统采用镁法烟气脱硫技术，吸收塔的结构为逆流喷淋洗涤塔。
排烟经过除尘器后，通过引风机送入脱硝系统除去烟气中的氮氧化物，再通过余热回收系统，将烟气温度降低至150℃左右，烟气再通过脱硫塔吸收段下部进入吸收塔内洗涤，净烟气由塔顶烟囱排入大气中。
烟气进入吸收塔后首先经过三层喷淋系统进行洗涤吸收，由于洗涤液被特制的空心锥喷嘴雾化成比表面积极大的雾滴，可以同烟气进行充分的传质、吸收、洗涤烟尘等过程，喷淋吸收液由吸收塔循环泵供给。
经过喷雾吸收洗涤的烟气中夹带着一定的水滴，在进入烟囱前必须进行除雾，为此在脱硫塔内设置了除雾段，除雾后的烟气通过烟囱直接排放。
2 PLC控制系统。
基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统研究烟气脱硫脱硝技术是当前环境保护领域中关注的焦点之一。
为了减少大气污染物排放，烟气脱硫脱硝控制系统应用了PLC（可编程逻辑控制器）技术，在燃煤电厂等工业生产中得到广泛应用。
本文将对基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统进行研究。
我们介绍烟气脱硫的原理。
烟气中的二氧化硫是大气污染物的主要来源之一，因此需要进行脱硫处理。
烟气脱硫采用湿法脱硫和干法脱硫两种方法。
湿法脱硫通过将烟气与吸收剂接触，溶解二氧化硫生成硫酸盐，达到脱硫的目的。
干法脱硫则是通过将烟气进一步氧化，将二氧化硫转化为硫酸盐，并经过过滤除尘等步骤实现脱硫。
我们介绍烟气脱硝的原理。
烟气中的氮氧化物（主要是一氧化氮和二氧化氮）是大气污染物的另一个重要组成部分。
烟气脱硝采用的方法主要有选择性催化还原（SCR）、非选择性催化还原（SNCR）和氨水喷雾等。
SCR法通过将氨气与烟气中的氮氧化物在催化剂的作用下反应生成氮和水，实现脱硝作用。
SNCR法则是通过在高温下将氨气与氮氧化物直接反应，生成氮和水。
基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统的设计包括硬件设计和软件设计两个方面。
在硬件设计中，采用PLC作为核心控制器，通过输入输出模块与传感器、执行器等外部设备进行连接。
传感器用于检测烟气中的污染物浓度等参数，执行器用于实现脱硫脱硝过程中的控制动作，如开关阀门，调节压力等。
软件设计中，对控制逻辑进行编程，实现烟气脱硫脱硝系统的自动控制。
根据传感器的反馈信号，PLC可以根据预先设定的控制策略，控制执行器的动作，调节吸收剂的流量，保证脱硫效果。
PLC还可以监测系统的运行状态，并实时获取系统的运行数据，用于生产过程的优化和监控。
基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统相比传统的人工操控方式，具有自动化程度高、可靠性强、响应速度快等优点。
该系统还可以通过网络通信等技术与其他设备进行连接，实现远程监控和远程控制。
基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统可以实现对烟气中的污染物进行自动控制，提高了脱硫脱硝过程的效率和稳定性。
4收稿日期:2019-10-30作者简介:田雷(1979—),男,江苏南京人,本科,工程师,研究方向:仪器仪表的工程应用设计。
0 引言气体污染、光污染、雾霾等环境污染已经严重威胁到人们的生活,其中未经过处理的废气排放到空中是引起污染最主要的原因之一。
SO 2和NOx未经处理后的排放又是造成污染的重要因素。
当下,我国处理燃煤烟气SO 2和NOx的主要方式是脱硫脱硝技术,该技术已经逐渐走向发展成熟的阶段,很多企业也已经取得好的脱硫脱硝效果。
但是,在实际运用脱硫脱硝系统控制中,SO 2和NOx的处理方式并不完全一致,所以在技术上要对其进行分开处理。
现阶段,脱硫脱硝系统在实时检测方面还存在缺陷,难以对系统的物料进行准确检测,包括对物料的量、物料占位、物料的质量、脱硫脱硝的催化剂等等均难以检测准确,所以,相关的工作人员不得不对这些工作进行一对一的核对、添加和处理等。
因此,还需要对脱硫脱硝控制系统进行进一步的研究。
1 系统设计当下,在对污染气体的处理问题上,基本是通过把气体送入密闭的烟筒内然后加入相应的催化剂让其发生化学反应来达到脱硫脱硝的目的。
实际上,这种处理方法是达不到我们最终需要的结果的,一方面无法估计烟筒内硫硝气体的含量,另一方面也无法估计催化剂的使用情况造成了资源的浪费,还有可能因为气体没有处理完全而引起二次污染问题。
所以,在进行气体处理的时候,要根据其不同的含量加入适量的催化剂。
但要注意不同煤质所产生的烟气中硫氮含量不同,所以需要的催化剂的含量组成成分比就不同。
由于当下没有合理检查催化剂的设备,所以在原材料的验证上有失偏颇,如果使用了不符要求的催化原料不仅达不到效果,还会造成设备的损坏。
为了处理这个问题需要选择符合标准的脱硫脱硝催化剂。
本文通过基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统来解决以上的问题,该系统主要包括烟筒装置、料仓装置、送料筒装置。
其中,烟筒装置是用来送物料的,也即是输送脱硫脱硝催化剂。
料仓装置用来存放物料,左边与送料筒连接,右边与烟筒连接,还包括监控机、传感器、料仓检测装置和材料输送装置。
毕业设计说明书（论文）中文摘要第 1 页毕业设计说明书（论文）外文摘要第 2 页目录前言 (5)第一章绪论 (7)1.1课题背景 (7)1.2国内外研究现状 (7)1.2.1PLC下位机研究现状 (7)1.2.2上位机研究现状 (9)1.3本文研究内容 (9)第二章工作原理和流程分析 (10)2.1石灰石湿法脱硫的基本原理 (12)2.2石灰石湿法脱硫的系统组成和主要设备 (13)第三章控制方案设计 (16)3.1 控制需求 (16)3.2控制系统分析 (17)3.2.1系统架构 (17)3.2.2控制系统功能分析 (18)3.2.2.1启停控制功能实现分析 (20)3.2.2.2石灰石浆液制备功能实现分析 (20)3.2.2.3烟气通入功能实现分析 (20)3.2.2.4石膏制备功能实现分析 (21)3.2.2.5报警功能实现分析 (21)3.2.2.6模拟量控制功能实现分析 (21)3.3控制系统系统配置和I/O清单 (22)3.3.1脱硫浆液制备系统 (22)3.3.2烟气净化系统 (24)3.3.3循环液处理系统 (25)3.4系统配置 (26)第 3 页第四章火电厂烟气脱硫系统控制系统设计 (32)4.1控制系统硬件设计 (33)4.2控制系统软件设计 (33)4.2.1 编程环境 (33)4.2.2 PLC控制程序设计 (34)4.2.3 触摸屏监控界面设计 (40)第五章控制方案实施 (44)5.1控制程序的调试 (44)5.2与上位机的连接 (45)5.3程序的调试 (46)5.3.1 PLC的通讯端口 (46)5.3.1.1 Modbus通讯和USB通讯 (46)5.3.1.2 TCP/IP通讯方式 (47)5.2.2与上位机的连接 ................................................... 错误!未定义书签。
5.3.2与上位机的连接 ................................................... 错误!未定义书签。
基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统研究随着环保意识的提升和环境保护政策的不断加强，烟气脱硫脱硝技术在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
烟气脱硫脱硝是指通过化学或物理方法，将燃烧过程中产生的二氧化硫和氮氧化物进行净化处理，以降低对环境的污染。
在这一过程中，PLC（可编程逻辑控制器）作为控制系统的核心，发挥着至关重要的作用。
本文将详细介绍基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统的研究现状和发展趋势，以及对其进行的探索和改进。
烟气脱硫脱硝技术在工业生产中的重要性烟气脱硫脱硝技术主要应用于火电厂、钢铁厂、化工厂等工业生产过程中，目的是减少大气污染物排放，保护环境和人类健康。
燃煤、燃油等燃料的燃烧过程中会产生大量的二氧化硫和氮氧化物，如果未经处理直接排放到大气中，容易引起酸雨等环境问题，严重影响生态平衡和人类生活。
烟气脱硫脱硝技术的开发和应用对于减少大气污染物排放、改善环境质量具有重要的意义。
PLC在烟气脱硫脱硝控制系统中的应用烟气脱硫脱硝控制系统主要由控制层、执行层和监控层组成，其中控制层是整个系统的核心。
而PLC作为控制系统的核心元件，具有很强的实时性、稳定性和可靠性，广泛应用于烟气脱硫脱硝控制系统中。
PLC可以通过其灵活的编程功能，实现对脱硫脱硝过程中的各个设备进行精准的控制和调节，确保系统稳定运行，达到净化烟气的效果。
目前，国内外对基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统进行了大量深入的研究和应用。
针对烟气脱硫过程中对石膏浆液浓度的控制，研究人员通过PLC控制系统实施在线监测和自动调节，提高了脱硫效率和设备的稳定性。
还有研究表明通过PLC控制系统对脱硝过程中氨水喷射量进行精确控制，可以有效减少氨气的浪费，提高脱硝效率。
这些研究成果为基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统的建设和优化提供了重要的理论和实践基础。
随着信息技术的不断发展和工业自动化水平的提高，基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统也在不断完善和更新。
未来，基于PLC的烟气脱硫脱硝控制系统将更加注重智能化、网络化和信息化。
基于PLC 的火电厂烟气脱硫控制系统研究与设计作者：郑晅来源：《现代电子技术》2009年第19期摘要:根据烟气脱硫系统的工艺特点,提出了系统的自动控制要求和控制方式。
采用可编程控制器(PLC)作下位机、工业控制计算机(PC)作上位机与参数测量传感器、变送器、操作控制器等组成集散型控制系统(DCS),详细设计了电源电路、数据采集电路以及通信电路等功能模块。
PLC负责完成数据采集与自动控制,PC机与PLC相互通信,监视脱硫系统的运行,保证了脱硫系统的安全、经济与稳定运行。
关键词:PLC;烟气脱硫;自动控制;DCS中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1004-373X(2009)19-173-03Flue Gas Desulphurization Control System with Programmable Logical ControllerZHENG Xuan(School of Electronic and Control Engineering,Ch ang′an University,Xi′an,710064,China)Abstract:According to the characteristics of Wet Flue Gas Desulphurization(FGD),this paper brings forward the automatic control requirements and the control methods.The automatic control system is composed of a Programmable Logic Controller(PLC) and an industrial controlcomputer(PC).The automatic control system can monitor the operating parameters of FGD system automatically and conduct automatic control and adjustment to FGD system.The PLC is responsible for the data collection and automatic control,while the PC is responsible for the surveillance of FGD system operation and the data processing through mutual communications between PC andPLC,which realizes the communication between human and machine and ensures the safe,stable and economic operation of the FGD system.Keywords:PLC;flue gas desulphurization;automatic control;DCS0 引言我国是燃煤大国,煤炭占一次能源消费总量的75%。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见毕业设计说明书（论文）中文摘要第 2 页毕业设计说明书（论文）外文摘要第 3 页目录前言 (6)第一章绪论 (8)1.1课题背景 (8)1.2国内外研究现状 (8)1.2.1PLC下位机研究现状 (8)1.2.2上位机研究现状 (10)1.3本文研究内容 (10)第二章工作原理和流程分析 (11)2.1石灰石湿法脱硫的基本原理 (13)2.2石灰石湿法脱硫的系统组成和主要设备 (14)第三章控制方案设计 (17)3.1 控制需求 (17)3.2控制系统分析 (18)3.2.1系统架构 (18)3.2.2控制系统功能分析 (19)3.2.2.1启停控制功能实现分析 (21)3.2.2.2石灰石浆液制备功能实现分析 (21)3.2.2.3烟气通入功能实现分析 (21)3.2.2.4石膏制备功能实现分析 (22)3.2.2.5报警功能实现分析 (22)3.2.2.6模拟量控制功能实现分析 (22)3.3控制系统系统配置和I/O清单 (23)3.3.1脱硫浆液制备系统 (23)3.3.2烟气净化系统 (25)3.3.3循环液处理系统 (26)3.4系统配置 (27)第 4 页第四章火电厂烟气脱硫系统控制系统设计 (33)4.1控制系统硬件设计 (34)4.2控制系统软件设计 (34)4.2.1 编程环境 (34)4.2.2 PLC控制程序设计 (35)4.2.3 触摸屏监控界面设计 (41)第五章控制方案实施 (45)5.1控制程序的调试 (45)5.2与上位机的连接 (46)5.3程序的调试 (47)5.3.1 PLC的通讯端口 (47)5.3.1.1 Modbus通讯和USB通讯 (47)5.3.1.2 TCP/IP通讯方式 (48)5.2.2与上位机的连接 ................................................ 错误！未定义书签。
5.3.2与上位机的连接 ................................................ 错误！未定义书签。
第六章结论 (49)参考文献 (50)致谢 (51)第 5 页前言PLC原理及应用课程是一门强调应用能力训练与培养，以实践动手能力培养为显著特征的控制及相近专业重要的专业课程。
多年来，高校开设的此类课程以训练基本概念和基本应用能力为主，导致学生在走上工作岗位后仍然需要进行二次培训。
这在采用中、高端PLC的热能动力工程专业，热工过程自动化专业方向表现的更为特出。
为了改变这一情况，能源与动力工程学院基于“南京工程学院-施耐德电气联合实验与培训中心”的建设，选择了施耐德最新的中端产品Modicon M340 PLC作为该课程的教学系统，建设了“施耐德电气M340 PLC实验室”。
作为全球领先的自动化产品供应商，施耐德电气在各种类型的应用领域都拥有性能卓越的可编程控制器。
Modicon M340 PLC集各种强劲功能和创新设计于一身，为复杂设备制造商和中小型项目提供各种自动化系统的最佳技术和高效、灵活、经济的解决方案。
M340是仅次于Unity的施耐德投资第二大研发项目，于2007年7月1日开始接受订货，其开发平台基于Unity Pro 3.0及更高版本。
Modicon M340可编程控制器集各种强劲功能和创新设计于一身，完美无缺地满足复杂设备制造商和中小型项目的要求，提供各种自动化功能的最佳技术和高效、灵活、经济性的解决方案。
Modicon M340充分支持工业和基础设施自动化控制系统的“透明就绪”架构，成为Modicon Premium 和Quantum系列产品线的最佳拓展。
使得该平台几乎具有了高端PLC应用系统开发的所有特征，很好地满足了热工过程自动化专业方向在PLC原理及应用课程的教学需要。
为了满足PLC课程的教学需要，“施耐德电气M340 PLC实验室”的M340 PLC实验教学系统不仅要包括如交通灯实验、电机起停等经典教学实验，同时为使学生更加系统全面的了解PLC应用系统，而且选择了一个完整的过程控制系统案例——火电厂烟气脱硫控制系统，作为课程教学的主线。
此次毕业设计即是结合该实验教学系统的设计，完成试验台的初步的结构设计和功能设计，并主要完成火电厂烟气脱硫控制系统案例的全面设计、编程和调试工作。
火电厂烟气脱硫控制系统是一个非常典型的过程控制系统案例，综合了脱硫、液位、压力、温度控制功能，涉及到顺序控制、模拟量调节、安全报警等控制系统第 6 页中必不可少的功能，可以向学生展示一个完整的PLC控制应用系统，帮助学生全面的了解PLC控制系统，对学习PLC原理和PLC应用系统开发有一个全面的认识。
火电厂烟气脱硫控制系统教学案例采用典型的监控上位机+PLC下位机的两层架构系统。
本部分设计内容主要是完成案例的下位机PLC层的设计、组态、编程和调试工作。
该部分工作是从火电厂烟气脱硫的工艺流程分析入手，进行控制需求分析，设计出一套的功能完备、系统简单、低成本的PLC控制系统解决方案。
为了完成毕业设计任务，需要全面了解PLC，掌握根据实际使用情况对PLC进行选型和配置的原则，根据火电厂烟气脱硫的工艺过程特点确定控制需求，进行控制系统进行分析，确定火电厂烟气脱硫控制系统的P&ID图和I/O清单，设计火电厂烟气脱硫控制系统拓扑和控制原理图（SAMA）。
毕业设计的另一项重要工作是完成控制系统的编程和调试，这需要借助施耐德Unity Pro软件平台来完成。
Unity Pro是施耐德新开发的综合控制系统开发和调试平台，该平台的开发思想和方法与DCS系统几乎一致。
Unity Pro开发平台的教学应用可以很好地满足热工过程自动化专业方向在PLC，以及后续的计算机控制系统课程教学的需要。
本次毕业设计工作是对PLC控制系统设计、过程控制系统设计以及计算机控制系统的全面、系统的综合训练，为PLC原理及应用课程的案例教学方法进行较全面的实验平台、教学方法和教学内容的设计。
所设计的成果对“南京工程学院-施耐德电气联合实验与培训中心”的建设和PLC及计算机控制系统课程配套教学方法的改革具有较大的参考价值。
第7 页第一章绪论1.1课题背景SO2是大气污染的重要来源，是形成硫酸型酸雨的最直接原因。
目前，煤电仍是我国电力生产的主要形式，煤电生产量约占全国发电量的75%以上。
因此，除了需要全面提高燃煤发电技厂的发电技术，获得更高的发电效率外，还必须面临如何控制其燃烧排放物的重大问题。
以燃烧化石燃料为基础的火力发电厂，其烟气排放物中带给环境带来污染和危害，的主要有有氧化物（大部分为SO2，少部分SO3）、氮氧化物、二氧化碳和粉尘等，其中烟气排放产生的SO2是世界上最大的SO2排放源之一。
因此，控制火力发电厂SO2的排放，保护环境，是电力生产发展中急需解决的问题之一。
火电厂脱硫工艺选择脱硫技术可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫三种。
燃烧后脱硫即烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization，FGD）技术它是在烟道处加装脱硫设备，对尾部烟气进行脱硫处理，净化咽气，降低烟气中SO2排放量。
燃烧后脱硫（FGD）是目前唯一可以进行大规模商业运行的脱硫方式，大型电厂90%是采用这种方式。
所谓烟气脱硫，就是把烟气中的SO2和SO3转化为液体或固体化合物，使其从排出的烟气中分离出去。
脱硫的方法主要有干法、半干法和湿法，工业上应用最多，技术最成熟的是湿法脱硫。
湿法烟气脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作为吸收剂，脱硫效率高。
火电厂烟气脱硫的主要困难在于SO2的浓度低烟气体积大，SO2的总量大，由于SO2是酸性气体，因此碱性物质耗量很大。
烟气中SO2浓度具体由燃料的含硫量决定的。
我国引进的技术以石灰/石灰石法为主。
FGD工艺方案中，石灰石或石灰为吸收剂的强制氧化湿式脱硫方式是目前使用最广泛的脱硫技术。
1.2国内外研究现状1.2.1PLC下位机研究现状针对PLC下位机的设计，周宏英、王君、杨继志[1]等针对电厂脱硫控制系统主第8 页要功能及工艺流程，使电厂脱硫控制系统中脱硫浆液制备与输送系统、烟气净化系统以及循环液处理系统这三部分密切配合，从而提高了脱硫的效率。
郑晅[2]根据烟气脱硫系统的工艺特点，提出了自动控制要求和控制方式。
采用可编程控制器PLC作为控制主机,将脱硫控制纳入全厂辅助系统网络集中监控,既保证可靠性,又提高了经济性。
在脱硫系统设计时详细对设计方案分析并选择合适的可编程控制器，电源电路和数据采集电路。
曾志新[3]针对控制项目提出主要控制方案及联锁系统说明，才工艺中采用特殊的热工保护来维持脱硫系统正常运行以及发生事故时保护系统及设备。
徐鹏[4]锅炉负荷、燃煤质量、烟气浓度及烟气流量等情况实现各类磨机、泵、阀门等设备的自动控制，给出了石灰石- 石膏湿法全烟气脱硫系统中PLC系统的分组。
吴明亮、随晶晶等[5]在石灰石制粉控制系统中的应用中体现了PLC控制系统可控制良好的经济型、可靠性和灵活性。
