PLC自动控制系统在采输卤工程中的应用
- 格式:pdf
- 大小:104.46 KB
- 文档页数:4
作者:谢久峰 2009-8-7 第 1 页 共 4 页 PLC自动控制系统在采输卤工程中的应用 摘要: PLC是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。 由于PLC可通过软件来改变控制过程,而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点,已广泛应用于工业控制的各个领域,大大推进了机电一体化的进程。 本论文主要介绍了PLC的发展过程和主要应用及其在采输卤工程中的应用。
关键词:PLC 采输卤 工艺 管道 自动控制。 1、前言 采输卤项目包括采卤和输卤两部分工艺。采卤部分涉及到盐矿开采工艺和开采方法、取水泵、钻井工程、注水泵、采集卤管网、配套的流量计、压力表、温度计、变压器、自控、通信系统的选型及安装等。输卤部分涉及到盐矿储卤罐出口(以罐前出口阀门为界)开始的泵、管道、电机、电气控制、阀门等所有输送设备和管道。 我国海盐生产受土地和海水资源的限制,发展空间较小,特别是近年来大量的盐场土地被不断征用,加之近海污染日益加重,影响海盐的质量,沿海滩涂淤塞已经造成提水困难,海水浓度也比以前有较明显的降低。因此,只有利用现有地下岩盐资源,对海盐生产进行技术改造,建设高产盐田,创新制盐生产模式,才能实现盐产量的稳定和提升。 采输卤工程的实施,不仅使企业自身竞争力提高,而且能为国家和地方增加税收、增加就业机会,同时带动相关产业的发展,把当地的资源优势转化为经济优势,有利于推动经济的发展。
2、PLC的发展 世界上的第一台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平,早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成,可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器,使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用,可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言,并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪70年代中末期,可编程控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 作者:谢久峰 2009-8-7 第 2 页 共 4 页 3、PLC在采输卤工程中的应用 PLC具有可靠性高,抗干扰能力强,配套齐全,功能完善,适用性强,系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造,体积小,重量轻,能耗低等特点。 目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。可实现开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信及联网等监控功能。 根据采输卤工程的工艺特点,结合当今自动化技术的发展水平,采用先进的SCADA系统(远程监控与数据采集系统),在调度中心可对全线进行监控,以保证输卤管道安全、可靠、经济、高效地运行。 PLC参与的采输卤工程主要由采输卤主要工艺设备、仪表、PLC单元构成,用来完成对采输卤工程中泵、闸门的启停,工艺参数、仪表数据的监控,以及管道的监控管理等控制功能。 采输卤主要工艺流程:注水泵将清水池的水注入矿井,进行盐矿开采,由输卤泵将卤水经管道输送到卤罐,最终输送到沿海一带盐场。其主要设备为注水泵、输卤泵、电动闸阀、流量计、温度计、压力计、液位计。为了实现PLC的自动化监控系统,其主要设备都有相应的输入输出单元,泵主要有手/自动信号、运行/停止信号、故障信号、电机电流信号、启动/停止控制信号。电动闸阀主要有手/自动信号、开闸/关闸信号、故障信号、闸门阀度信号、开闸/关闸控制信号。现场仪表也有相应的数据转换信号以供PLC实时监控。 PLC单元为采输卤SCADA系统的核心,通过数字量和模拟量的输入和输出,控制现场泵的启动、停止,闸阀的开闸、关闸,并实时监控现场工艺数据,以实时直观的体现现场的工艺状态并达到最优的工艺管理及控制,实现运行管理的系统自动化进程。
4、PLC的配置 系统设计具有合理的软件和硬件结构,足够的冗余能力、存贮容量和接口,方便地扩充能力,因此系统的扩充和设备的增加不会影响原系统的工作性能及响应时间。可编程序控制器PLC主要完成数据的采集及数据预处理功能,同时也具有控制操作和监视功能。 从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。各主要模块的功能主要有: (1) CPU主要是用于整个系统的数据的处理与一些的运算功能。 (2)I/O模块负责现场的模似量的信号的采集。 (3)电源模块负责PLC机柜内的模块与现场的仪表的的供电,比如现场的仪表用电24VDC与48VDC。 (4)DI、DO模块是用于现场开关量的采集与开关量的控制的作用 (5)UPS电源是用于向PLC机柜内的各个模块的供电的以及现场的仪表用电,能够改善市电的供电质量。在市电停电的情况下,可维持系统的正常运行一段时间,保证生产的安全。 5、SCADA监控系统 (1)SCADA系统概述 作者:谢久峰 2009-8-7 第 3 页 共 4 页 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广,它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。
SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
由于各个应用领域对SCADA的要求不同,所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。
从采输卤工艺上的水源地取水泵房、注水、回卤、输卤、管道监控整个工艺流程的过程控制、数据采集监控、远程通讯形成一套以PLC为核心的完整的SCADA监控系统。 控制过程:根据I/O输入输出模块,PLC远程控制取水泵房开启取水泵,并实时监控现场运行参数数据;PLC根据厂内清水池液位自动开启注水泵,清水通过注水泵注入深2 km的矿井,通过回卤管道回到厂内储卤罐;PLC根据储卤罐液位选择开启输卤泵的数量,并根据输卤泵的运行台时数控制开启输卤泵的优先级;根据现场仪表反馈过来的数据,PLC可根据流量、压力、温度监控现场运行状况,并初步形成产量评估系统,以达到初步直观的衡量企业的生产水平。 (2)例如:江苏省盐业集团淮盐矿业有限公司的赵集首站站场配置1套PLC,赵集首站采卤配置1套PLC,末站共配置2套PLC,共计4套。取水泵房为首站提供注水水源。取水泵房离首站调度控制中心2公里距离,安装有相应的管输设备和配电设施。为了保证采输卤项目生产运行的安全可靠、稳定方便,现场设置一套控制系统采集现场设备数据,并远传到调度控制中心。
调度中心 GPRS 取水泵房
现场数据:三相电压:3个AI;三台电机电流:3个AI;电源总开关状态:1个DI;三台电机开关状态:3个DI;预留三台电机的启动和停止点数:6个DO.
取水泵房的自动化系统选择新华公司的XDC 800,实现对现场泵房数据的采集及设备控制与GPRS网络的接入。在取水泵房增设一个GPRS DTU终端,保证在调度控制中心一侧有外部网络接入,并能做网络端口映射,从而通过GPRS网络实现了取水泵房与调度控制中心网络的连通,并将数据传输到调度控制中心的OnXDC软件,实现远程无线数据采集。 作者:谢久峰 2009-8-7 第 4 页 共 4 页 由于淮盐业矿业的输囱管线比较远,长达一百多公里,是亚洲最长的输囱管线,所以它的两个未站与首站的距离也是比较的远的,监控系统末站采用租用光纤通讯模式,站内监控主机等设备以及PLC均挂在以太网上,首站和两个末站形成局域网,PLC通过现场总线同其他系统及各种传感器和自动化设备等进行数据通信,从而组成一个完整的SCADA系统。
6、结束语 通过PLC 在采输卤工程中的应用,在广大采输卤行业使用中获得了良好的评价,并得到了多家生产厂家对PLC 质量和性能的认可,该控制系统只需要稍加改进即可应用于更高性能要求的其它行业中。这一切都表明PLC 不仅可以满足对高可靠性的实际需求,而且在控制水平和性能完全可以实现运动控制和过程控制的自动化行程,并应用到更为广泛的行业,未来前景将更为广阔。
参考资料参考资料:: 《从零开始学电气控制与PLC技术技术》》作者:刘建清 主编 出版社:机械工业出版社
《电气控制与PLC应用技术应用技术》》 作者:田效伍 主编 出版社:机械工业出版社 《PLC编程及应用编程及应用((第2版)》作者:廖常初 主编 出版社:机械工业出版社
《可编程控制器应用技术与设计实例可编程控制器应用技术与设计实例》》作者:高钦和 编著 出版社:人民邮电出版社
《SCADA(SCADA(监控与数据采集监控与数据采集监控与数据采集))软件系统的设计与开发软件系统的设计与开发》》作者:王振明等编著 出版社:机械工业出版社