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EC系列PLC在垃圾焚燒、處理系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要：介紹以科威EC系列PLC為主要控制器的垃圾焚燒、處理系統(tǒng)方案，通過CAN總線組網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)分類控制。
關(guān)鍵詞：EC系列PLC；CAN總線；控
1 引言：
垃圾焚燒的控制是一個(gè)典型的過程控制,目前用于過程控制的主要有簡單的單回路儀表控制、工控機(jī)(IPC)、可編程控制器(PLC)以及DCS。
本文采用科威EC系列PLC作為系統(tǒng)控制核心,以軟件設(shè)計(jì)為主,詳細(xì)論述黃石醫(yī)療垃圾焚燒站焚燒爐系統(tǒng)的順序控制及燃燒過程控制的實(shí)現(xiàn)過程。
2 基本要求：
1) 所有自動(dòng)控制系統(tǒng)均設(shè)手動(dòng)、自動(dòng)切換、轉(zhuǎn)換開關(guān)，即既可自動(dòng)也可手動(dòng)兩種模式。
2) 所有按鈕帶指示燈，開機(jī)、停機(jī)顏色區(qū)分。
3) 凡涉及自動(dòng)控制設(shè)定值應(yīng)隨機(jī)可調(diào)整。
4) 除喂料自動(dòng)控制，就地設(shè)置和單獨(dú)控制系統(tǒng)外，其余控制和顯示集中在焚燒爐+5m 操作臺控制室內(nèi)的電控柜內(nèi)。
3 系統(tǒng)方案
3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1．科威EC-20M20R、EC-24M24R、EC-08M08R-04H04B PLC，加上FEX-4AD擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)切換、轉(zhuǎn)換開關(guān)以及全自動(dòng)焚燒控制過程。
2．計(jì)算機(jī)通過RS232與主站PLC的RS0口連接，平板電腦用過485與PLC的RS1口連接，所有手動(dòng)操作、參數(shù)設(shè)定、開關(guān)狀態(tài)均通過平板電腦實(shí)現(xiàn)。
3．系統(tǒng)框圖
3.2、系統(tǒng)簡介
(一)、 醫(yī)廢垃圾提升至+12m 操作平臺
1、擬采用工業(yè)電梯或電動(dòng)葫蘆提升機(jī)
2、電器控制為單獨(dú)控制系統(tǒng)，方式為：手動(dòng)、限位、升降（正反轉(zhuǎn)）
3、由電梯廠提供單獨(dú)專用電控柜
(二)、 投料部分（采用PLC 控制單元方式）
采用翻箱機(jī)裝箱扣牢后啟動(dòng)遠(yuǎn)程按鈕 PLC 自動(dòng)控制，一級推板機(jī)和二級推進(jìn)破袋機(jī)工作
1、裝箱扣牢后啟動(dòng)遠(yuǎn)程按鈕PLC 工作
2、一級推板機(jī)退出（暫設(shè)）10 秒后
3、翻箱機(jī)翻箱10 秒后，控制自動(dòng)返回
4、一級推板機(jī)推進(jìn)關(guān)閉8 秒后
5、二級推進(jìn)破袋機(jī)退出8 秒后
6、二級推進(jìn)機(jī)破袋機(jī)推進(jìn)8 秒關(guān)閉
1—6 為一個(gè)工作程序
控制要求：
⑴ 初始狀態(tài)：翻箱機(jī)不動(dòng)，一級密封推板、二級推進(jìn)破袋機(jī)全部處于關(guān)閉狀態(tài)；
⑵ 當(dāng)翻箱機(jī)翻箱時(shí)，一級密封推板打開，二級推進(jìn)破袋機(jī)處于關(guān)閉；
⑶ 箱內(nèi)物料倒完后，一級密封推板板關(guān)閉，二級推進(jìn)破袋機(jī)退出，打開落料后即時(shí)推進(jìn)關(guān)閉；
上述⑵～⑶為1 個(gè)工作程序，時(shí)間45～60 秒如此反復(fù)，主要考慮以時(shí)間控制并可調(diào)整。
(三)、布料機(jī)（人工控制）不進(jìn)入PLC
采用手動(dòng)、開停機(jī)、正反轉(zhuǎn)方式根據(jù)焚燒爐焚燒狀況，人工調(diào)整調(diào)速儀，改變布料機(jī)轉(zhuǎn)速。
配套： 3KW（調(diào)速電機(jī)） 1 臺
(四)、 二燃室助燃部分控制（采用 PLC 控制單元方式）
由測溫?zé)犭娕?rarr;儀表輸出→PLC 自動(dòng)控制油管電動(dòng)閥和噴油燃燒器啟動(dòng)工作和關(guān)機(jī)。
配套：全自動(dòng)常鼓風(fēng)燃油燃燒4 臺，熱電偶及帶信號輸出溫度顯示儀2 套）
○1 該機(jī)自身可與爐膛溫度傳輸?shù)綔囟蕊@示儀設(shè)定的上限值時(shí)溫度與下限值溫度連接，實(shí)現(xiàn)溫度高于上限值，則自動(dòng)停止噴油燃燒；溫度低于下限值時(shí)，則自動(dòng)啟動(dòng)燃燒器點(diǎn)火噴油燃燒。
○2 過渡油箱進(jìn)油管裝設(shè)油位控制器及常閉式二位二通電磁閥，當(dāng)油位到下限值需進(jìn)油時(shí)，自動(dòng)通電閥開進(jìn)油，到油位上限時(shí)，斷電閥關(guān)閉。
(五)、一燃室裝（0～1300℃ L=1200mm）測溫?zé)犭娕? 套（僅顯示爐膛溫度）
不進(jìn)入 PLC
(六)、焚燒爐卸渣及出渣刮板機(jī)(手動(dòng)聯(lián)鎖控制方式) 不進(jìn)入PLC
1、焚燒爐卸渣配套： 4KW 調(diào)速電機(jī)
2、刮板機(jī)配套： 2.2KW 電機(jī)
3、控制說明：
A、出渣刮板機(jī)與焚燒爐卸渣傳動(dòng)，聯(lián)鎖控制。即須先開刮板機(jī)后才能啟動(dòng)卸渣傳動(dòng)，卸渣傳動(dòng)停后，才能停刮板機(jī)。
B、刮板機(jī)因故障停時(shí)，焚燒爐卸渣自動(dòng)立即停。
4、操作時(shí)應(yīng)由爐工根據(jù)一燃室的渣層高度及爐床通風(fēng)實(shí)際情況，確定是否需要卸渣或松動(dòng)渣層，而啟動(dòng)和停止卸渣和出渣。
(七)、 一次風(fēng)機(jī)（采用手動(dòng)控制方式） 不進(jìn)入 PLC
1、風(fēng)機(jī)型號：9-19No5A 右0° 功率： 11KW 電機(jī)
2、風(fēng)機(jī)進(jìn)口裝：電動(dòng)蝶閥，蝶閥配電液推桿，推力：100kg，行程：150mm
3、風(fēng)機(jī)設(shè)開停按鈕，啟動(dòng)后連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)焚燒爐一燃室燃燒熱解狀況僅調(diào)節(jié)電動(dòng)蝶閥閥板開度，調(diào)節(jié)供風(fēng)量。
4、蝶閥開度使用按鈕正反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)。
5、與尾排風(fēng)機(jī)故障停機(jī)聯(lián)鎖：即當(dāng)尾排風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)一次風(fēng)機(jī)同時(shí)停機(jī)。
(八)、 二次風(fēng)機(jī)（PLC 控制單元方式）
二次風(fēng)機(jī)采用在線監(jiān)測的 CO 指標(biāo)，由監(jiān)測儀表輸出→PLC 自動(dòng)控制二次風(fēng)機(jī)的電液蝶閥調(diào)整閥門的大小。
風(fēng)機(jī)型號：9-19№4.5A 右 90 度；功率： 7.5kw
風(fēng)機(jī)進(jìn)口裝電動(dòng)蝶閥，配套電液推桿，推力100kg，行程150mm。
風(fēng)機(jī)自身設(shè)置開、停按鈕，PLC 控制主要是調(diào)節(jié)蝶閥閥門開度，控制進(jìn)口風(fēng)量；
控制調(diào)節(jié)依據(jù)：根據(jù)在線監(jiān)測的CO 值反饋給PLC 自控系統(tǒng)，當(dāng)CO＞70mg/m3 時(shí) (應(yīng)可調(diào))，閥門開度加大，增加風(fēng)量；當(dāng)CO＜60mg/m3 時(shí)(應(yīng)可調(diào))，閥門開度減小，減少風(fēng)量。與尾排風(fēng)機(jī)故障聯(lián)鎖，即尾排風(fēng)機(jī)故障停機(jī)時(shí)，二次風(fēng)機(jī)同時(shí)停。
(九)、焚燒爐出口（即螺旋熱氣交換器進(jìn)口）不進(jìn)入 PLC
裝0～1300℃ L=600mm 測溫?zé)犭娕技皽囟蕊@示儀1 套（僅顯示溫度）。
(十)、螺旋熱氣交換器 不進(jìn)入 PLC
自身無動(dòng)力檢測控制設(shè)施
(十一)、冷煙氣加熱器（僅顯示煙氣溫度） 不進(jìn)入 PLC
高溫?zé)煔膺M(jìn)口處裝（0～1300℃ L=600mm）測溫?zé)犭娕技皽囟蕊@示儀 1 套
加熱煙氣出口處裝（0～200℃ L=300mm）測溫?zé)犭娕技皽囟蕊@示儀 1 套
(十二)、熱水交換器 不進(jìn)入 PLC
自身無動(dòng)力監(jiān)測控制設(shè)施
僅人工調(diào)節(jié)進(jìn)水閘閥，控制進(jìn)水量
管道上配： 管道泵一臺，電機(jī) 2.2KW
當(dāng)水壓低，供水不足時(shí)，人工啟動(dòng)管道泵開或停。
(十三)、Ⅰ級急冷洗氣塔（PLC 自動(dòng)控制單元方式）
采用出口測溫（＜200℃）熱電偶儀表輸出→PLC 自動(dòng)控制水管電動(dòng)閥工作調(diào)整水量
配套設(shè)備：
⑴ 耐酸堿離心泵，功率： 5.5kw，流量15立方/小時(shí)，揚(yáng)程30M；1臺。
⑵ 兩層螺旋噴咀管網(wǎng)，進(jìn)水管上裝設(shè)電動(dòng)閥門1 臺；
⑶ 0～800℃ L=1200mm 熱電耦、帶輸出信號溫度顯示儀各1 套；
控制要求：
以一級急冷洗氣塔出口煙氣溫度≤200℃為界線；當(dāng)出口煙氣溫度≥190℃時(shí)，由測溫儀表反饋給PLC 系統(tǒng)自控器指令閥門開大，增加水流量降溫，反之則閥門關(guān)小。
十四)、ⅠⅡ級急冷及洗滌脫酸塔座（僅顯示煙氣溫度）不進(jìn)入PLC
裝設(shè) 0～600℃ L=1200mm 測溫?zé)犭娕技皽囟蕊@示儀1 套
(十五)、Ⅱ級洗滌脫酸塔（PLC 自動(dòng)控制單元方式）
采用在線監(jiān)測二氧化硫指標(biāo)儀表輸出→PLC 自動(dòng)控制堿液水管電動(dòng)閥工作調(diào)整堿液量
配套設(shè)備：
⑴ 配用2 臺耐酸泵，管網(wǎng)連通；
⑵ 兩層螺旋噴咀管網(wǎng)，進(jìn)水管上裝設(shè)電動(dòng)閥門1 臺；
⑶ 0～800℃ L=1200mm 熱電耦、帶輸出信號溫度顯示儀各1 套；
控制要求：
⑴ 主要依據(jù)在線監(jiān)測反饋的SO2 數(shù)據(jù)；以SO2 值250mg/m3（并可調(diào)整設(shè)定）為上限值；
⑵ 當(dāng)在線檢測儀監(jiān)測SO2 超過上限值時(shí)，信號反饋給PLC 系統(tǒng)自控器指令閥門開大，增加洗滌堿液流量，低于此值時(shí)閥門關(guān)小，減小堿液流量；
⑶ 同時(shí)要兼顧考慮洗滌塔煙氣出口溫度，以50℃（可調(diào)整設(shè)定）為上限，高于上限值時(shí)，自控器指令閥門開大，低于此值時(shí)則關(guān)小。出口處配備0～200℃ L=300mm 熱電偶及溫度顯示儀。
(十六)、冷凝脫水塔（人工控制調(diào)整閘閥）人工啟動(dòng)水泵1 臺，不進(jìn)入PLC
綜合Ⅰ級急冷洗氣塔水泵管網(wǎng)，自身無動(dòng)力監(jiān)測設(shè)施
僅人工分別調(diào)節(jié)進(jìn)水閘閥，控制冷水流量。
(十七)、冷凝脫水、干燥吸附塔座（僅顯示煙氣溫度）不進(jìn)入PLC
裝設(shè) 0～200℃ L=1200mm 測溫?zé)犭娕技皽囟蕊@示儀1 套
(十八)、干燥吸附塔（僅顯示出口溫度）不進(jìn)入PLC,無動(dòng)力設(shè)備
1、內(nèi)部裝填各種吸附材料，根據(jù)情況定期人工交換
2、出口處裝0～200℃ L=300mm 測溫?zé)犭娕技皽囟蕊@示儀1 套
(十九)、活性碳噴吹裝置（手動(dòng)控制啟動(dòng)和停止）不進(jìn)入PLC
配套設(shè)備：
1、擺線針輪減速電機(jī)550W 1 臺
2、手動(dòng)閘閥 1 只
采用人工啟動(dòng)開停按鈕，控制小螺旋喂入活性碳粉，壓縮空氣噴送入干燥吸附塔內(nèi)，用氣量由人工手動(dòng)調(diào)節(jié)。
(二十)、除塵器進(jìn)口冷風(fēng)蝶閥（PLC 自動(dòng)控制單元）
采用測溫?zé)犭娕純x表輸出→PLC 自動(dòng)控制冷風(fēng)閥的電動(dòng)蝶閥開和。
配套設(shè)備：
1、氣缸1 臺，4V310 電磁閥1 只
2、0～200℃ L=300mm 熱電偶及帶輸出信號溫度控制儀1 套
3、以除塵器進(jìn)口煙氣溫度為依據(jù)，設(shè)定溫度的上、下限值（一般情況下，上限值95℃，下限值75℃）為準(zhǔn)。（應(yīng)可調(diào)整）當(dāng)進(jìn)除塵器煙氣溫度高于 95℃上限值時(shí)，PLC 指令冷風(fēng)蝶閥打開冷風(fēng)摻進(jìn)降溫，并進(jìn)行高溫報(bào)警，低于95℃上限值時(shí)，則關(guān)閉冷風(fēng)蝶閥，停止高溫報(bào)警。
4、當(dāng)進(jìn)除塵器煙氣溫度低于75℃下限值時(shí)，發(fā)出低溫報(bào)警信號及聲響。
(二十一)、袋式除塵器（PLC 自動(dòng)控制單元）
氣箱脈沖袋式除塵器為離線清灰方式，采用定時(shí)制式PLC 自動(dòng)控制各室提升閥開閉及電磁閥脈沖寬度分室輪番清灰，脈沖寬度、清灰間隔、清灰周期應(yīng)可調(diào)。作為系統(tǒng)而言，減少布袋粘塵，減少濾袋阻力，主要是防止溫度過低結(jié)露糊袋和高溫?zé)龤V袋及防腐層。
另：除塵器自身需要配備
⑴電磁脈沖閥5 臺
⑵氣缸5 臺
⑶電磁閥5 臺
出灰螺旋手動(dòng)控制開、停。不進(jìn)入PLC，功率1.5KW
采用設(shè)定時(shí)間，按5 室輪換工作（見PLC 程序編程）
(二十二)、尾排風(fēng)機(jī)（PLC 自動(dòng)控制）
配備：
⑴ 尾排風(fēng)機(jī)：型號9-26№5.6A 左0°；功率： 30kw；數(shù)量：1 臺
⑵ 電動(dòng)蝶閥 1 臺，配套執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 電液推桿，功率370W/380V；
控制要求：
⑴ 風(fēng)機(jī)自身設(shè)開停按鈕及故障停機(jī)報(bào)警，PLC 控制主要是保障系統(tǒng)均呈負(fù)壓狀態(tài)運(yùn)
行，依據(jù)焚燒爐進(jìn)料口處裝設(shè)的正、負(fù)壓電接點(diǎn)壓力表（負(fù)壓值可調(diào)）進(jìn)行調(diào)節(jié)蝶閥開度，增大或減少抽風(fēng)量；
⑵ 當(dāng)出現(xiàn)正壓或負(fù)壓不足時(shí)，PLC 指令蝶閥開大；
⑶ 當(dāng)負(fù)壓過大時(shí)，PLC 指令蝶閥關(guān)��；
⑷ 當(dāng)?shù)y開至最大進(jìn)料口仍出現(xiàn)正壓，則發(fā)出報(bào)警信號；
⑸ 尾排風(fēng)機(jī)與一次、二次風(fēng)機(jī)緊急排放閥實(shí)行超壓故障停機(jī)連鎖并發(fā)出聲光報(bào)警，即當(dāng)尾排風(fēng)機(jī)蝶閥開至最大，進(jìn)料口仍呈正壓狀態(tài)時(shí)，則緊急排放閥迅速自動(dòng)打開，一、二次風(fēng)機(jī)同時(shí)停機(jī)并報(bào)警。
⑹ 當(dāng)尾排風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，一二次風(fēng)機(jī)立即停機(jī)。
(二十三)、防爆緊急排放閥（PLC 自動(dòng)控制單元）
配套：
⑴ 緊急排放煙囪管上裝設(shè)氣動(dòng)蝶閥配SC50*150 氣缸，4V310 型220V 電磁閥1 套；
⑵ 電接點(diǎn)壓力表1 只；
控制要求：
⑴ 當(dāng)電接點(diǎn)壓力表顯示爐膛達(dá)到設(shè)定壓力值時(shí)，通過電訊號使電磁閥動(dòng)作，使氣缸帶動(dòng)蝶閥迅速打開，緊急排出煙氣，并予以聲光報(bào)警；
⑵ 當(dāng)爐膛壓力恢復(fù)到設(shè)定值以下，電磁閥復(fù)位使氣缸將閥門關(guān)閉，停止報(bào)警。
⑶ 與尾排風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，尾排風(fēng)機(jī)故障緊急停機(jī)時(shí)，蝶閥風(fēng)速打開排煙。正常停機(jī)時(shí)，蝶閥乃為關(guān)閉。
采用焚燒爐測壓，儀表輸出→PLC 自動(dòng)控制電動(dòng)蝶閥打開和關(guān)閉。
(二十四)、堿液池（2 座輪換使用）（人工控制）
設(shè)液位控制儀每池1套，共2 套
1、配耐酸泵，5.5KW 電機(jī)1 臺，從污水池抽水分別進(jìn)2 座堿液池，手動(dòng)連同液位控制儀一并轉(zhuǎn)換，液位池液位到上限值時(shí)自動(dòng)停，耐酸泵配堿轉(zhuǎn)換，到下限值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)耐酸泵。
2、人工配堿
3、配堿液攪拌機(jī)，2.2KW 2 臺，每池1 臺，堿液池水中加入堿粉或堿塊后，人工啟動(dòng)攪拌機(jī)開、停機(jī)。
(二十五)、在線監(jiān)測設(shè)備（帶各種檢查數(shù)量信號輸出接口）
外購配套，單獨(dú)控制系統(tǒng)。
3.3、系統(tǒng)特點(diǎn)
整個(gè)系統(tǒng)采用PLC控制，通過CAN總線組網(wǎng)，方便用戶操作，同時(shí)配合上位機(jī)監(jiān)控，了解整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。PLC控制器具有更強(qiáng)的抗干擾能力和良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性,并且具有體積小,編程簡單,更容易為操作人員所接受的特點(diǎn).
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