工艺收尘器控制系统V10设计说明-软件著作

一、设计背景随着水泥行业趋于饱和，对水泥厂的要求已经不是能到达根本要求就可以了，而是通过控制优化，改进技术手段等方法，使水泥厂到达节能减排，以便最大化的利用资源。国内水泥行业尤其如此，水泥总产量早已居于世界第一位，但是整体来讲，还是存在着资源铺张，效率偏低的状况，与国外先进的水泥生产商及设计方还是存在很大的差距。改进生产方法一个很重要的方面就是改进DCS对全厂设备的掌握。一个水泥厂不行缺少的一种设备就是收尘器，它从大的方面来讲包括两种：1.满足工艺要求而用到的工艺收尘器，简称大收尘器。2.清理废气，回收粉尘用的收尘器，简称小收尘器。而现在收尘器一般都为布袋式，静电除尘已经很少使用。收尘器一个共同的作用就是使工厂的废气经过净化，以使大气不被污染。而在实际使用中，很多水泥厂为了省电，在夜间生产的时候都把不影响生产的收尘器关掉，严峻污染了环境。所以改进收尘器，使箱，里面包括了对振打电机，卸料电机以及风机等这些强电设备的掌握电路，以及对提升阀，脉冲阀这些弱电设备的掌握电路。掌握箱里带一个掌握器，通过内部规律掌握实现对收尘器的现场掌握，通过中继将一些信号输出给全厂的DCS系统，供其使用。这种做法有以下弊端：一些现场的信号，比方压力等，只是在其掌握箱中进展了一次转接，再到DCS，没有任何作用。一些具体信息无法供给应操作员，比方脉冲阀是否工作，工作时序是否正常，卸料电机DCS，操作人员并不知道到底是什么报警和什么故障，只能让岗位工现场排解，增加了处理问题的时间，有时候甚至需要将设备停下来，影响生产。程序固化到CPU中，不便利修改；厂家的掌握程序一般是固定的，不能依据现场具体状况而转变，或者转变程序需要相应的软件。升级和扩展困难；系统自带掌握柜，虽然要求预留适当的备用点，但一般厂家为了压缩本钱，不会为将来系统的升级或扩展考虑太多的余量基于这两年来与意大利水泥集团合作过的两个工程，我们提出了承受“DCS取代收尘器自带掌握系统”的工程。意大利水泥集团作为拥有150年历史并享有国际盛誉的国际水泥集团，是世界第5DCS来掌握，且掌握要求很高，这样削减维护本钱，更加节能。假设我们的设计成果能应用到国内的水泥厂，将使其运行本钱削减，到达节能减排的成效。在国内环境日益恶化的大环境下，能够为优化我们的生存环境起到肯定的作用。二、设计方案5000tpd100收尘技术快速进展，和国家对环境保护工作重视程度的提高，使得以往窑尾和窑头收尘以前多习--11-但是袋收尘在使用过程中因操作不当或清灰方式不合理等缘由简洁造成糊袋，或者烧袋等后果，从而影响收尘的效果。清灰不准时是其主要缘由之一，造成清灰不准时的缘由有多种，包括振打电机不工作，脉冲阀不工作，卸灰电机不工作等多种缘由。国内收尘的掌握常由风机、清灰、卸灰、振打、报警等几局部组成。目前国内所用的袋收尘掌握系统一般都是由厂家依据设备组成配置，由一个电控柜和假设干机旁箱构成，并通过点对点硬线连接的方式与全厂的DCS系统通讯〔见以下图。国内一般的收尘器掌握方案：除尘效果。目前国内清灰系统掌握主要承受定时掌握工作方式，设定一个固定的时间，喷吹依据DCS冲阀的喷吹间隔时间及喷吹时间。要修改喷吹时间须用特地的编程设备连接其自带掌握器，进入可能还需要频繁的改动，效果不好，很难做到准时与高效。带袋收尘电控柜柜内电气元件和PLC系统的元件与全厂的电气及掌握系统型号规格方面存在差异，给运行后备品备件的预备造成麻烦和铺张，并影响了配电室的布置及美观。把收尘器的风机、振打电机、卸灰电机、喷吹等电气掌握归入全厂的DCS，使中控人员能够依据生产系统的工况来实时地调整清灰和卸灰时间无疑是一个很好的方法DCS在水泥厂已经得到广泛应用，用其代替这些设备自带的小掌握系统可以很轻松的完成，且将是一个进展趋势。依据业主的要求，我们对煤磨车间袋收尘的掌握系统进展了优化设计：舍弃订购厂家的袋收尘电控柜，而是将袋收尘风机、振打电机、卸灰电机、加热器、料位计、差压仪表等电气掌握放到的全厂的DCS掌握系统里，现场只设计了一台端子端子箱和假设干机旁掌握箱〔掌握风机、振打电机、卸灰电机、加热器，从DCS过来的线先接进端子箱，再将端子箱分出来的线接到掌握提升阀和脉冲阀的每一个电磁阀上〔见以下图。此方案充分发挥了DCS在掌握方面的优越性，通过DCS的软件编程，在中控可以依据现场实际状况选择定时自动喷吹或操作员手动单个喷吹，也可以选择承受差压掌握方式喷吹；且在收尘器的灰斗里设置料位计和加热器，防止堵料和分散可以快速的定位消灭故障的位置，削减修理的时间，可以是运行更加牢靠。优化设计后的收尘器掌握方案：另外，由于煤磨的工艺收尘器气室比较多，造成脉冲和提升阀比较多，假设每个阀门都配上一个DO点的话，会造成系统的硬件本钱提高，造成资源的铺张，且故障率也会相对提高，对以后的生产维护工作造成很大的麻烦。我们这个工程大收尘器共8个室，每个室有8个脉冲阀，且每个室有一个提升阀，一般的设计方法共需要72(64+8)个DO点，假设一个DO16个DO5DO模块，PLC系统配置及电气掌握图见以下图：-11-11-我们编程时承受按矩阵组合的掌握方式。把1~8号脉冲阀作为每个收尘室公用的脉冲阀总线，由DCS8个通道一一对应掌握。编号为DO1-DO88个DO通道分别掌握各室的中间继电器组,编号为DO9-DO168个通道对应掌握每个提升阀编号为DO17-DO24通过以上分析可以得出本系统所需的DO24个同样16个通道为例,2个DO模块,比从前介绍的电气掌握系3个模块。编制程序时由DO1-81-81-8号脉冲阀总线可1-8DO9-161-8号分室中间继电241个分室中间继电器组,K10,K111号收尘室中间继-11-11-电器组)则1-8号分室中间继电器组即可分别对应掌握1号收尘室8号收尘室的动作输出通过DO1-81-8号脉冲阀的动作输出,DO9-161-8号收尘室的动作输出统图统图见以下图--11--11-11-三、应用效果及应用状况：国内收尘器一般承受厂家自带电控柜，其一般组成：CPU、电源模块、HMI、开关量模块、通讯模块〔厂家一般配S7-300系列〕及其配套的空气开关、中间继电器组成。优化设计后，厂家柜内掌握系统的CPU、电源模块、HMI、通讯模块等均被省去，开关量输入输出模块由全厂DCSDCS系统的CPU工作来说没有任何影响。且I/ODCS掌握后，取消了厂家的电控柜这个中间环节，不但削减了接线，也降低的设备发生故障的机率。对于用户来说，稳定了产量、便利了操作、削减了备品备件的种类、提高了工作效率。2023年底的一次煤磨运行时，由于热风引风机阀门消灭了故障，操作员突然觉察袋收尘的进出口压力差由原来的3000Pa左右开头上升且出磨斗提的电流明显减小，在几分钟内压力差已经上升了4800Pa；依据推断可能有堵料的现象发生，操作员在中控计算机上准时调整了脉冲阀喷吹间隔，间隔时间3010秒，且增加了卸料电机的运行时间，运行时间由30s10s改10s10s3000Pa左右，整个煤磨系统趋于正常，并且很快查明缘由，原来有一组电磁阀的公共线消灭问题，造成不喷吹。还有一次，收尘器两端压差变小，或许到了2300Pa左右，且尾排烟囱的气体显示烟DCS33室的喷吹系统停掉，并且增加其他7个室的喷吹时间及卸灰时间。过一段时间粉尘浓度回复正常，避开污染环境，同时也能避开环保部门的罚款。卸料电机的运行时间，而假设要调整整脉冲阀喷吹间隔必需到电气室电控柜上去调整，时间来不及，无法依据需要敏捷调整，通常能靠停机检修来处理了，从而影响了正常的生产。实践证明，使用DCS系统取代收尘器自带掌握系统，较大程度地提高了系统的配置，可以更便利地更改收尘器的设定时间，削减了外部电路与元器件，具有先进、牢靠、经济、敏捷等显著特色，能够更好地满足用户的需求。四、上位机画面截图及分析收尘器正常运行画面--11-如下图，绿色的竖条代表收尘器的运行状态，比方黄色为设备预备好，红色为设备故障，绿色为正常运行.收尘器故障画面如下图,收尘器变成红色,红色代表故障,故障缘由在收尘器上方显示,由于是收尘器的料斗料位过高导致的故障,所以料斗中有红色感慨号.另外比方收尘器差压过大,破袋等也会造成其变成红色,-11-11-同时故障缘由也会在上方显示.3.收尘器下料电机故障如下图,收尘器的下料器变成红色,表示其有故障,比方热继电器动作等缘由.卸料电机正常运行画面如下图，卸料电机画面包括设备编号(左上角)、设备描述(右上角)、设备画面(绿色的局部)，故障信息画面、启动停顿按钮、联锁及解锁按钮、运行时间累计、掌握模式选择准时间设置、速度,Timemode度开关可以在画面上进展选择投入或者屏蔽。下料电机故障画面如下图，在正常运行的状况下由于某种故障导致下料器停机后，画面上下料器会变成红色，且信息栏也会变成红色，只是收尘器有故障。电磁阀及提升阀正常喷吹画面如下图，收尘器共有8个收尘室，每个收尘室内有8组提升及电磁阀，程序会自动从1~8室的挨次进展喷吹，可以设置喷吹的模式，timemode即设置固定时间，右侧可以进展设置，runtime2s，每组都可以设置，seqtime即每组之间的间隔，即收尘室之间的收尘时间间隔，grouptime及执行完一次大循环后的间歇时间，即8个收尘室循环收尘一次之后的暂停时间。电磁阀及提升阀喷吹消灭故障画面--11-如下图，由于喷吹时序消灭错误时，对应的收尘室的编号会变成红色，且上方设备描述也会变成红色，假设在收尘器消灭破袋故障时，喷吹时会造成烟灰很大，此时可以将对应收尘室的喷吹关闭，此时，此收尘室将不会喷吹，防止粉尘进入大气。此时的运行画面如