引言

隨著我國工業化進程的不斷加快．環境問題已經成為關系到人類前途和命運的尖銳而敏感的問題。生活在山西這塊沃土上．煤炭焦化產業由南到北隨處可見，而這些行業在給企業帶來巨大利潤的同時給我們的生活環境所帶來的工業粉塵污染也是令人痛心疾首。隨著國家環保治理力度的不斷加大．各企業在環保治理方面的投入也在日益加強。地處山西腹地的西山煤電集團五麟焦化廠為響應國家環保政策，為l、2號焦爐配置了一座地面除塵站，除塵站的控制系統采用了時下流行的DCS集散控制系統。系統通過控制地面除塵站的除塵主風機的轉速配合調節爐前密封管道和地面除塵站連接管道間的非常閥的開與關，把攔焦車在導焦、焦爐在出焦時在攔焦車導焦柵和熄焦車等處產生大量陣發性的高溫煙塵通過導焦車上的吸塵罩捕集后，經過固定在爐前的膠帶密封管道和地面除塵站連接管道進入除塵器本體進行凈化處理，凈化后的煙氣經除塵器上部集合管通過通風機排人大氣，在除塵器中被捕集下來的粉塵經雙層排灰閥進入刮板運輸機送入粉塵倉，最后由加濕卸灰機定期將粉塵裝入汽車后運輸。

1、系統硬件配置

為了保證整個控制系統在安全、可靠的情況下長期運行．系統配置了一個工程師站，一個操作員站兩個操作站和一套由西門子S7-300系列PLC產品控制系統。具體配置如下：

（1）操作站：操作站采用配置為PⅣ2．4G、512MB、80G、52XCDROM的研華工控機兩臺主機，21英寸彩色顯視器兩臺，單色打印機和UPS電源各一臺。

（2）PLC控制系統：PLC控制系統采用了西門子S7-300系列產品組成分布式I／0控制方式。主站由：S7-300-CPU一塊、電源模板一塊、通訊模板IM365一塊以及S7-300的I／O模塊組成。從站采用：由IM365接口模板以及S7-300的I／0模塊組成。現場輸入信號通過端子直接輸入PLC柜，輸出信號由輸出繼電器來實現PLC-I／O模塊與現場設備實現電器隔離。系統規模：開關量輸入點（DI）：176點；開關量輸出點（D0）：64點；模擬量輸入點（AI）32點。

（3）通訊：操作站OPS與PLC控制系統之間的通訊網絡是PROFIBUS網絡，由西門子通訊模塊CP5611網卡實現PROFIBUS通訊。通過（PG口、PC口）構成高速的數據通訊網。實現上位機與下位機之間數據通訊。系統硬件構成見圖l。

2、 集散控制系統特點

DCS控制系統綜合了計算機技術、網絡通訊技術、自動控制技術、冗余及自診斷技術．采用了多層分級的結構，它把計算機、儀表和電控技術融合在一起．結合相應的軟件，不僅能夠實現數據自動采集、處理、工藝畫面顯示、參數超限報警、設備故障報警和報表打印等功能，而且并對主要工藝參數形成了歷史趨勢記錄，隨時查看，并設置了安全操作級別，既方便了管理，又使系統運行更加安全可靠，適用于電力、冶金、建材、造紙、煤化工、城市污水處理等行業中現代化生產的控制與管理需求。目前已成為工業過程控制的主流系統。它的特點是：

（1）控制功能強。

（2）系統可靠性高。

（3）有良好的人機界面。

（4）軟、硬件采用模塊化結構。

（5）系統容易開發、擴展。

（6）用組態軟件，編程簡單，操作方便，容易掌握。

（7）有良好的性價比。

3、 控制方案

l、2#焦爐除塵控制系統所控制的電氣設備有：除塵主風機、液力偶合器電動執行器、非常閥、刮板運輸機、風機入口閥、倉壁振打器、雙層排灰閥、脈沖控制儀、料位計等。所有這些被控設備除料位計外均設有集控和就地控制兩種模式，現場維護非常方便。

本系統控制的難點是液力耦合風機轉速的調節和爐前密封管道和地面除塵站連接管道間的非常閥的開度調節，與它們一同要進行連鎖控制的設備還有風機前的風門人口調節閥，如果這三者之間的連鎖問題處理的不當，整個除塵站的本體將有可能毀于一旦。本系統控制的關鍵點是倉壁振打器、雙層排灰閥、刮板運輸機、脈沖控制儀、料位計之間的連鎖控制。系統啟動之前要對所有被控設備進行狀態檢測，不符合啟動要求時系統將無法啟動運行。確保生產設備及操作人員的安全。

整個系統采取分時段的工作方式：焦爐不出焦時除塵主風機低速運行，非常閥關閉；倉壁振打器、雙層排灰閥、刮板運輸機、脈沖控制儀也不工作。焦爐出焦時除塵主風機將高速運行，同時打開非常閥．把攔焦車在導焦、焦爐在出焦時在攔焦車導焦柵和熄焦車等處產生大量陣發性的高溫煙塵通過導焦車上的吸塵罩捕集后，經過固定在爐前的膠帶密封管道和地面除塵站連接管道進入除塵器本體進行凈化處理．這時倉壁振打器、雙層排灰閥、刮板運輸機、脈沖控制儀將按要求一次投入工作；所有的除塵室都工作一遍后，倉壁振打器、雙層排灰閥、刮板運輸機、脈沖控制儀進入待機狀態，除塵主風機進入低速運行．同時關閉非常閥，等待下一次焦爐出焦信號的到來．如此循環往復。上位機軟件采用北京昆侖通泰自動化軟件科技有限公司的MCGS組態王和西門子的STEP7編程軟件，該組態軟件可方便地同國內外各種品牌的PLC建立PROFIBUS網絡連接或INTRNET網絡連接。操作站主畫面（見圖2）。

系統主畫面簡介明了．所有地面除塵站的受控電氣設備的運行狀態畫面上一目了然。主畫面中同時給出了除塵器前煙氣溫度、除塵器后煙氣溫度、冷卻器前煙氣溫度、風機軸承溫度、偶合器進油溫度、偶合器出油溫度、主電機軸承溫度、主電機定子溫度、壓縮空氣壓力、除塵器進出口差壓、偶合器進油壓力、偶合器轉速、風機軸承振幅的監測指示。

4、結束語

系統在設計時采用了高抗干擾能力的硬件電路和模塊化設計。使系統具有了優異的工作性能。現場測試和用戶使用情況表明，該系統性能穩定可靠，設計簡單實用；另外該系統極易擴展，應用于不同規模的地面除塵站控制，還可方便的通過網絡接入企業內部局域網或互聯網，具有較高的推廣價值和廣闊的市場前景，建設周期短，投資回報好，環保標準高，使得它必將在國家環保治理方面做出更大的貢獻。

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