摘要: 本文介绍利用SIEMENS公司的S7-400PLC 系统设计并实现铜冶炼过程中余热锅炉汽包液位过程控制和监控系统。阐述了系统的工艺流程、硬件配置、控制方案设计、软件实现及特点。WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
关键词: 除氧器 汽包 PLC Os Profibus Step 7 WiccWWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
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1 前言WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
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在我国冶金行业中，有很多冶炼过程中产生大量的热量白白的浪费掉，这样既浪费了能源又破坏了环境。安徽今昌冶炼厂去年引进了澳大利亚的奥斯麦特冶炼炉的同时，引进了芬兰的余热锅炉，它利用该炉在冶炼铜精矿的中产生烟气的热量给余热锅炉进行加热，从而产生大量的蒸汽。所产生的蒸汽一方面用于厂内其它车间热量的供应外，还将用于本厂发电。我们公司承担了余热锅炉控制系统设计安装和调试，为了保证系统长期稳定，我们选用了西门子公司的S7-400 PLC,采用现场分布式I/O,即主站和从站之间利用Profibus总线结构。于今年9月份完成调试并运行效果很好，有一定的推广应用价值。WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
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2工艺要求WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
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由于余热锅炉是利用冶炼炉在冶炼中产生的烟气给锅炉加热，烟气的温度范围一般在1000℃～1300℃之间波动，所以对汽包液位的控制较困难，为了实现很好的控制，具体要求是：WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
1）、汽包的水位以差压变送气器1HAD10CL101和1HAD10CL102两个仪表来测量，测量的结果由汽包压力变送气1HAD10CP101来补偿，如果压力变送器出故障，液位控制器1HAD10DL101测量信号可以由操作人员手动选择，也可由控制系统自动筛选。如果输入信号低于3mA或高于25mA的时候，则有一个变送器出故障，测量信号可以是两个变送器的平均值，但是变送器坏了，则此时的检测值结果必须屏蔽掉。如果在有液位控制的情况下，控制器1HAD10DL101输出信号直接传送到给水控制阀1LAB10AA001。如果在串级三冲量控制情况下，液位控制器的输出端作为给水流量控制器的远程设定点，根据给水流量1LAB10CF101控制给水阀 1LAB10AA001,在流量控制器前，液位控制器输出信号是由主蒸汽流量1LBA10CF101和两台涡轮泵（循环泵和给水泵）的蒸汽消耗情况进行校正。有一个旁通电动阀可以代替气动控制阀来控制汽包中的水位。电动控制阀1LAB15AA001是由控制器1LAB10DF102以三冲量控制模式或水位控制器1HAD10DL101以液位控制模式或水位控制器来控制。阀门1LAB10AA001和1LAB15AA001在流量控制器1LAB10DF101和1LAB10DF102中有手/自动交叉联锁，这两个阀门不能同时处于自动模式中。控制器1HAD10DL101远程设定点来源于锅炉汽化率相关的曲线。汽包中的水位设定点根据锅炉汽化率在NWLL(正常低水位)和NWHL(正常高水位)之间变动。WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
２）、蒸汽包压力控制是，锅炉正常运行时，锅炉压力控制器１HAD10DP101根据理想的设定点来控制汽包压力。如果压力变送器１HAD10CP101测量的压力信号增大，控制器１HAD10DP101输出信号增加，控制阀１LBA10AA001开启。如果压力下降，控制器会驱动控制阀向关闭方向运行，因此，如蒸汽流量增加，汽压下降，控制器将通过关闭控制阀来保持汽包压力。WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
３）给水箱水位控制，给水箱水压是由控制阀１GHC10AA001控制补充水流量来实现控制的，控制阀的运动是根据变送器１LAA10CL101的测量信号进行控制。给水箱低水位用来作给水泵的联锁信号，以保护水泵。水箱高水位开关控制开启水箱排水阀。排水阀是气动非开既关的阀门，FW水箱水位测量仪表会给出高或低的报警信号。给W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
４）、给水箱压力是由控制阀控制的低压蒸汽来控制的，控制阀1LBS10AA001的运动是根据变送器1LAA10CP101的FW水箱压力测量信号来进行的。WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
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3 控制系统的硬件组成WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
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控制系统由上位机OS操作员站监控系统和下位机PLC可编程逻辑控制系统组成。上位机和下位机通过西门子Profibus FMS协议网络，构成两级不同的层次，分别完成整个系统的监视和控制功能。控制系统硬件结构图如下图所示WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网