流化床生物质气化炉系统控制的实现.docx

流化床生物质气化炉系统控制的实现摘要：基于力控Forcecontrol6.1组态软件，SIEMENS的S7-200PLC集成流化床生物质气化炉控制系统，该系统已成功运用于流化床生物质气化炉集控运行，具有灵活、可靠、稳定、方便的特点，满足工艺要求，提高流化床生物质气化炉系统的监控和运行水平，具有良好的示范作用和参考价值。Abstract：BasedontheforcecontrolForcecontrol6.1configurationsoftware，S7-200PLCofSIEMENSisintegratedintothecontrolsystemoffluidizedbedbiomassgasifier.Thiscontrolsystemhasbeensuccessfullyappliedtothecentralizedcontroloperationoffluidizedbedbiomassgasifier，andithastheflexible，reliable，stable，convenientfeatures，andcanmeetthetechnicalrequirementsandimprovethelevelofmonitoringandoperatingoffluidizedbedbiomassgasifiersystem，soithasagoodmodelingroleandreferencevalue.关键词：流化床生物质气化炉控制系统；力控Forcecontrol6.1；S7-PLCKeywords：fluidizedbedbiomassgasifiercontrolsystem；forcecontrolForcecontrol6.1；S7-PLC0引言随着全球能源与环境问题的日益凸显，迫切地需要研究开发和利用新能源技术，生物质气化将成为未来10至20年内最为可行的技术之一，同时也是国内外的研究热点。对于生物质气化设备来说，目前世界上应用最广泛的是固定床气化炉，随着科技的进步和技术的日趋成熟，欧美国家开始大力发展更为先进的循环流化床生物质气化技术，各种新形式的循环流化床气化装置不断涌现，其原料适应性更强，产气热值更高，生产能力和强度更大，调节范围更广。国内流化床生物质气化炉处于初级阶段，流化床生物质气化炉系统多采用人工手动操作控制，精准性及稳定性得不到持续保证，对整个流化床生物质气化炉系统的自动控制就显得尤为重要。1工艺流程2系统设计与工程实现2.1系统设计本系统上位机选用DELL计算机，组态软件选用力控Forcecontrol6.1，下位机选用西门子S7-200系列，上位机与PLC采用TCP/IP以太网通信，系统配置以太网交换机，通过TCP/IP以太网通信联接锅炉控制系统，实现整个系统的联锁协调监控。通过上位机可显示整个流化床生物质气化炉工艺流程和工艺参数，实现历史数据储存、显示、查询、统计、报表、打印等管理功能。系统控制鼓风机、引风机、给料电机、出碳电机各1台，均用变频器驱动，通过改变各电机的转速来达到控制气化炉产气量的目的。另外，还配有关风器电机两台，以满足工艺需求；系统共设有6个温度采集点，实时监控炉内情况，每个温度传感器采用PT100，使用4～20mA的电流信号采集到PLC。2.2应用软件实现力控Forcecontrol6.1实现人机交互功能，PLC接收力控的操作信号，PLC采集各设备的启停信号，需要由各种限制辅助条件一起判断设备是否可以启动，这些条件有系统是否启动，是自动还是手动、设备是否备妥、是否有故障、急停是否按下等，这些条件都满足设备启动前提时，手动按下启动按钮或者自动状态下按下自动启动，系统才能正常运行。在组态软件的运行界面上，各相应位置有相关设备的图标，在图标中心是状态显示器，点击图标可以进入设备操作界面，在操作界面上实现设备启停、转速设定、转速反馈显示、故障复位等功能；在对应工艺位置，设置温度监视，实时跟踪显示气化炉内各监测点的温度变化。另外，在程序编制过程中防止多个模拟量数据的混乱，在采集或者输出模拟量的时，都做了定标处理，使各数据都是以实际物理量的形式在程序中出现，减少了程序编制过程中一些不必要的麻烦。操作步骤如下：①用S7-200PLC的编程电缆将PLC和电脑串口链接起来；依次合上控制箱上的总电源开关、空气开关；③打开工程，，进入力控开发界面，在界面左边项目管理器中找到“变量/IO设备组态”并双击，进入IO组态界面，如图1所示。点击“PLC1”进入“设备配置第一步”，各参数项均用默认值，点击“下一步”，串口通道选择“COM1”（从“设备管理器”的“端口”中查看通信端口是多少，若不是COM1则在此处改为相应的端口即可），再点击“下一步”，然后点击“完成”，从而完成设备的IO组