浅析PLC在火化机控制中的应用

时间：2022-09-14 13:15:35

关键字：可编程控制器(PLC) 火化机控制系统

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[导读]摘要:将欧姆龙CP1H PLC应用于火化机控制系统 ,并使用程序控制燃烧系统 ,从而提高系统的稳定性以及工作效率 , 同时更好地达到火化效果。该系统基于欧姆龙的PLC ,具有成本低、效率高、成效好的特点。

引言

当今时代 ,科技成果不断应用于各个领域 ,计算机系统也已经在火化机的运行和监测过程中得到使用。火化机传统的控制系统基本是采用手动操作 ,精度无法保证 ,还加大了劳动强度, 因而设计了本文所述PLC系统 , 目的在于实现全智能化的控制 ,达到节能减排的效果。针对火化机的特性 ,该PLC控制系统主要设计用于火化中的负压控制、温度控制、燃烧控制及监测 , 以及对进尸系统通过机械动作进炉燃烧、出灰冷却等的控制和监测 ,通过与上位机的通信 ,实现全功能的控制、监测 ,并获得数据 ,便于打印、存储、记录。

1 系统的主要组成

核心的控制系统由CP1H系列可编程控制器(带模拟量) 、上位机(NS系列) 、温度模块、通信模块CIF- 11等组成。通过 PLC与上位机采用FSE-RS-232串行数据通信的接口标准连接 ,采集火化机的炉膛负压、温度及燃烧器的模拟信号 ,进行相应的E/D转换 ,传送给PLC处理。火化机PLC系统控制简图如图1所示。

2 系统的控制原理简介

2. 1 炉膛的负压控制

本控制系统基于火化机的特性 ,将炉膛负压作为启动优先级别。其一 ,控制负压过低会对遗体焚化的效果造成影响 ,甚至出现正压 , 导致烟气蔓延出炉膛外 ,对车间环境造成污染 ,导致工作人员吸入有害气体等:其二 ,控制负压过大会造成炉膛内温度流失过快 ,造成燃料浪费的同时导致炉膛温度无法保持上升 ,遗体焚化时间大大延长等。因此 ,本系统根据差压变送器采集到的炉膛负压 ,通过转换控制变频器的输出频率使引风机的转速发生变化 ,而引风机引风量的变化使炉膛内负压大小也相应出现波动 ,这样就能达到通过PLC的指令,使炉膛内负压控制在设定值范围内的目的。火化机炉膛负压控制系统简图如图2所示。

2.2 炉膛的温度控制

温度控制对火化机的遗体焚化必不可少。炉膛温度过低 ,会造成遗体燃烧不充分 ,燃烧时间过长 ,浪费燃料 ,更容易产生二嗯英等有毒有害气体 ,造成环境污染:反之 ,温度过高 ,炉膛内的耐火材料容易出现崩裂分象 , 导致炉膛的使用寿命大大缩短。因此 ,炉膛的温度控制非常重要。炉膛的温度控制离现关键在于控制燃烧时的供油量及助氧风机的供风量这两个重要的因素 ,鉴于此 ,在控制系统中采用电控元件使供氧量和供油量实现自动调节 , 从而大大降低了火化工的劳动强度。 PLC通过PSD程序运算 ,控制电控元件调节供油和供氧开度的大小 ,实现当炉膛内的温度过高或过低时 ,PLC立即发出指令进行调节 ,这样就能使炉膛内的温度维持在设定值 ,达到最佳的燃烧效果。炉膛温度控制系统简图如图3所示。

2.3 燃烧及监测系统

(1)火化机的燃烧系统关系到燃料的充分利用 ,是整个焚烧的能量来源 ,如若燃烧不充分 ,大量燃料将积留在炉膛内 ,达到一定的浓度后就会出现爆燃的严重后果 ,这种情况是坚决不允许的。因此 ,在燃烧系统的控制中 , 需对燃烧的整个过程进行监测控制 ,采用光敏元件对燃烧的火焰进行监测 , 当火焰出现异常时 ,PLC将会发出指令切断供油系统 , 防止事故的发生。火化机燃烧系统简图如图4所示。

(2)火化机的监测系统主要通过上位机将下位机采集来的运行参数及检测元件实时进行处理 ,然后在上位机上显示炉膛的温度值、压力值、燃料流量、氧气供风量、烟气含氧量等过程的实时数据以及各部件运行状态的模拟动态图形。图5为本公司火化机上位机的操作界面监测数据的内容。

2.4 火化机进尸系统

主要组成包括预备室中的预备门、接尸系统、炉门、冷却系统等 ,通过PLC的I/o口开关量控制异步电动机的正反转来实现动作要求 ,控制原理比较简单 ,这里不再赘述。

3PLC控制系统的设计

本设计采用SYSMACCP系列可编程控制器CPC1(带内置模拟输入/输出端子) ,使用Cx-programmer(在windowS上运行的编程软件) ,功能强大 ,可以完成用户程序的建立、编辑、检查、调试以及监控 , 同时还具有完善的维护等功能 ,使得程序的开发及系统的维护更为简单、快捷。火化机的PLC系统控制流程图如图6所示。