PLC在加热炉联锁保护系统中的应用

冯晓玲

(辽宁石化职业技术学院，辽宁 锦州 121001)

随着可编程控制器的日渐成熟，越来越多控制系统都采用PLC来代替传统的继电器控制。特别是在安全联锁保护系统中，PLC控制在保证生产设备的安全运行中起着至关重要的作用。PLC以其可靠性强、动作速度快、安全性能好的特点在各行各业中广泛应用。在PLC控制过程中，PLC可以采集生产设备的运行状态信息，当各路逻辑条件满足时，系统输出保持正常工作状态。一旦设备输入逻辑条件改变，系统立即动作，使输出改变状态，同时报警。PLC系统正常工作时不会动作，一但发生故障时，则要求动作必须可靠。

1 加热炉生产工艺概况①

加热炉在生产运行中，一定要按照操作规程进行操作，否则将引起故障和安全事故，点火操作规程为：

a. 合上PLC控制柜电源开关，各项指标正常，柜门上电源灯亮、无火灯亮、其余各指示灯不亮。

b. 合上风机按钮，风机转动5min，做好炉膛内空气置换工作，检查风机是否正常运转，然后调整风机风门挡板垂直至全关状态。

c. 打开热油泵房内北侧第一道瓦斯手阀门，其他阀门关闭不动，室内启动PLC控制柜点火按钮，手动调节长明灯瓦斯线阀门，压力表指示200kPa,同时观察PLC控制柜上有火指示灯应处于点亮状态,说明长明灯已点燃，现场快速切断球阀处于打开状态(OPEN)。

d. 如果点火失败，应立即关闭第一道瓦斯阀门，打开风门吹扫5min，将炉内未燃烧气体全部排除干净，否则不得再次点火，以免发生爆炸。查明原因后，可重复上述步骤，直到长明灯火焰稳定才能确认点火成功。

加热炉正常燃烧时，长明灯处于常燃状态，系统实时采集火焰信号进行分析处理。加热炉的温度信号和压差信号送至PLC和YS-170控制系统，并在PLC控制柜上显示相应的温度。

2 PLC在加热炉控制中的应用

2.1 联锁保护的作用

联锁保护的主要作用是当设备在启、停和运行过程中，发生危及设备和人身安全的故障时，自动采取保护或联锁措施，以防止事故产生和避免事故扩大，从而保证设备的正常启、停和安全运行。

通过对设备工作状态及其参数的严密监视，当发生异常情况时，及时发出报警信号，必要时自动启动或切除某些设备及系统，使设备维持在原负荷运行或减负荷运行。当发生重大故障而危及设备时，停止装置(或某一部分)运行，避免事故进一步扩大。

2.2 控制方案

加热炉在正常运行时，一旦因为突发事故或者操作不当而熄火时，PLC自动联锁保护系统会自动关闭所有燃料供应阀门，待完全排除未燃气体之后，再按规定程序点火，防止事故产生和避免事故扩大，从而保证加热炉的正常启、停和安全运行。

加热炉联锁保护系统由PLC控制柜、一个YS-170可编程调节器、火焰探测信号采集、信号的输出与执行部分(切断球阀和瓦斯调节阀)组成，实现现场输出温度信号的控制。

炉入口(1支热电阻)，炉出口(两支热电阻)经端子排进入温度变送器。入口温度变送器的形式为一进两出，即一路输出至PLC卡件，一路输出至柜面显示屏。出口温度变送器之一为一进一出，先输出至信号分配器，再进行两路输出，一路至PLC卡件，一路至柜面显示屏。出口温度变送器之二也为一进一出，先输出至信号分配器，再进行两路输出，一路至YS-170，一路至柜面显示屏。YS-170调节器根据加热炉出口温度来对进入炉内的瓦斯流量进行调节。

现场差压变送器输出的标准信号经端子排进入报警设定器(设定值为100kPa)，再由报警设定器输出节点信号，至PLC卡件。

在加热炉控制系统中，当入口和出口三点温度以及差压值只要有一个条件不满足，现场球阀立刻关闭，切断瓦斯进入加热炉。快速切断阀满足以下任一条件，即可切断大、小火瓦斯来源，确保再次点炉时安全：

a. 燃烧器出现熄火；

b. 导热油出口与进口温差大于30℃；

c. 被加热导热油出口温度高于设定温度(230℃)；

d. 导热油的进口与出口压差低于设定值(150kPa)；

e. 排烟温度高于设定值(360℃)。

3 结束语

将PLC联锁保护应用在加热炉控制系统中，使PLC能及时感知系统的故障或存在的隐患，以防止事故发生或扩大，更好地保护人身和设备安全。