触摸屏与PLC在火电厂粉煤灰气力输送系统的应用

摘  要：由于各国工业的不断发展，各种工业污染排放导致地球的自然环境不断恶化，尤其是大气污染，使许多人类患上疾病，未来对于环境的保护将变得越来越重要。目前我国的工业发展正处于高峰期，在加速工业发展的同时，减少工业对环境的污染具有重大意义。烟尘排放污染的主要来源之一便是火力发电厂。因此，为保护我国生态环境，保障火电厂除尘环节的高效运行显得尤为重要。在火力发电厂的除尘环保中，粉煤灰气力运输系统是最为重要的一个环节，气力运输控制系统设计的水平将直接影响火电厂的除尘环保效果。通过对气力输送系统进行科学合理的设计，能够更好地对系统进行控制和操作，对于发挥系统的最大收益是非常有必要的。

关键词：触摸屏;PLC;气力运输

中图分类号：TM621.7;TP334.3      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）05-0158-03

Abstract：As we all know，due to the continuous development of industries in various countries，various industrial pollution emissions lead to the deterioration of the earths natural environment，especially air pollution，which makes many people suffer from diseases. In the future，environmental protection will become more and more important. At present，Chinas industrial development is at its peak. While improving industrial development，reducing industrial pollution to the environment is of great significance. One of the main sources of smoke and dust pollution is thermal power plants. Therefore，in order to protect Chinas ecological environment and ensure the efficient operation of dust removal links in thermal power plants is particularly important. In the dust removal and environmental protection of thermal power plants，the pneumatic transportation system of flyash is the most important link. The design of pneumatic transportation control system will directly affect the dust removal and environmental protection effect of thermal power plants. Through scientific and reasonable design of pneumatic conveying system，it is necessary to control and operate the system better，and to maximize the benefits of the system.

Keywords：touch screen;PLC;pneumatic transportation

0  引  言

對于火力发电厂的粉煤灰气力运输系统来说，工控机中的人机交互界面曾经发挥过相当重要的作用。如今随着科学技术的不断发展，火电厂气力运输系统也在不断升级。现在气力运输系统中越来越多的机器设备和对系统的现场操作都更加趋向于使用人机界面。对于气力运输系统的工程技术研究人员来说，PLC，也就是可编程的逻辑控制器，相对于其他控制系统而言，有较强的抗干扰能力，配套设施相对齐全，对于气力运输系统的适应性强，更容易学习和掌握。触摸屏凭借其物美价廉、界面反应速度灵敏等优点，受到系统研究人员的一致好评。因此，触摸屏和PLC在火电厂粉煤灰气力运输系统中的应用对于气力运输控制系统的发展有着重要作用。

1  火电厂粉煤灰气力输送系统中PLC系统的构成原理

以某火力发电厂中的75t/h燃烧炉的粉煤灰气力输送系统为例来描述触摸屏与PLC在火电厂的气力输送系统中的应用。本例中的输灰系统共计四个电场。首先，对于粉煤灰气力输送系统而言，其控制的人机界面均以PLC为主要控制核心，在气力输送系统中，所有的技术操作均通过系统中的触摸屏来完成。这样火电厂中粉煤灰气力运输系统的操作就更加直观方便，并且工作时具有较强的稳定性，更加可靠。通过系统工作现场的人机交互等功能，可以实现控制各种阀门等主要设备启动和停止的实时压力检测。

PLC系统的构成原理，总体来说是通过触摸屏对PLC程序控制器进行操作，进一步控制仓泵阀门和设备内的传感器，然后通过仓泵阀门对进料阀、出料阀、进气阀、平衡阀和助吹阀等进行控制，通过设备传感器对料位计、压力表、压力变送器进行实时的状态显示和控制，具体如图1所示。

粉煤灰气力输送系统的仓泵工艺流程如图2所示。

2  火电厂粉煤灰气力输送系统中控制系统的硬件设计

2.1  数据输入和数据输出的控制点数

火电厂粉煤灰气力输送控制系统中的数据输入控制点一共设置了18个。其中四个电场的进料阀关到位各设置了1个控制点，平衡阀关到位和出料阀开到位各设置了1个控制点，仓泵料位计和灰库料位计分别设置了1个控制点和2个控制点。

火电厂粉煤灰气力输送控制系统中的数据输出控制点一共设置了22个。其中一电场和四电场仓泵的电磁阀都设置了6个控制点，二电场和四电场仓泵的电磁阀都设置了4个控制点，在堵管报警处设置了2个控制点。

2.2  控制系统中的设备配置

首先，在火电厂粉煤灰气力输送系统中，电源的配置采用三相四线制，保证了电源电压的长期稳定性。气力输送系统的电气设备均设置了安全保护装置，从而保证了气力输送过程中所有设备的正常运转，以及控制系统的正常运行。对于热工控制系统，要求其输入点和输出点的富裕量不能少于10%[1]。这样当温度过热时，系统将会采用自动通风的措施，降低系统部件的温度，确保系统内所有部件的正常工作运转。关于PLC控制器，本例通过PLC程序控制器对气力输送系统中的仓泵以及其他相关的工作设备进行控制，并且每一台仓泵都配备了一台具有防尘防水功能的现场控制箱。仓泵能够通过传感器将相关信号传递给现场控制箱，最终将信号输送至中心控制器内。

火电厂粉煤灰气力输送控制系统硬件设计中硬件的线路并不复杂，除触摸屏以及PLC主控柜外，还有四个电场就地柜。其中电场就地柜可以分为两个部分。

2.3  主控柜PLC的端子接线

对于主控柜到电场就地柜端子排的输出，可分为主控柜到一、二、三、四电场就地柜端子排的输出，相关对应的点位地址如表1所示。

对于主控柜到电场就地柜端子排的输入，可分为主控柜到一、二、三、四电场就地柜端子排的输入，相关对应的点位地址如表2所示。

3  火电厂粉煤灰气力输送系统中控制系统的软件设计

3.1  控制系统软件的功能设计

在火电厂粉煤灰气力输送系统中，可同时具备两种不同的运作方式，第一种为系统自动运行，第二种为就地手动操作[2]。在系统自动运行时，气力运输系统中的每一台仓泵按时间顺序轮流运行。系统自动运行过程中，可以通过触摸屏中的数据显示，实时了解当前系统的运行状态，若运行过程中相关参数出现问题，通过触摸屏可以对参数进行及时更改，以确保系统的正常运转。

3.2  控制系统中PLC软件的设计

PLC的编程语言现阶段大都采用功能块图设计方法或语句表设计方法等，最常用的主要是梯形图设计方法，这也是PLC最基本的设计方法。

3.3  控制系统中触摸屏的画面设计

当前触摸屏的画面设计可根据系统的不同要求进行一定的切换。触摸屏的画面主要有以下几类：系统自动主画面、报警信息主画面、压力显示主画面、输送参数设置表画面等。在触摸屏中，根据不同的需求，通过切换按钮对画面进行切换控制。对于触摸屏的设计，除了要符合系统需求外，还要针对画面的分配进行科学、合理的设计。通过添加各种按钮和指示灯让触摸屏更加人性化，操作起来更加方便快捷，更加容易上手，让触摸屏既美观又实用。

系统自动主画面通过四个开关来合理地控制四个电场的正常运行。当开关指示灯显示打开状态时，电场会根据系统指示自动运行[3]。这时进料阀和平衡阀均会开启，灰斗处开始落料，当料填充完毕后，进料阀自动关闭，进气阀这时会自动开启，通过气源吹气让仓泵内的气压处于憋压状态。憋压到一定极限时，出料阀正常开启，让料通过出料阀到达灰库，料满后，低料位计状态灯开始显示。

输送参数设定画面的主要功能在于通过触摸屏显示各个电场的工作相关数据，通过对数据进行观察，保证输送过程中系统的正常运转。

压力曲线画面的作用是通过触摸屏，更加直观地看到系统内当前压力状况。这样系统操作人员就能更加清晰明了地通过触摸屏对系统进行操作。

报警信息显示画面采用相关报警显示元件，首先设定好报警事件和触发条件，当报警觸发后，触摸屏会在相应位置进行报警提示，系统操作人员就能第一时间了解报警内容，从而对系统做出一定的调整，保证系统的正常运行。

4  结  论

近几年来，火力发电厂造成的环境污染问题不容小觑，尽快减少火力发电厂的污染程度是当前最重要的任务，也是符合我国国情的重要使命，是促进我国工业发展的必要条件。PLC和触摸屏的完美结合可以最大限度地让火电厂粉煤灰气力输送系统的现场操作更加便捷准确。同时PLC和触摸屏所具备的各项优点，使粉煤灰气力输送系统的设计更加可靠，造价更加低廉，整个系统既经济适用，又能产生良好的效果。综上所述，将PLC与触摸屏应用到火电厂粉煤灰气力输送系统中，可以更好地做到除尘环保，且让系统更加便捷灵活，有利于我国火电厂的进一步发展。

参考文献：

[1] 戴锐青，汤伟芳.人机界面（触摸屏）应用技术基础 [J].黑龙江科技信息，2007（23）：40.

[2] 吴晓.发电厂气力输灰PLC监控系统的设计与实现 [J].电力系统自动化，2002（4）：70-72.

[3] 张书中，饶刚.PLC和触摸屏在直流起重机上的应用 [J].梅山科技，2008（3）：17-19.

作者简介：童新英（1971.12-），男，汉族，福建武平人，工程师，本科，研究方向：物料输送控制。