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【摘 要】在倡导环保的今天,各国的科学家都致力于开发与改造蒸汽动力的应用,本文所论述的系统是基于PLC的自动控制系统,采用IPC与PLC相结合的控制方式对蒸汽锅炉的管道进行控制,它减少了投资,提高了蒸汽锅炉的热效率,保证了锅炉的安全。
【关键词】蒸汽管道控制;绿色能源;蒸汽安全性
引言
现代工业生产中,蒸汽锅炉是十分重要的能源供应设备,我国现有的中、小型锅炉30几万台,每年的耗煤量占我国原煤产量的近三分之一,并且大多数的工业锅炉仍存在着耗能高,环境污染重,蒸汽输送过程中损耗大等现象,因此对管道的智能化控制是一个重要环节。
目前,大多数蒸汽锅炉采用的是微机控制系统,该系统仅对锅炉进行自动检测、自动控制,并没有对管道进行监控,这会导致一些故障发生而不能及时进行处理,从而造成损失。同时越来越多的工厂开始以蒸汽为动力、用蒸汽为居民取暖,蒸汽管铺设越来越长、管径也越来越粗,所以对蒸汽管的设计、施工、管道上隔热材料的性能均比以往提出了更高的要求, 因此只有尽可能地降低管道的温降、压降,才能减少管损、保持末端蒸汽的品质,提高长输管道的经济性。
1,系统结构分析
1.1系统控制的主功能
针对以上现存的问题,作者决定采用PLC+IPC相结合的监测控制系统,该系统的主要功能是对蒸汽管道内的压力、温度等参数进行检测与控制。
当系统在正常工作状态时,如管道的监控反馈装置反馈到压力流量或温度达不到要求,则进行应急处理,同时系统还可以根据反馈回来的信息数据进行处理;当压力不足或温度较低时,则自行检测锅炉本体系统,如本体系统正常则说明管道可能存在轻微的泄露或者管道材质及保温材质需要进行更换,当系统接收到反馈信息过大时则直接对整个系统进行保护,防止继续工作造成能源浪费或安全事故。
1.2系统硬件的选择
PLC的选择主要从PLC机型、容量、I/O模块、特殊功能模块、通信联网能力以及成本因素等方面加以综合考虑。本文采用三菱FX系列作为控制器,具备模拟量输入、输出及运算功能。
IPC(如图)即进程间通信,一款基于云计算的桌面云产品,使用虚拟化技术模拟PC,它与传统的PC相比成本低廉、使用方便。企业只需要购买推荐的服务器,并在服务器上安装iPC软件,用户就可以在自己原先的电脑上安装iPC客户端软件并接入到服务器上的iPC,进而访问自己的虚拟PC,而虚拟PC的性能能够达到与物理PC完全一致的用户体验,并在长期使用后仍能保持平稳性,且iPC实现了数据的集中管控、统一维护、统一升级病毒库,它从用户终端安全、接入安全、传输安全、虚拟PC隔离、镜像安全、数据安全、架构安全、行为管控、管理审计等方面综合考虑,构建了系统化的iPC安全体系,极大提升了企业的信息安全。
在绿色环保上, iPC也取得了长足的见效,传统的PC耗电量非常大,一般来说,台式机的功耗在230W左右,即使它处于空闲状态时耗电量也至少有100W,按照每天使用10个小时,每年240天工作来计算,每台计算机桌面的耗电量在600到800度左右。采用iPC解决方案后,每个客户端的电量消耗在15W左右,算上服务器的能源消耗,整体算下来的能源消耗只相当于台式机的20%,极大降低了IT系统的能耗,是真正的绿色节能产品。
1.3、合理选择保温层材料
在保温材料的物理、化学性能满足工艺要求的前提下,应优先选用导热系数低、密度小,价格低廉、施工方便、便于维护的保温材料。
2,系统流程
2.1、系统流程图
2.2、数据采集与处理
本文采用三菱PLC主机控制,温度采集采用热电阻温度测量模块DVP04PT-H2二块以及铂金属传感器PT100(3线制100Ω),压力采集使用的是PT(Pipe Thread:55°密封圆锥管螺纹)传感器,利用DVP32EH的RS-485通讯口,通过一块通讯模块ADAM—4520将RS-485信号转化为RS-232信号,连接到IPC机上,最后由IPC机上的监控软件完成采集数据的显示与处理。
3软件编程
系统控制:系统完成初始化状态后,对全盘进行扫描,让温度和压力与设定值进行对比,当低于或高于温度设定值(200℃到300℃)、压力设定范围(500到600千帕)时,系统开始进行对外部控制器发出控制指令,进行自停并进行报警。具体是:温度信号和压力信号经过A/D转换模块把信号分别送到D0,D1里面,系统对D0,D1里面的数据与设定值进行对比,若温度值小于200℃或者大于300℃时,Y0接通,发出调节信号,系统对温度进行调节并进行报警。当压力值小于500千帕或大于600千帕时,此时Y1接通,系统发出调节信号,对压力进行调节,同时进行报警。当温度或压力严重超出设定值时,此时Y2接通,系统进入紧急停止状态并发出报警信号。
参考文献:
[1]《PLC 温度控制在电石炉气正压输送改造工程中的应用》赵澄 主编《科技资讯》杂志社.
[2]《PLC应用系统设计》刘继修 主编 福建科技出版社,2007.
[3]《传感检测技术及应用》张琳娜,刘武发.中国计量出版社,1999.
[4]《智能仪表设计原理及应用》李志全 主编 国防工业出版社1998.6.
【关键词】蒸汽管道控制;绿色能源;蒸汽安全性
引言
现代工业生产中,蒸汽锅炉是十分重要的能源供应设备,我国现有的中、小型锅炉30几万台,每年的耗煤量占我国原煤产量的近三分之一,并且大多数的工业锅炉仍存在着耗能高,环境污染重,蒸汽输送过程中损耗大等现象,因此对管道的智能化控制是一个重要环节。
目前,大多数蒸汽锅炉采用的是微机控制系统,该系统仅对锅炉进行自动检测、自动控制,并没有对管道进行监控,这会导致一些故障发生而不能及时进行处理,从而造成损失。同时越来越多的工厂开始以蒸汽为动力、用蒸汽为居民取暖,蒸汽管铺设越来越长、管径也越来越粗,所以对蒸汽管的设计、施工、管道上隔热材料的性能均比以往提出了更高的要求, 因此只有尽可能地降低管道的温降、压降,才能减少管损、保持末端蒸汽的品质,提高长输管道的经济性。
1,系统结构分析
1.1系统控制的主功能
针对以上现存的问题,作者决定采用PLC+IPC相结合的监测控制系统,该系统的主要功能是对蒸汽管道内的压力、温度等参数进行检测与控制。
当系统在正常工作状态时,如管道的监控反馈装置反馈到压力流量或温度达不到要求,则进行应急处理,同时系统还可以根据反馈回来的信息数据进行处理;当压力不足或温度较低时,则自行检测锅炉本体系统,如本体系统正常则说明管道可能存在轻微的泄露或者管道材质及保温材质需要进行更换,当系统接收到反馈信息过大时则直接对整个系统进行保护,防止继续工作造成能源浪费或安全事故。
1.2系统硬件的选择
PLC的选择主要从PLC机型、容量、I/O模块、特殊功能模块、通信联网能力以及成本因素等方面加以综合考虑。本文采用三菱FX系列作为控制器,具备模拟量输入、输出及运算功能。
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/kxsb/kxsb201410/kxsb20141077-1-l.jpg)
IPC(如图)即进程间通信,一款基于云计算的桌面云产品,使用虚拟化技术模拟PC,它与传统的PC相比成本低廉、使用方便。企业只需要购买推荐的服务器,并在服务器上安装iPC软件,用户就可以在自己原先的电脑上安装iPC客户端软件并接入到服务器上的iPC,进而访问自己的虚拟PC,而虚拟PC的性能能够达到与物理PC完全一致的用户体验,并在长期使用后仍能保持平稳性,且iPC实现了数据的集中管控、统一维护、统一升级病毒库,它从用户终端安全、接入安全、传输安全、虚拟PC隔离、镜像安全、数据安全、架构安全、行为管控、管理审计等方面综合考虑,构建了系统化的iPC安全体系,极大提升了企业的信息安全。
在绿色环保上, iPC也取得了长足的见效,传统的PC耗电量非常大,一般来说,台式机的功耗在230W左右,即使它处于空闲状态时耗电量也至少有100W,按照每天使用10个小时,每年240天工作来计算,每台计算机桌面的耗电量在600到800度左右。采用iPC解决方案后,每个客户端的电量消耗在15W左右,算上服务器的能源消耗,整体算下来的能源消耗只相当于台式机的20%,极大降低了IT系统的能耗,是真正的绿色节能产品。
1.3、合理选择保温层材料
在保温材料的物理、化学性能满足工艺要求的前提下,应优先选用导热系数低、密度小,价格低廉、施工方便、便于维护的保温材料。
2,系统流程
2.1、系统流程图
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/kxsb/kxsb201410/kxsb20141077-2-l.jpg)
2.2、数据采集与处理
本文采用三菱PLC主机控制,温度采集采用热电阻温度测量模块DVP04PT-H2二块以及铂金属传感器PT100(3线制100Ω),压力采集使用的是PT(Pipe Thread:55°密封圆锥管螺纹)传感器,利用DVP32EH的RS-485通讯口,通过一块通讯模块ADAM—4520将RS-485信号转化为RS-232信号,连接到IPC机上,最后由IPC机上的监控软件完成采集数据的显示与处理。
3软件编程
系统控制:系统完成初始化状态后,对全盘进行扫描,让温度和压力与设定值进行对比,当低于或高于温度设定值(200℃到300℃)、压力设定范围(500到600千帕)时,系统开始进行对外部控制器发出控制指令,进行自停并进行报警。具体是:温度信号和压力信号经过A/D转换模块把信号分别送到D0,D1里面,系统对D0,D1里面的数据与设定值进行对比,若温度值小于200℃或者大于300℃时,Y0接通,发出调节信号,系统对温度进行调节并进行报警。当压力值小于500千帕或大于600千帕时,此时Y1接通,系统发出调节信号,对压力进行调节,同时进行报警。当温度或压力严重超出设定值时,此时Y2接通,系统进入紧急停止状态并发出报警信号。
参考文献:
[1]《PLC 温度控制在电石炉气正压输送改造工程中的应用》赵澄 主编《科技资讯》杂志社.
[2]《PLC应用系统设计》刘继修 主编 福建科技出版社,2007.
[3]《传感检测技术及应用》张琳娜,刘武发.中国计量出版社,1999.
[4]《智能仪表设计原理及应用》李志全 主编 国防工业出版社1998.6.