創(chuàng)贏——西門子工業(yè)成功案例

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西門子LOGO! 在復(fù)合式干燥器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

本文介紹了SIEMENS公司開發(fā)的智能邏輯控制器LOGO!在復(fù)合式干燥器控制中的應(yīng)用。

了解LOGO!
第一次接觸LOGO!是在一個(gè)熱電項(xiàng)目的化學(xué)水處理控制系統(tǒng)中,它小巧的外觀、靈活的配置給人留下了深刻的印象。接下來在西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)事業(yè)集團(tuán)組織的各種巡展及相關(guān)行業(yè)自動(dòng)化展會(huì)中頻頻與其相遇。特別是在2005年參加西門子自動(dòng)化專家會(huì)議上聆聽了部分專家講述的LOGO!在相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用之后,為此后我們的項(xiàng)目應(yīng)用開拓了思路。先后圍繞電力企業(yè)的發(fā)電領(lǐng)域及發(fā)電機(jī)組廢棄物綜合利用領(lǐng)域積極開展了LOGO!的應(yīng)用,為企業(yè)節(jié)能降耗,走綠色環(huán)保之路奠定了良好基礎(chǔ)。

選擇LOGO!
發(fā)電機(jī)組輔助系統(tǒng)主要為整個(gè)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障,是機(jī)組的重要組成部分。其中,空氣壓縮系統(tǒng)主要應(yīng)用于機(jī)組的物料輸送、鍋爐吹灰、設(shè)備冷卻、樹脂顆粒混合清洗及氣動(dòng)元件控制等領(lǐng)域。復(fù)合式干燥器主要為空氣壓縮系統(tǒng)進(jìn)行空氣干燥。根據(jù)發(fā)電機(jī)組所處工業(yè)環(huán)境的要求,對(duì)空氣壓縮系統(tǒng)的干燥過程控制須具有安全、穩(wěn)定、可靠、便捷等特性。

當(dāng)前可編程控制器(PLC)是專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制設(shè)備,已成為電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的核心,本項(xiàng)目選擇采用SIEMENS LOGO!作為控制系統(tǒng),對(duì)復(fù)合式干燥器的工藝過程進(jìn)行控制,具有抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)可靠、小巧靈活、使用方便、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn), 可輕松簡(jiǎn)便的實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣壓縮系統(tǒng)干燥過程的控制。同時(shí),LOGO!功能強(qiáng),易于操作,且編程簡(jiǎn)單,維護(hù)方便,并配有通訊接口,可方便各級(jí)連接,在應(yīng)用過程中具有較高的性價(jià)比,可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)低成本運(yùn)行的自動(dòng)控制與監(jiān)測(cè)。

應(yīng)用LOGO!
(1)應(yīng)用簡(jiǎn)述
華電青島發(fā)電有限公司#1、#2發(fā)電機(jī)組空壓機(jī)房冷干機(jī)主要由冷凍干燥器、過濾器、吸附干燥器及其控制系統(tǒng)組成。

潮濕的熱空氣首先進(jìn)入冷凍干燥器部分的預(yù)冷器,在此被外流的冷空氣預(yù)冷,預(yù)冷器的作用一方面是冷量的回收利用,另一方面則是保證有效供氣量,降低回流空氣的相對(duì)濕度,預(yù)冷后的空氣在蒸發(fā)器中被進(jìn)一步冷卻至1.7℃,壓縮空氣的冷卻使水蒸氣進(jìn)一步冷凝下來,含有液態(tài)水的壓縮空氣進(jìn)而進(jìn)入高效離心式液氣分離器,在離心力和重力作用下,水分被分離并從自動(dòng)排放裝置排放。

經(jīng)過冷凍干燥處理后的壓縮空氣接著進(jìn)入吸附干燥部分,然后成為達(dá)到露點(diǎn)指標(biāo)要求的干燥空氣,并再次流經(jīng)預(yù)冷器,使自身溫度升高,基本恢復(fù)為原先的體積流量供用戶使用。復(fù)合式干燥器中的吸附干燥部分采用雙塔結(jié)構(gòu),利用變壓吸附的機(jī)理,實(shí)現(xiàn)再生以及連續(xù)工作的目的。

該系統(tǒng)的核心控制部分采用了SIEMENS LOGO!智能邏輯控制器及觸摸顯示屏?刂茖(duì)象包括一臺(tái)冷凍式干燥器,一臺(tái)無熱再生干燥器,為了使制冷系統(tǒng)安全運(yùn)行,控制系統(tǒng)采取了多重保護(hù)措施,對(duì)各關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控,一旦發(fā)生異常,立即報(bào)警并保護(hù)停機(jī)。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),可監(jiān)視制冷系統(tǒng)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度、無熱再生干燥塔工作狀態(tài)等。另外,干燥機(jī)組為DCS提供:干燥器的運(yùn)行信號(hào),停止信號(hào),故障信號(hào),遠(yuǎn)程狀態(tài)信號(hào)。干燥器機(jī)組接收DCS信號(hào):遠(yuǎn)程啟動(dòng)信號(hào),遠(yuǎn)程停止信號(hào),聯(lián)鎖空壓機(jī)運(yùn)行信號(hào)。

利用SIEMENS LOGO!實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合式干燥器的控制,實(shí)踐使用結(jié)果表明:該系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠,效率高,空氣壓縮系統(tǒng)中的水分大幅度降低,其應(yīng)用為發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ),為企業(yè)節(jié)能降耗發(fā)揮了重要作用。

(2)工藝流程介紹
無熱再生空氣干燥器是根據(jù)變壓吸附的原理,采用逆流無熱再生的方法,雙塔切換,一塔吸附,另一塔再生,相互交替工作。利用壓力越高,吸附劑吸附的水蒸氣量越多的特性,使吸附劑在壓力下吸附,并利用吸附的熱反應(yīng),使吸附劑獲得吸附熱。然后,將已干燥空氣的一部分,通過節(jié)流、減壓引接到待再生的干燥塔內(nèi),有效地利用該塔吸附劑床層中仍保留的吸附熱,對(duì)吸附劑所吸收的水分進(jìn)行脫附干燥而完成再生,達(dá)到無熱再生的目的。

工藝流程如下圖:
干燥器上的干燥塔成對(duì)配置,交替工作。標(biāo)準(zhǔn)工作周期為10分鐘。一個(gè)工作周期的工作狀況如下:
表1

時(shí)間(分鐘)
 0-4.5
 4.5-5
 5-9.5
 9.5-10
 
(1)塔
 吸附
 吸附
 再生
 充壓
 
(2)塔
 再生
 充壓
 吸附
 吸附 
 
(3)系統(tǒng)硬件配置
系統(tǒng)主要硬件配置為SIEMENS LOGO!230RCL,如下圖:
(4)軟件開發(fā)
SIEMENS LOGO!編寫程序簡(jiǎn)單方便,可以用PC 機(jī)專用的LOGO!編程軟件編程下載,也可在現(xiàn)場(chǎng)用LOGO!一體的操作面板(帶按鍵和液晶顯示)輸入。可采用現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)輸入的方法實(shí)現(xiàn)LOGO!的編程。LOGO!的編程語句是用功能塊和邏輯圖來表達(dá)的。
控制模塊的控制時(shí)序圖如下圖:
(5)使用LOGO! 的體會(huì)
本文討論了基于SIEMENS LOGO!智能邏輯控制器的發(fā)電機(jī)組輔控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),充分發(fā)揮了該系列控制器性能優(yōu)異、配置靈活、控制可靠、編程方便以及便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中,該系統(tǒng)運(yùn)行效果良好,具有較高的自動(dòng)化水平,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)與要求,為機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障。同時(shí),該項(xiàng)目也獲得了業(yè)內(nèi)專家及用戶的一致好評(píng),具有一定的推廣價(jià)值。

  •  

  • 圖2 工藝流程圖

    圖3 系統(tǒng)控制柜

    圖4 控制系統(tǒng)硬件配置圖

  • 圖5 控制時(shí)序圖

     

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