在中國鋁業(yè)山東分公司淄博凱鵬公司高科工貿(mào)有限責(zé)任公司新建5#煤粉磨工程中，選用了中鋼集團(tuán)武漢安全環(huán)保研究院（以下簡稱安環(huán)院）的專利產(chǎn)品―高濃度煤粉布袋收塵器，該收塵器原配套有先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)，但由于收塵器只是整個(gè)工藝流程中的一個(gè)生產(chǎn)設(shè)備，而整個(gè)流程為DCS控制，且流程中由德國進(jìn)口的轉(zhuǎn)子秤也配套有PLC控制系統(tǒng)，為避免多種PLC與DCS通訊造成接口和調(diào)試?yán)щy，經(jīng)與安環(huán)院技術(shù)人員協(xié)商，決定將布袋收塵器的PLC系統(tǒng)去掉，改為由DCS系統(tǒng)完成。

1  控制要求

    (1)  該布袋收塵器共有54個(gè)清灰脈沖電磁閥，分兩列布置，兩列相對(duì)應(yīng)的閥同時(shí)噴吹清灰，即每次有兩個(gè)脈沖閥同時(shí)動(dòng)作，清灰順序由左至右逐個(gè)噴吹。噴吹分定時(shí)和定壓差兩種形式，且可任意轉(zhuǎn)換。

    •  定時(shí)控制方式：從第1對(duì)閥開始，依次逐對(duì)清灰至第27對(duì)閥，等待一段時(shí)間后再開始下一輪噴吹，要求每一對(duì)閥開時(shí)間、間隔時(shí)間及周期時(shí)間均可調(diào)。

    •  定壓差控制方式：當(dāng)此收集器進(jìn)出口壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，脈沖閥從第1對(duì)閥開始啟動(dòng)，直至第27對(duì)閥關(guān)閉，開始等待，當(dāng)壓差再次達(dá)到設(shè)定值時(shí)，再開始下一輪清灰，要求每一對(duì)閥開時(shí)間、間隔時(shí)間及壓差限均可調(diào)。
(2)  對(duì)收集器進(jìn)出口溫度、灰斗溫度、料位進(jìn)行監(jiān)視報(bào)警。

2  實(shí)現(xiàn)方案

    (1)  本工程全系統(tǒng)采用了北京和利時(shí)系統(tǒng)工程股份有限公司的MACS系統(tǒng)，共有六種編程語言，由于第一個(gè)控制要求是一種典型的順序控制，所以最終采用了順控圖和ST語言相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)，下面加以重點(diǎn)闡述。

    由于順控圖程序是由條件和執(zhí)行體構(gòu)成的，所以設(shè)置了六個(gè)可操作變量，即啟動(dòng)/停止定時(shí)方式、啟動(dòng)/停止定壓差方式、閥開時(shí)間、間隔時(shí)間、周期時(shí)間及壓差限作為條件，開停每一對(duì)脈沖閥的動(dòng)作作為執(zhí)行體，對(duì)于執(zhí)行體中的動(dòng)作，采用ST語言來實(shí)現(xiàn)。對(duì)以上六個(gè)變量，分別給其分配位號(hào)為R10A、R10B、D1、D2、D3、PD，對(duì)每一個(gè)閥門以V帶阿拉伯?dāng)?shù)字表示，即V1~V54。

    順控圖如圖1所示。首先判斷定時(shí)方式是否啟動(dòng)，即R10A=1否：若R10A＝1，則啟動(dòng)定時(shí)方式，判斷周期時(shí)間D3到否，不到即等待，如到即執(zhí)行第1個(gè)執(zhí)行體，然后判斷間隔時(shí)間D2到否，D2到則啟動(dòng)第2個(gè)執(zhí)行體，不到即等待，如此循環(huán)直至第27個(gè)執(zhí)行體執(zhí)行完畢，再返回重新開始；如R10A=0，則繼續(xù)判斷定壓差方式啟動(dòng)否，即R10B=1否，若R10B＝0，則返回開始狀態(tài)，若R10B＝1，則啟動(dòng)定壓差方式，首先判斷收塵器出口壓力P1與入口壓力P2之差大于PD否，如小于即等待，如大于則執(zhí)行第1個(gè)執(zhí)行體，然后判斷間隔時(shí)間D2到否，D2到則啟動(dòng)第2個(gè)執(zhí)行體，不到即等待，如此循環(huán)直至第27個(gè)執(zhí)行體執(zhí)行完畢，再返回判斷R10B=1否，這樣就完成了定時(shí)與定壓差方式的判斷流程。
 
    對(duì)于執(zhí)行體中的動(dòng)作，由于每一對(duì)閥的操作要求都一樣，所以只需改變閥門位號(hào)即可，以第1個(gè)執(zhí)行體中動(dòng)作為例，首先開啟V1,V28，然后調(diào)用閥開時(shí)間D1，D1到后再關(guān)閉閥門，然后再調(diào)用間隔時(shí)間D2，轉(zhuǎn)入順控程序的條件判斷中。而第2個(gè)執(zhí)行體中，除將V1,V28分別改為V2,V29外，其他不變。第1個(gè)執(zhí)行體程序如下所示。

    LD       TRUE,    *讀取強(qiáng)制真值*
    ST        V1,      *賦給變量V1,即開啟脈沖閥V1*
    LD       TRUE,    *讀取強(qiáng)制真值*
    ST        V28,     *賦給變量V28,即開啟脈沖閥V28*
    CALL     D1,      *調(diào)用閥開時(shí)間，即延時(shí)D1*
    LD       FALSE,   *讀取強(qiáng)制假值*
    ST       V1,       *賦給變量V1,即關(guān)閉脈沖閥V1*
    LD       FALSE,   *讀取強(qiáng)制假值*
    ST       V28,      *賦給變量V28,即關(guān)閉脈沖閥V28*
    CALL    D2,       *調(diào)用間隔時(shí)間，即延時(shí)D2*

    (2)  對(duì)于第二個(gè)控制要求，只需將現(xiàn)場熱電阻和音叉料位開關(guān)信號(hào)引入DCS系統(tǒng)相應(yīng)模塊即可，本文不再贅述。

3  須注意的幾個(gè)問題

    (1)  速度：為保證清灰時(shí)壓縮風(fēng)的沖擊力，要求噴吹用的脈沖電磁閥閥開時(shí)間在50~100ms之間可調(diào)，這就要求DCS必須在50ms之內(nèi)執(zhí)行完這一段程序。筆者的作法是把上述脈沖閥清灰程序單獨(dú)作為一個(gè)任務(wù)，并將其掃描周期定為50ms，而將其他檢測控制程序作為一個(gè)任務(wù)，掃描周期定為500ms，這樣一來，就用DCS的多任務(wù)特性解決了這個(gè)問題。

    (2)  負(fù)載能力：由于所使用的脈沖電磁閥為24V直流線圈，在開停瞬間會(huì)有拉弧現(xiàn)象，電流增大，因此，對(duì)脈沖電磁閥的開停控制需加中間繼電器加以隔離放大。

4  結(jié)語

    經(jīng)過以上改進(jìn)，將布袋收塵器的自動(dòng)控制完全融入了整個(gè)工藝流程的DCS控制系統(tǒng)中，避免了DCS與PLC的重復(fù)投資，同時(shí)也減少了系統(tǒng)的檢修維護(hù)工作量，可謂一舉兩得，目前，該布袋收塵器已在該公司正常運(yùn)行一年多，出口含塵量一直穩(wěn)定在50mg/Nm3以下，效果良好。