S7-200系列PLC在低水分熄焦中的应用（修改）

论文原稿S7-200系列PLC在低水分熄焦中的应用XXX[摘要]介绍某公司焦化部使用的低水分熄焦系统的特点和功能，并简要阐述其工艺原理、整体结构、网络通信、自动控制实现及HMI监控画面。关键词焦炉低水分熄焦PLCHMI0引言湿熄焦塔作为干熄焦的备用熄焦设备，在焦化生产中担负着重要作用，且与焦炭质量密切相关。某公司焦化部使用的低水分熄焦系统能有效降低焦炭水分，其控制系统采用西门子S7-200系列PLC，其控制系统具有操作简便、运行安全可靠、便于维护等特点。1工艺原理及流程1.1工艺原理低水分熄焦系统主要由熄焦水泵、除尘水泵、水箱、一点定位熄焦车、管道、喷头和PLC控制系统等组成。低水分熄焦系统水流有2种流速。熄焦开始时，水流流速被减至设计流速的30%～50%。如此低的水流速度既有利于冷却位于熄焦车厢内顶层焦炭，又可以稳定焦炭表面，避免焦炭在高速水流冲击下从熄焦车厢迸溅出来。低速水流熄焦过程结束后，水流流速被增至高速。熄焦水通过专门设计的喷嘴在一定压力作用下以柱状水方式喷射到焦炭层内部，顶层焦炭只吸收少量的水，大量的水则迅速流到各层焦炭至焦熄车倾斜底板。熄焦水接触到红焦时，快速变为蒸汽产生膨胀力推动蒸汽向上流动通过整个焦炭层，由下至上对车内焦炭进行熄焦，减少了熄焦水与焦炭的接触时间和用水量。熄焦后，熄焦车内多余的水经熄焦车体设施快速排到车外。低水分熄焦系统使用柱状水流代替喷洒，改善了焦炭深度方向的水分分布，达到了短时间内完全熄焦的目的。1.2工艺流程熄焦操作采用自动控制，每次熄焦耗时100～120s。熄焦开始，PLC中计时器开始计时；除尘水泵先启动，2台熄焦阀门开度在50%左右（流量约为35m³/h），计时10～20s；2台熄焦阀门开度在85%左右(流量约为65m³/h)，计时60～70s后，除尘水泵停止且熄焦阀门全关，完成熄焦水的熄焦过程；计时器继续计时，指示排水时间（设定在30s左右）；熄焦结束，计时器清零，等待下次工作循环。熄焦后焦炭的平均水分可稳定在3.5%左右。熄焦水泵(1开1备)在自动模式下与熄焦水罐液位建立联锁。熄焦水罐液位低于低报警值时，熄焦补水泵启动进行自动补水。当运行泵发生故障时，自动切换到备用泵继续工作。除尘水泵与除尘水罐液位建立联锁，除尘水罐液位低于低低报警值时，除尘水泵停运。熄焦塔前有声光报警器，任何液位超限、设备故障都会触发相关报警，警示熄焦车内的操作人员进行相应处理。2低水分熄焦系统结构2.1硬件及软件构成低水分熄焦系统采用西门子的S7-200PLC和触摸屏，通过PLC实现逻辑运算和顺序控制。S7-200PLC具有性能稳定、运算能力强、可靠性高、抗干扰能力强等特点，保证了系统的稳定运行。低水分熄焦系统硬件包括CPU214、通信模块CP243、DP通信模块EM277、模块量输出模块EM232及触摸屏MP377各1个，模块量输入模块EM2313块。PLCI/O分配见表1。表1I/O分配表数字量信号说明模拟量信号说明I0.0紧急停车AIW0熄焦主管压力1I0.11#熄焦泵模式AIW2熄焦主管压力2I0.21#熄焦泵运行AIW4主管阀后压力I0.31#熄焦泵故障AIW6熄焦水箱液位I0.42#熄焦泵模式AIW8除尘水箱液位I0.52#熄焦泵运行AIW101#阀位反馈I0.62#熄焦泵故障AIW122#阀位反馈I0.7除尘泵模式AIW161#熄焦泵电流I1.0除尘泵运行AIW182#熄焦泵电流I1.1除尘泵故障AIW20除尘泵电流I1.2塔前限位QIW01#阀位控制Q0.01#熄焦泵启停QIW42#阀位控制Q0.12#熄焦泵启停Q0.2除尘泵启停移动工程师站采用微软英文版WindowsXP作为操作系统，安装STEP

7-Micro/WIN

V4.0

SP6、WinCC

flexible

2007

中国标准版软件。2.2网络构成低水分熄焦系统S7-200PLC（从站）与炉号识别系统S7-300PLC（主站）通过DP通信模块EM277进行Profibus-DP通信，并将数据上传炉号识别系统S7-300PLC。炉号识别系统S7-300PLC的通信模块CP342通过Profibus-DP通信线与中控SUPCON的Profibus-DP主站接口卡XP239建立通信。Profibus-DP主站接口卡XP239是中控SUPCONDCS的SCnetII双高速冗余工业以太网网络节点之一，作用等同于主控卡，用于将炉号识别系统S7-300PLC连入JX-300XP（主站）系统。Profibus-DP主站接口卡XP239与焦炉DCS系统的主控卡XP243X建立数据链接，最终实现将低水分熄焦系统S7-200PLC数据上传到焦炉DCS系统，并通过中控SUPCONAdvanTrol-ProV2.65SP05编程软件实现低水分熄焦系统S7-200PLC数据在焦炉系统画面中的显示。整个系统硬件配置及网络结构如图1所示。图1系统硬件配置及网络结构图3上位监控低水分熄焦系统位于熄焦泵房电气室内。控制柜安装有触摸屏MP377，操作人员通过触摸屏便可进行启动熄焦程序、更改阀门开度及熄焦时间、查看设备状态及报警信息等操作；熄焦车内操作人员可以通过熄焦车内操作按钮手动启动熄焦程序，也可由炉号识别系统自动辨识熄焦车位置，由炉号识别系统给低水分熄焦系统发送熄焦指令。主控室操作人员通过主控室操作员站监控画面可直观查看低水分熄焦系统通信状态、设备运行情况及相关报警信息，从而有效避免了熄焦泵房电气室距主控室较远造成不能及时查看熄焦现场设备状态及报警的情况，提高了主控室操作人员的工作效率。4结束语该公司焦化部使用的低水分熄焦系统自投产以来，无论是在焦炉投产初期大量使用，还是在干熄