某脫硫項目中自動化儀表的應用

肖瑩

摘要：項目建設比較早，工藝性能不能滿足現行相關政策、文件的性能保證值，為此通過改造設計滿足工藝安全控制的要求。

關鍵詞：自動化儀表;控制;PLC

1、儀表及控制部分

1.1系統概述

本工程控制系統采用PLC，實現對脫硫除塵系統的順序自動啟停，運行參數自動檢測和儲存，并對關鍵參數實行自動調節。

整套系統設計為自動運行及機旁操作，采用成熟、可靠、完善的控制方案，可在少量操作人員的操作下安全、穩定的運行。從而為提高效率，減輕工人勞動強度。

1.2控制方式及控制水平

①控制水平

為保證脫硫效果和脫硫設備的安全經濟運行，設置完善的熱工測量、調節、控制、保護及報警裝置。自動化水平以自動控制為主，輔以部分現場操作設備，在控制室內即可實現對煙氣脫硫設備的啟動、停止和正常運行工況的監視、控制和調整，以及異常與事故工況的報警、聯鎖和保護。

②控制室布置

脫硫系統分別設置配電間，布置有操作員室及控制設備間。操作員站采用以太網通訊方式與PLC控制器進行通訊連接。

1.3控制策略

控制系統的控制參數主要包括pH值、液位、溫度、壓力、流量等參數的測量和控制。測量信號經變送器轉換為4-20mA的標準信號后送至PLC;再經特定的控制算法運算后，輸出4-20mA標準信號或開關信號，控制相應的閥門開度、電機轉速等，從而實現被控參數的調節。

1.4脫硫控制系統的總體結構

整個系統的控制由PLC實現。系統具有數據采集、運算控制、控制輸出、控制調節、設備運行狀態監視、重要參數顯示、重要參數的歷史記錄、故障報警、實時數據處理和顯示、數據管理、圖形顯示、報表打印、遠程通信等，以及這些信息的組態、調試、打印、診斷等功能。操作員的命令，包括接收來自操作員鍵盤、鼠標信息，進行各種監視信息的顯示和查詢站主要操作，如工藝流程圖顯示、報警顯示、運行數據報表查詢、各種表格和列表顯示及打印，輸入操作員的命令和參數，修改系統的運行參數，實現人為對系統的干預，如在線參數修改、控制調節等。

操作員站還設有密碼權限保護，可通過操作員專用鍵盤的硬鎖進行權限鎖定。

整套脫硫控制系統由以下部分組成：

◆PLC控制系統

◆就地儀表和控制設備

◆煙氣分析系統

◆控制及儀表電源系統

◆PLC控制系統接地系統

①煙氣分析系統測得的數據將全部進入PLC中進行監視、計算及控制。

②以控制系統的操作員站作為脫硫系統監視和控制中心，不設置常規儀表盤。但當控制系統的電源消失、通信中斷、操作員站失去功能時，為確保脫硫系統緊急停運，在操作員控制臺上設置獨立于PLC的常規操作項目：FGD旁路檔板控制。

③控制系統采用PLC系統進行控制。PLC選用西門子S7-400系列（冗余控制器），上位主機選用DELL，顯示器選用三星19”，上位監控軟件INTOUCH或WinCC。

配置2臺就地操作員站、1臺遠程操作員站和1臺工程師站。（由于同脫硝裝置共用一套控制系統，并且脫硝裝置的控制室在鍋爐的主控制室內，所以在鍋爐主控制室增加一臺遠控操作站，采用通過鍋爐控制系統已有交換機通過光纜進行通訊）。

氨區系統設控制子站與主機系統通過光纖進行通訊。

④控制系統單獨在室外做接地系統，接地系統要滿足PLC系統的要求。

⑤PLC系統同電氣系統的信號采用繼電器隔離或隔離柵隔離。

PLC控制系統主要功能包括：

●運行數據與狀態檢測和報警功能

●控制參數設定功能

●手/自動系統設定和控制

●脫硫系統運行參數的顯示和控制

●各運行參數保存值不少于半年

●動生成運行記錄及趨勢曲線

●自動報表及信息存儲功能

●口令保護功能

●遠程通訊功能

●系統操作指導

⑥為了控制系統的安全和現場防爆的要求，控制系統與現場聯系的信號（輸入信號和輸出信號）要增加安全隔離柵。

1.5就地儀表

現場儀表的選型基于可靠、先進、經濟、適用的原則，pH計、液位開關及液位變送器、壓力、溫度變送器、料位計、液位開關選用有良好應用業績的產品。

執行機構選用電動執行器，采用鎧裝鉑熱電阻（分度號Pt100）及不銹鋼保護導管測量溫度。

對于安裝在戶外的獨立的就地變送器采用能滿足戶外防護要求的產品（IP65），需要防凍的脈沖管路應考慮防凍措施。

就地儀表的設置按相對集中的原則設計。就地儀表和控制設備包括工藝過程所需的熱電阻、變送器、壓力儀表、PH計、密度計、電磁流量儀表、執行機構、就地控制箱等。

1.6電源盤及配電箱

電源盤及配電箱內電氣元件選用經過鑒定的優質產品。熱工配電柜采用開放式。主要元器件選用施耐德品牌。

1.7電纜及敷設

控制電纜線徑不小于1.0m2。控制電纜用于開關量信號。屏蔽電纜用于模擬量信號。電力電纜用于供電接線。電纜敷設為電纜橋架。儀表控制電纜要有單獨的儀表控制電纜槽，不能和電氣供電電纜共用電纜槽。電纜穿管為鍍鋅鋼管。采用中間接線箱式的電纜敷設方式，中間接線箱采用工程塑料材質。一次表通過分支電纜進入現場中間接線箱，現場中間接線箱通過多芯電纜進入機柜間，多芯電纜要有15%的備用量，以方便今后的技改需要。