觸摸屏與PLC在火電廠粉煤灰氣力輸送系統的應用

摘 ?要：由于各國工業的不斷發展，各種工業污染排放導致地球的自然環境不斷惡化，尤其是大氣污染，使許多人類患上疾病，未來對于環境的保護將變得越來越重要。目前我國的工業發展正處于高峰期，在加速工業發展的同時，減少工業對環境的污染具有重大意義。煙塵排放污染的主要來源之一便是火力發電廠。因此，為保護我國生態環境，保障火電廠除塵環節的高效運行顯得尤為重要。在火力發電廠的除塵環保中，粉煤灰氣力運輸系統是最為重要的一個環節，氣力運輸控制系統設計的水平將直接影響火電廠的除塵環保效果。通過對氣力輸送系統進行科學合理的設計，能夠更好地對系統進行控制和操作，對于發揮系統的最大收益是非常有必要的。

關鍵詞：觸摸屏;PLC;氣力運輸

中圖分類號：TM621.7;TP334.3 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）05-0158-03

Abstract：As we all know，due to the continuous development of industries in various countries，various industrial pollution emissions lead to the deterioration of the earths natural environment，especially air pollution，which makes many people suffer from diseases. In the future，environmental protection will become more and more important. At present，Chinas industrial development is at its peak. While improving industrial development，reducing industrial pollution to the environment is of great significance. One of the main sources of smoke and dust pollution is thermal power plants. Therefore，in order to protect Chinas ecological environment and ensure the efficient operation of dust removal links in thermal power plants is particularly important. In the dust removal and environmental protection of thermal power plants，the pneumatic transportation system of flyash is the most important link. The design of pneumatic transportation control system will directly affect the dust removal and environmental protection effect of thermal power plants. Through scientific and reasonable design of pneumatic conveying system，it is necessary to control and operate the system better，and to maximize the benefits of the system.

Keywords：touch screen;PLC;pneumatic transportation

0 ?引 ?言

對于火力發電廠的粉煤灰氣力運輸系統來說，工控機中的人機交互界面曾經發揮過相當重要的作用。如今隨著科學技術的不斷發展，火電廠氣力運輸系統也在不斷升級。現在氣力運輸系統中越來越多的機器設備和對系統的現場操作都更加趨向于使用人機界面。對于氣力運輸系統的工程技術研究人員來說，PLC，也就是可編程的邏輯控制器，相對于其他控制系統而言，有較強的抗干擾能力，配套設施相對齊全，對于氣力運輸系統的適應性強，更容易學習和掌握。觸摸屏憑借其物美價廉、界面反應速度靈敏等優點，受到系統研究人員的一致好評。因此，觸摸屏和PLC在火電廠粉煤灰氣力運輸系統中的應用對于氣力運輸控制系統的發展有著重要作用。

1 ?火電廠粉煤灰氣力輸送系統中PLC系統的構成原理

以某火力發電廠中的75t/h燃燒爐的粉煤灰氣力輸送系統為例來描述觸摸屏與PLC在火電廠的氣力輸送系統中的應用。本例中的輸灰系統共計四個電場。首先，對于粉煤灰氣力輸送系統而言，其控制的人機界面均以PLC為主要控制核心，在氣力輸送系統中，所有的技術操作均通過系統中的觸摸屏來完成。這樣火電廠中粉煤灰氣力運輸系統的操作就更加直觀方便，并且工作時具有較強的穩定性，更加可靠。通過系統工作現場的人機交互等功能，可以實現控制各種閥門等主要設備啟動和停止的實時壓力檢測。

PLC系統的構成原理，總體來說是通過觸摸屏對PLC程序控制器進行操作，進一步控制倉泵閥門和設備內的傳感器，然后通過倉泵閥門對進料閥、出料閥、進氣閥、平衡閥和助吹閥等進行控制，通過設備傳感器對料位計、壓力表、壓力變送器進行實時的狀態顯示和控制，具體如圖1所示。

粉煤灰氣力輸送系統的倉泵工藝流程如圖2所示。

2 ?火電廠粉煤灰氣力輸送系統中控制系統的硬件設計

2.1 ?數據輸入和數據輸出的控制點數

火電廠粉煤灰氣力輸送控制系統中的數據輸入控制點一共設置了18個。其中四個電場的進料閥關到位各設置了1個控制點，平衡閥關到位和出料閥開到位各設置了1個控制點，倉泵料位計和灰庫料位計分別設置了1個控制點和2個控制點。

火電廠粉煤灰氣力輸送控制系統中的數據輸出控制點一共設置了22個。其中一電場和四電場倉泵的電磁閥都設置了6個控制點，二電場和四電場倉泵的電磁閥都設置了4個控制點，在堵管報警處設置了2個控制點。

2.2 ?控制系統中的設備配置

首先，在火電廠粉煤灰氣力輸送系統中，電源的配置采用三相四線制，保證了電源電壓的長期穩定性。氣力輸送系統的電氣設備均設置了安全保護裝置，從而保證了氣力輸送過程中所有設備的正常運轉，以及控制系統的正常運行。對于熱工控制系統，要求其輸入點和輸出點的富裕量不能少于10%[1]。這樣當溫度過熱時，系統將會采用自動通風的措施，降低系統部件的溫度，確保系統內所有部件的正常工作運轉。關于PLC控制器，本例通過PLC程序控制器對氣力輸送系統中的倉泵以及其他相關的工作設備進行控制，并且每一臺倉泵都配備了一臺具有防塵防水功能的現場控制箱。倉泵能夠通過傳感器將相關信號傳遞給現場控制箱，最終將信號輸送至中心控制器內。

火電廠粉煤灰氣力輸送控制系統硬件設計中硬件的線路并不復雜，除觸摸屏以及PLC主控柜外，還有四個電場就地柜。其中電場就地柜可以分為兩個部分。

2.3 ?主控柜PLC的端子接線

對于主控柜到電場就地柜端子排的輸出，可分為主控柜到一、二、三、四電場就地柜端子排的輸出，相關對應的點位地址如表1所示。

對于主控柜到電場就地柜端子排的輸入，可分為主控柜到一、二、三、四電場就地柜端子排的輸入，相關對應的點位地址如表2所示。

3 ?火電廠粉煤灰氣力輸送系統中控制系統的軟件設計

3.1 ?控制系統軟件的功能設計

在火電廠粉煤灰氣力輸送系統中，可同時具備兩種不同的運作方式，第一種為系統自動運行，第二種為就地手動操作[2]。在系統自動運行時，氣力運輸系統中的每一臺倉泵按時間順序輪流運行。系統自動運行過程中，可以通過觸摸屏中的數據顯示，實時了解當前系統的運行狀態，若運行過程中相關參數出現問題，通過觸摸屏可以對參數進行及時更改，以確保系統的正常運轉。

3.2 ?控制系統中PLC軟件的設計

PLC的編程語言現階段大都采用功能塊圖設計方法或語句表設計方法等，最常用的主要是梯形圖設計方法，這也是PLC最基本的設計方法。

3.3 ?控制系統中觸摸屏的畫面設計

當前觸摸屏的畫面設計可根據系統的不同要求進行一定的切換。觸摸屏的畫面主要有以下幾類：系統自動主畫面、報警信息主畫面、壓力顯示主畫面、輸送參數設置表畫面等。在觸摸屏中，根據不同的需求，通過切換按鈕對畫面進行切換控制。對于觸摸屏的設計，除了要符合系統需求外，還要針對畫面的分配進行科學、合理的設計。通過添加各種按鈕和指示燈讓觸摸屏更加人性化，操作起來更加方便快捷，更加容易上手，讓觸摸屏既美觀又實用。

系統自動主畫面通過四個開關來合理地控制四個電場的正常運行。當開關指示燈顯示打開狀態時，電場會根據系統指示自動運行[3]。這時進料閥和平衡閥均會開啟，灰斗處開始落料，當料填充完畢后，進料閥自動關閉，進氣閥這時會自動開啟，通過氣源吹氣讓倉泵內的氣壓處于憋壓狀態。憋壓到一定極限時，出料閥正常開啟，讓料通過出料閥到達灰庫，料滿后，低料位計狀態燈開始顯示。

輸送參數設定畫面的主要功能在于通過觸摸屏顯示各個電場的工作相關數據，通過對數據進行觀察，保證輸送過程中系統的正常運轉。

壓力曲線畫面的作用是通過觸摸屏，更加直觀地看到系統內當前壓力狀況。這樣系統操作人員就能更加清晰明了地通過觸摸屏對系統進行操作。

報警信息顯示畫面采用相關報警顯示元件，首先設定好報警事件和觸發條件，當報警觸發后，觸摸屏會在相應位置進行報警提示，系統操作人員就能第一時間了解報警內容，從而對系統做出一定的調整，保證系統的正常運行。

4 ?結 ?論

近幾年來，火力發電廠造成的環境污染問題不容小覷，盡快減少火力發電廠的污染程度是當前最重要的任務，也是符合我國國情的重要使命，是促進我國工業發展的必要條件。PLC和觸摸屏的完美結合可以最大限度地讓火電廠粉煤灰氣力輸送系統的現場操作更加便捷準確。同時PLC和觸摸屏所具備的各項優點，使粉煤灰氣力輸送系統的設計更加可靠，造價更加低廉，整個系統既經濟適用，又能產生良好的效果。綜上所述，將PLC與觸摸屏應用到火電廠粉煤灰氣力輸送系統中，可以更好地做到除塵環保，且讓系統更加便捷靈活，有利于我國火電廠的進一步發展。

參考文獻：

[1] 戴銳青，湯偉芳.人機界面（觸摸屏）應用技術基礎 [J].黑龍江科技信息，2007（23）：40.

[2] 吳曉.發電廠氣力輸灰PLC監控系統的設計與實現 [J].電力系統自動化，2002（4）：70-72.

[3] 張書中，饒剛.PLC和觸摸屏在直流起重機上的應用 [J].梅山科技，2008（3）：17-19.

作者簡介：童新英（1971.12-），男，漢族，福建武平人，工程師，本科，研究方向：物料輸送控制。