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PLC在火炬自動點火控制中的應用
PLC在火炬自動點火控制中的應用
可編程邏輯控制器（PLC）是自動控制、計算機和通信技術相結合的產物，具有可靠性高、適應性強、具有通信功能、編程方便、結構模塊化等特點，是一種專門用于工業生產過程控制的現場設備。在現代集散控制系統中，PLC已經成為一種重要的基本控制單元，在工業控制領域中應用前景極其廣泛。
二、系統概況
大慶石化公司化工一廠火炬系統是在生產裝置緊急停車的情況下，需要對緊急排放的氣體進行燃燒的安全保護性裝置，同時也用來燃燒生產過程中排放的有毒廢氣。
1、控制系統配置
控制系統的邏輯程序是按照自動點火系統的工藝特征、電弧特性、燃氣特性、安全要求、輸入/輸出參數等綜合因素統籌考慮而設計的，系統配置方框圖如圖1所示。
2、工作過程
當燃氣排放時，火炬總管內的流量信號升高到給定值時，系統認為有燃氣向火炬排放，由PLC+PC等組成的控制系統，控制高壓發生器和調理器輸出高電壓，使高空點火器內的電弧發生裝置產生面狀電弧火源，并打開高壓燃氣電磁閥向高空點火器內噴入燃氣，同時與空氣混合被點燃，自高空點火器頂部噴出火焰，并引燃火炬頂部的排放燃氣。
火炬點燃后，由火炬火焰遙測器探得火焰信號，反饋給控制系統，停止向高空點火器供給高壓電和燃氣，點火過程完成，系統處于監控狀態。
當因某種原因，火炬自動熄滅，排放燃氣依然存在時，系統將自動重新點火，以保證火炬點燃。
當火炬點燃后，火炬頂部的消煙蒸汽也同時投用。系統將自動打開消煙蒸汽管道上的蒸汽控制閥，若火炬熄滅，系統會自動關閉蒸汽調節閥，接通氮氣。火炬排放氣如果停止排放，或排放很少，火炬可能熄滅，氮氣將自動引入火炬筒內，火炬點燃時自動切斷氮氣。
三、硬件組成
1、操作站硬件配置
CPU：1G；內存：256M；硬盤：40G
2、PLC硬件配置
CPU單元：C200HS -CPU21-E
CPU底板：C200H -BC101-V2
開關量輸入單元C200H -ID212
模擬輸入單元：C200H -AD002
繼電器輸出單元：C200H -OC225
通訊接口：RS232
3、I/O點分配
開關量輸入：16路
開關量輸出：16路
模擬量輸入：隔離輸入8路（可擴16路）
模擬量輸出：8路
四、系統軟件
1、軟件配置
操作系統：Windows NT4.0
系統軟件 TAL-401.PLC
應用軟件 WINMAKER V4.01
2、系統軟件功能特點
TAL-401.PLC 支持軟件是基于Windows3.1/95,支持梯形圖和助記符的編程工具，它充分利用Windows GUI 功能，大量使用通俗易懂的顯示，更有效的剪貼操作和鼠標操作。
PLC面向現場的模擬量輸入輸出設備和各種開關量的輸入輸出設備，實現數據的采集、運算及各種邏輯動作的實時控制。
PLC在脫離PC機的情況下依然能夠正常運轉進行實時控制，一些運行結果、特征標記、采集的數據值和運算結果都存入PLC相應的存儲單元，等待PC機取出。
PLC接受PC機的命令，通過計算機實施點火操作。
軟件的主要特點為：
在線狀態中可以編寫程序。
對應于豐富的SYSMAC 機器：適用于SYSMAC C系列到CVM1/CV 系列的機器。
可以讀出并編寫用OMRON DOS版支持軟件（CV支持軟件、SYSMAC 支持軟件等）編寫的程序。
在多重窗口下可同時編寫多個程序，實現高效地編寫程序。
可以進行指令、I/O名稱、I/O指令、行指令的部分查找，還可以查找、替換I/O編號、DM 等內容。
3、應用軟件WINMAKER V4.01的功能
可以在WIN95、98、2000、NT平臺上安裝。
面向PLC，具有很強的編輯功能。
可以采集PLC中的數據，也可修改PLC中的內容。
可以進行畫面、曲線、顯示點、報警、控制等功能的編輯。
可以對各種給定參數進行修改。
實現系統連接控制和程序控制之間的切換。
按國際標準顯示系統模擬流程畫面。
顯示系統操作畫面和參數調整畫面。
顯示報警畫面。
顯示數據報表畫面
打印顯示畫面、設置參數和報表等
五、系統實現的功能
1、操作功能
啟動點火：實現半自動、全自動、硬手動點火的控制與顯示。
停止點火：控制高壓電相關設備和某些工藝參數的接通與斷開。
試報警：實現點火失敗的報警系統。
消報警：確認報警。
打印畫面：打印各種即時報表，操作信息，歷史曲線。
2、顯示功能
顯示流程圖。
顯示當前參數曲線
顯示歷史趨勢。
顯示過程即時值。
顯示積算器記錄。
顯示記錄查詢（圖3）。
3、門檻設置
設定燃氣排放壓力啟動點火門檻。
設定火炬火焰，確定燃燒的門檻。
設定高空點火器門檻。
4、時間設定
設定點火持續時間。
設定送燃氣時間。
設定火焰確認時間。
設定點火次數。
設定超前送高壓時間。
設定再次點火間隔時間。
六、編程步驟
編制一個PC控制程序的基本步驟如下：
1、確定被控制系統必須做哪些事情及完成的順序；
2、分配輸入和輸出設備到PC的I/O位。也就是決定哪些外部設備將發送信號到PC和哪些設備從PC接收信號；
3、使用繼電器梯形符號，畫出梯形圖以描述所需操作規程的順序和他們之間的內部關系；
4、如果用編程器，應把梯形圖符號轉換為記憶符指令代碼，使程序邏輯能夠被輸入到CPU；
5、對程序的錯誤進行檢查；
6、調整程序以糾正錯誤；
7、運行程序并測試執行中的錯誤；
8、再次調整程序以糾正錯誤。
整個系統的邏輯框圖見圖4。
七、投用效果
該PLC火炬自動點火系統自2000年6月投用以來，目前使用狀況良好，運行穩定，可實現火炬在線自動點火，即在沒有廢氣排放時熄滅火炬長明燈。該系統克服了人工點火、長明燈點火和一般電打火的缺陷，采用*的電梯發弧方式和遠距離遙測火炬火焰，以PLC+PC組成主控器，實現了火炬點火的安全可靠，為我廠全面回收裝置廢氣，*消滅火炬長明燈提供了安全可靠的保證。