PLC控制系统能够实现对设备电流、电压、气体压力液体液位和流量的控制。PLC控制技术发展较为成熟，控制电厂除灰渣及除尘系统时具有可靠性，且操作方便。现阶段的研究重点是优化原PLC控制系统，提高系统的抗干扰能力。1原PLC控制系统问题分析1.1原PLC控制系统结构某除灰渣及除尘PLC控制系统采用施耐德QUANTUM系列程序控制器，包含1、2号除灰渣系统，两个系统共用一套PLC，除尘渣系统与操作员的通信采用光纤实现。采用画面监视的形式实现监督目标，能够实现自动控制。设有1、2号布袋除尘系统，分别采用一套PLC，系统与操作员站的通信借助光纤实现，也采用画面监视和自动控制的监督形式。原PLC控制系统结构如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.22.030.F001图1原PLC控制系统结构1.2原PLC控制系统问题原PLC控制系统包含除灰渣PLC控制系统、1号布袋除尘PLC控制系统、2号布袋除尘PLC控制系统。操作员与除尘装置距离较远，应使用交换机和光纤实现有效通信。在通信回路中，依次经过电压电源、光纤收发器、交换机等多个环节。通信回路中任意环节出现问题，均不能实现对除沉渣系统和布袋除尘装置的控制。1号和2号布袋除尘控制系统会受到1号布袋除尘操作员站的控制作用，2号布袋除尘操作员站只能实现对2号布袋除尘装置的控制。其中存在问题，1号除尘布袋仅受1号除尘布袋操作员站控制，失去控制可能导致系统瘫痪。说明原有的PLC控制系统不够完善，功能不够健全。2电厂除灰渣及除尘PLC控制系统的选择2.1系统预留一定数量的备用点电厂除尘渣及除尘系统只有少量的控制点时，需要保证PLC系统控制逻辑比较简单，应选用比较简单的PLC单机系统，也可以直接扩展模块。部分系统需要控制较多位置点，且位置点相距较远，集中度不足。为方便控制此类位置点，采用的PLC系统是单机加直接扩展模块[1]。为实现有效拓展模块的目标，应外加远程通信模块。需要做好PLC控制系统的设计工作，详细设计计算机系统输入点和输出点，选择合适的类型，保证数量适宜。选择数字量和模拟量时，需要进行综合考量，确保模块的数量能够满足使用需求。设计PLC控制系统时，不能忽略备用点，一定数量的备用点能够保证日后顺利增加新功能和新设备，方便调试。2.2合理选择模拟量模块对PLC负载信号进行分类，主要包括开关量和模拟量两种，分别对应的模块是开关量和模拟量。开关量模块有两种输入输出形式，分别是继电器和晶闸管输入输出。某些负载的输入输出形式必须为晶闸管时，应选用晶闸管类型，如某些数显仪表。如果继电器的类型和晶闸管的类型均满足模块的相应要求，应考量模拟量的负载，通常使用继电器模块。进行数据的采集工作时，应将经济因素考虑在内，采集的数据包括系统的电源两端的电压、导线中电流的流量、控制系统的温度、控制点的位置。输入输出的信号类型包括电源两端的电压、电路中流过的电流、格雷码、ASCⅡ码。对模拟量模块进行选择时，应以负载信号的类型和数量为依据。系统网卡的分配情况如表1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.22.030.T001表1系统网卡的分配情况序号系统网卡地址1除尘渣CPU主控网卡1**103.1052除尘渣CPU主控网卡2**105.10631号布袋CPU主控网卡1**102.11141号布袋CPU主控网卡2**103.1092.3保证处理器和存储器规格满足需求简单的PLC控制系统适用于单一的控制点结构，可以使用常规的处理器和存储器。在实际应用中，需要控制的结构具有庞大体系，控制工作具有一定难度，系统对响应速度有较高要求。此时，应选择容量较大、具有一定高级配置的PLC系统，应保证选择的PLC系统内存足够、具较强的处理能力。选择PLC处理器的型号时，可以在满足控制要求的前提下，选择性能稍弱的PLC控制器。3电厂除灰渣及除尘PLC控制系统的优化3.1对除灰装置进行升级改造干灰输送和储灰仓是除灰装置的重要组成部分，对除灰装置进行升级改造就是为装置增加正压浓相气力的功能，需要增加空压机站，系统现有灰库、除渣系统，需要为除灰装置装设脱水仓。应在每一个电除尘灰斗的下方安装压力输送罐，将灰斗设置在电除尘器的空间内，使电厂生产产生的灰能够落到压力输送罐上，由压缩空气提供动力，灰尘通过管道被输送至灰库贮存。设计灰库时，假设全厂有4台炉灰量，设置三座灰库，容量均为3 000 m3，两座为粗灰库，一座为细灰库。三座灰库主要存储粗灰和细灰，粗灰和细灰均产自4台锅炉，电除尘器一、二、三电场产生粗灰，电除尘器四、五电场产生细灰。4台炉工作40 h产生的粗灰全部由两座粗灰库存储；运行50 h产生的细灰全部由一座细灰库存储。任意一条运输粗灰的灰管均能进入任意一座粗灰库中，均经过灰库顶部的管道，使用密闭的运灰罐车将粗灰和细灰运送到综合利用厂。电厂除灰渣及除尘流程如图2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.22.030.F002图2电厂除灰渣及除尘流程3.2采用可靠性高的PLC控制系统改造电厂除灰渣及除尘PLC控制系统时，采用由西门子公司生产提供的S7-412-3H容错控制系统，该系统具有较高的稳定性和可靠性。S7-412-3H容错控制系统的组成主要包括两个级别，分别是过程控制和过程管理。过程控制级为有冗余S7-412-3H双机热备控制器，可以对现场及逆行有效控制，控制电厂的电源电压和现场的I/O模件，了解电厂除灰渣装置的设备架构是否发生变化。过程管理级系统的主要构成包括操作终端、专家终端以及显示终端[2]。系统的过程控制中，主要包括3个PLC控制系统，其中2个系统控制输灰、1个系统控制灰库。3个系统均有各自的操作室，分别为高压车间气力输灰、三电车间气力输灰和灰库。分别为3个系统设置3个操作室，通过PROFIBUS-DP能够实现系统相互之间的通信和交流。除了检测工艺过程，还应控制工艺过程，由过程检测控制CMCS、顺序控制SCS和数据采集DAS提供上述功能。改造的系统采用PLC S7-412-3H，执行工作模式为双机热，能够为系统提供有效安全保证。组态的操作系统采用保存在可编程存储器中的指令进行操作，实现某些专用功能，如逻辑控制、过程控制、顺序控制、时序控制功能，还能够实现对组合和算术运算的控制。控制不同类型的设备装置和过程时，可以通过输出数字量和模拟量信号完成控制。操作员站和工程师站记录数据主要依靠系统历史数据、制表数据的功能实现。制表是一种用户报告，其数据源自设备的实时运行，呈现报告时，可以进行任意设计，产生的报告主要有时报、班报、日报和月报。3.3改造电厂除尘的PLC系统使用PLC控制系统控制电厂的除灰系统时，有3种控制方式，分别是过程控制、联锁手动控制和解锁手动控制。过程控制应用较多，其次是联锁手动控制，最后是解锁手动控制，解锁手动控制不能作为正常的运行方式，只在维修和调校时使用，且不能带负载运行[3]。除灰控制室能够进行监视控制，主要采用LCD操作站形式，监视控制整个工艺系统时，使用LCD画面显示。能够实现的控制功能包括对压力输送罐本体的控制、对输送系统的控制，还能够用于监测输送使用的压缩空气系统和气化风系统。连锁输送风机、连锁电除尘灰斗气化风机、连锁气化风机与电加热器、连锁气锁阀与电场隔离阀具备联锁功能。控制程序中，先打开排气阀，再打开进气阀，实现进料，料满后发出相应信号，关闭进料阀和排气阀。4结语选择和设计电厂除灰渣及除尘PLC控制系统时，应保证系统预留一定数量的备用点，合理选择模拟量模块、处理器速率和存储器容量。优化电厂除灰渣以及除尘PLC控制系统时，将除灰系统的改造情况考虑在内，依据电厂除尘的工作需求改造PLC控制系统，为技术人员的工作提供便利，保证除灰渣、除尘安全。