常州绿色动力环保热电有限公司 江苏常州 213000
摘要：针对垃圾发电厂传统清洗装置的机械振动，介绍了一种新型清扫装置。根据垃圾发电厂的具体要求，以工业控制计算机为上位机，PLC为下位机，设计了一套锅炉清灰装置自动控制系统。详细介绍了系统硬件的结构和功能，设计了相应的程序梯形图和操作监控界面。通过电厂的应用，验证了控制系统的可靠性和稳定性。为电厂节约了经济成本，提高了清灰效果，取得了良好的应用效果。
关键词：锅炉清灰装置；自动控制；PLC；触摸屏
1前言
随着国民经济的不断增长，我国的能源供应和需求之间的差距越来越大。开源节流是解决能源供需矛盾的可靠方法。因此，它具有十分重要的意义，考虑如何更好地发展，在加强管理和落后生产工艺创新的基础上充分利用能源资源，并更好地利用能源的基础上，更加经济合理利用能源。余热锅炉的使用是两种能源的重要手段，因此保证锅炉的正常运行就显得尤为重要。
2锅炉积灰的分类
根据烟气温度的高低，余热锅炉受热面的积灰可分成高温区的积灰（900℃以上）、低温区的积灰（650℃以下）以及介于高、低温之间的过渡区积灰（650一900℃）。其中，高温区和过渡区主要分布在辐射受热面，低温区主要分布在对流受热面。根据积灰的性质，余热锅炉受热面的积灰可分为松散性积灰、粘附性积灰和粘结性积灰，该三种性质的积灰随烟气性质的不同，有时单独出现某一种，而有时出现其中的两种或三种。在低温区形成的积灰通常为松散性积灰和粘附性积灰，在高温区和过渡区形成的积灰通常为粘结性积灰。
3清灰车自动控制系统
清灰车自动控制系统主要由轨车定位控制系统和液压冲击器振打控制系统组成。铁路车载液压冲击器是不可避免的在停车过程会节省定位误差和定位控制系统的设计是为了减小定位误差；液压冲击器根据实际工作中的实际操作情况做出相应的调整，液压冲击振动控制系统是实现工作的反馈和液压冲击的工作参数。
其控制系统结构图如图1所示。
图1控制系统结构图
4控制系统要实现的任务
（1）对清灰车运行停止及前进后退的控制。通过PLC控制器控制减速电机的启停及正反转来完成对清灰车的控制。（2）对清灰车准确定位的控制。接近开关作为位置传感器，通过其反馈的控制信号来控制电机通断与液压制动器的动作可实现准确定位。（(3）对振打装置工作情况的控制。通过PLC控制电磁阀的一系列动作实现对液压冲击器的控制。（4）对所有控制的模拟量具有历史数据存储和报警的功能。PLC具有内部寄存器能实现对数据的存储，报警功能可利用触摸屏的组态实现。（5）对所有的控制均能在触摸屏或上位机实现远程监控和控制。
5系统硬件设计
5.1可编程控制器(PLC)
输入型PLC可以是ac、dc、ac和DC，是PLC中最常用的直流信号输入输出接口电路，一般有3种类型：继电器输出、输出晶体管和晶闸管输出类型。根据控制系统的要求，对CPU224XP型继电器输出PLCS7系列。这种类型的PLC24V直流输入电压，继电器输出，14输入/10输出数字I/O，2输入/1输出模拟量I/O，还带有2RS485通讯接口，方便调试PLC和触摸屏和上位机的通信，。
5.2电感式接近开关
电感式接近开关属于一个位置传感器输出的开关，它由LC高频振荡和放大电路，金属物体接近传感器头，内部产生的涡流反应接近开关，接近开关内部电路振荡衰减参数的变化，因此没有识别靠近金属物体，然后控制开关。电感式接近开关使用ncn30+U1+Z1型接近开关，其性能稳定，经久耐用，其额定动作距离为30mm，铁限制转变对应振动管理位置的安装过程，接近开关安装在铁路车辆位置控制的实现。
5.3减速电机
电机转速是指减速器与电动机的集成。在移动速度慢的过程1.5m/min提前清洗车，输出速度为2.8r/min需要，在此基础上选择德国汽车缝R系列，输出速度可以达到0.06～1090r/分钟，性能稳定，抗干扰能力强，防护性能好，适用于恶劣环境。
5.4换向阀与压力控制阀
在系统工作过程中，刹车液压冲击器工作停止通过燃料供给控制的通断来实现的，这就要求阀门，根据系统要求采用两位三通换向阀；压力控制阀采用比例溢流阀，根据工作需要，通过PLC控制器的调节液压系统的实现。
5.5触摸屏
人机界面已成为大多数工业机械设备的标准配置，特别是在使用小机器和简单应用中，成本已成为关键因素。控制系统的选择smart700触摸屏，具有可变的管理，项目变量的集中管理，画面清晰细腻，具有强大的通信功能，可实现与S7-200的高速无缝连接。
5.6上位机
上位机采用IPC－610H工控机，能通过Wincc进行组态设计，通过RS－485通讯电缆实现与下位机的快速通讯。
6 PLC系统分析
PLC是在微处理器原有的基础之上，结合互联网与通信这样的新型技术，从而综合而成一种工业用的控制装置。现代的PLC技术通常以两种形式来进行实际操作，第一种是现场总线控制系统，第二种则是集散控制系统。不过在未来，当信息技术再一次发生革命之后，PLC技术将不仅仅只是一种控制系统，还将会是一个十分开放的分布式系统，将会具有数字通讯以及智能传感等多方面功能。
6.1 PLC程序设计
PLC程序核心的STEP7MicroWINV4.0编制的控制，系统控制程序采用模块化的设计思想，实现了梯形图，根据工作情况，主程序流程图如图2所示。计算机编程通过RS-485通信电缆与PLC相连，下载并调试程序。输入和输出信号应在程序编写之前分配。信号包括I/O和触摸屏的可变信号。输入变量分配表如表1所示。
表1I/0变量分配表
6.2人机界面的设计
人机界面（简称HMI）是操作人员与控制系统进行对话和交互的专用设备。该系统采用触摸屏作为人机界面的控制水平，具有操作简单、使用方便、直观灵活等优点。SIMATICWinCC2008柔性版编程配置触摸屏、PLC控制器和触摸屏通过RS-485接口实现人机对话连接。赢得ccflexible简单，高效，易于使用，功能强大，并提供图形化的配置，适用于可视化编程。根据工艺要求，设计了3个接口（主界面、状态监控接口、参数设置接口）。每张图片可以相互切换，操作方便。
6.3它具有灵活性好、通信方便、开放性强等优点。管理员权限分为上位机操作站和用户站，监测使用WinCC组态PC设计所需的屏幕，用户可以使用此屏幕来完成实时监控、实时数据显示、数据存储、参数设置等功能。
6.4上位机与下位机的通讯设计
该通信协议与PPI协议、MPI协议、PROFIBUS协议、MODBUS协议、RTU协议的支持是通过串口通信方式与其他设备的自由口S7-200连接，RS-485串行通信是一种常见的通信方式。
7结束语
随着垃圾发电厂的快速发展，对锅炉振打装置要求也在提高，清灰车作为一种新式的振打装置，由于具有操作方便，节约成本，性能可靠的优点将会被越来越多的垃圾发电厂所应用。
参考文献：
[1] 王伟萍.浅析铁合金矿热炉烟气余热锅炉的清灰方式[J].铁合金，2015(07)
论文作者:张春依
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第15期
论文发表时间:2018/1/10
标签：控制系统论文; 触摸屏论文; 锅炉论文; 上位论文; 装置论文; 液压论文; 通信论文; 《建筑科技》2017年第15期论文;