基于PLC的火电厂烟气脱硫控制系统研究与设计(2)

2.2 可编程控制器选择

烟气脱硫自动控制系统对硬件的要求很高，其生产过程中的特点决定了系统必须具备较高的可靠性，较快的速度等，在众多的PLC产品中，S7-300 PLC功能强、速度快、扩展灵活；它具有紧凑、无槽位限制的模块化结构。本系统选用了SIEMENS公司生产的紧凑模块式结构的小型SIMATIC S7-300可编程控制器，它是目前国内应用较多，性能价格比较好的高性能PLC。

2.3 电源电路

由于系统没有专用电源供电，而是由电网供电。与电网相连的晶闸管整流设备以及脱硫过程中的大功率负载等，在运行时会产生大量的高次谐波，而使交流电网造成污染，电压波形发生畸变。因此现场用来对PLC、打印机和上位机等进行供电的电源带有隔离变压器和电源滤波器，以增强抗干扰能力，电路如图3所示。由于电网中的高频干扰主要不是通过变压器的原、副边线圈的互感耦合，而是靠原副边绕组之间的分布电容耦合的，为此系统采用了隔离变压器，隔离变压器的原副边绕组之间均有隔离屏蔽层，并将零电位线经电容接地，因而该隔离变压器原副边绕组之间的分布电容很小，所以抗电网干扰能力很强。

系统的交流电源先经净化稳压电源稳压、交流隔离器隔离后输出，在交流隔离器的输出端设置了交流低通滤波器，用于滤除高次谐波，并使50 Hz的基波能顺利通过，改善了电源的电压波形，防止了高频干扰和尖峰脉冲干扰。

2.4 数据采集电路

根据控制系统的要求，脱硫系统需要采集的主要数据为：浆液pH值、烟尘浓度、烟气压力、烟气温度等。浆液pH值通过pH传感器测量，其工作原理是：在一定的范围内，酸碱溶液的浓度与其电导率的大小成比例。因而，只要测出溶液电导率的大小变可得知酸碱浓度的高低。当被测溶液流入专用电导池时，如果忽略电极极化和分布电容，则可以等效为一个纯电阻。在有恒压交变电流流过时，其输出电流与电导率成线性关系，而电导率又与溶液中酸、碱浓度成比例关系。因此只要测出溶液电流，便可算出酸、碱、盐的浓度，即算出溶液的pH值。pH传感器输出4～20 mA信号，经A／D转换装置后送PLC；烟尘浓度主要测量仪器为烟尘监测仪，烟尘监测仪产品是利用光散射或折射原理工作的，光通过含有烟尘的烟气时，光强因烟尘的吸收和散射作用而减弱，测量散射前后光强的变化，即可定量反映烟尘浓度。烟气温度的测量要借助不同类型的温度传感器，现在工业上广泛使用的是PT1OO的热电阻和热电偶，根据测量温度范围和安装要求的限制，有多种类型可供选择。本设计中温度传感器选用天津中环仪表的PT100测温组件，温度信号通过PT100和相应的调理模块转换成0～5 V的电压量，送入A／D转换装置。压力测量传感器也有很多形式，比如电阻式、电感式压力传感器，电容式、压点式压力传感器等，根据使用环境、介质性能、压力范围等的不同，综合考虑加以选择。本设计选用电感式压力传感器。

2.5 PLC与上位机通信电路

目前，S7-300 PLC的通信是通过专用接口卡5611卡和MPI电缆实现的。但是，对于坑口电厂脱硫控制系统这样的中小型工业控制系统使用这样硬件，成本相对昂贵，同时对操作人员的技术要求也较高。本文提出了通过普通串口，实现PLC与上位机的自由通信。RS 232协议是控制中经常用到的计算机串口协议，基于物理层，直接与硬件打交道。目前，RS 232是通信工业中应用最广泛的一种串行接口，被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS 232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。研华(Advantech)IPC610系列工业控制计算机带有标准的RS 232通信口，而西门子公司的S7-300 PLC可以扩展RS 232／485通信模块，通过普通的9针插头直接与IPC610连接，进行通信，其结构示意图如图4所示。

3 结 语(责任编辑：admin)