基于PLC的危廢固化系統(tǒng)設計分析

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摘要：介紹一種基于plc的全自動危廢固化系統(tǒng)的設計，詳述其軟硬件配置及工藝流程。以西門子CP243-1IT作為通訊模塊，實現(xiàn)長距離全自動控制系統(tǒng)。

關鍵詞：PLC；危廢固化；CP243

0引言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，社會各界越來越重視對環(huán)境的保護，化工企業(yè)伴隨著生產(chǎn)而產(chǎn)生的各種危險廢料，如不經(jīng)過適當?shù)奶幚?，會對環(huán)境造成重大的破壞。危廢固化系統(tǒng)是選用某種適當?shù)奶砑觿┡c化工企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的重金屬廢物，如：殘渣、飛灰、污泥、廢電池等粉狀、粒狀及污泥類物質(zhì)混合，使其發(fā)生某種物理或化學變化，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑?、低遷移性及低毒性物質(zhì)的穩(wěn)定化過程,即在危險廢物中加入某些添加劑，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫o密固體的固化過程。處理過程主要選用藥劑法、水泥法和石灰法進行處理，對廢物和介質(zhì)按一定比例進行強制性攪拌，使其發(fā)生化學作用，從而使有害廢物變成惰性物質(zhì)，進而達到減量化，無害化處理的環(huán)保目的。

1系統(tǒng)組成

主要由遠程監(jiān)控中心和現(xiàn)地測控單元組成。操作員在遠程監(jiān)控中心可通過工作站監(jiān)控現(xiàn)場情況并且控制現(xiàn)場的整套執(zhí)行單元。如果選用自動運行模式，PLC會根據(jù)采集的傳感器數(shù)值自動運行預先設置的工藝流程。

2硬件設計

系統(tǒng)硬件主要由骨料輸送系統(tǒng)、藥劑儲存輸送系統(tǒng)、粉料儲存輸送系統(tǒng)以及攪拌機組成。粉狀物料是由泵車輸送至粉料儲倉內(nèi)。在廢物通過裝載機導入配料機儲存斗并經(jīng)皮帶秤計量后，控制系統(tǒng)按先前輸入的配合比發(fā)出指令，同時計量各種其他粉料。與此同時開啟水路系統(tǒng)、藥劑系統(tǒng)、粉料倉螺旋，分別將計量后已配置好的物料依次投入攪拌機內(nèi)進行攪拌，投料順序依次為固廢、飛灰、粉煤灰、藥劑和水，在攪拌均勻后再投入水泥，這樣的好處是避免藥劑中的硫離子爭奪水泥中的鈣離子、鎂離子，提高攪拌效果，降低運行成本。攪拌均勻后開啟攪拌機卸料門，卸出固化物到運輸車內(nèi)，檢驗合格后送入到填埋場進行安全填埋。系統(tǒng)采用西門子S7-200系列的CPU226的PLC作為中央處理單元，并增加了3個232模塊作為輔助開關量觸點模塊，2個EM231模塊作為輔助模擬量模塊以及1個CP243-1IT模塊作為因特網(wǎng)通訊模塊。各點的分布情況.系統(tǒng)硬件還包括電磁流量計4個（用于計量各種外加藥劑和水的流速及總流量），拉壓傳感器10套（用于骨料及水泥、飛灰等固體材料的稱重計量），振動器5臺（用于防止固體材料凝結(jié)堵住下料口），磁力泵3臺（用于控制藥劑管道通斷）。

3軟件設計

3．1主控制程序

主控制程序主要完成系統(tǒng)的初始化、接收預置參數(shù)、調(diào)用流量計讀數(shù)程序、拉壓傳感器讀數(shù)程序、輸出繼電器參數(shù)。

3．2流量計讀數(shù)程序功能

當外加藥劑管道控制閥打開時，流量計開始讀數(shù)，因為采用的是4~20mA信號，需要減去4mA的系統(tǒng)誤差，即6400的數(shù)字量。實時采集的數(shù)字量與預設值的量程進行運算，可以得出當前流量值，累加流量值可以得出累計值。

3．3拉壓傳感器讀數(shù)程序

拉壓傳感器在使用前必須先標定數(shù)據(jù)，采集零點時的數(shù)字量和標準重量時的數(shù)字量。標定完成后，拉壓傳感器上有一定重量時，就可以根據(jù)采集到的數(shù)字量運算出當前重量。

4結(jié)語

系統(tǒng)通過PLC的控制，根據(jù)用戶的設置可以實現(xiàn)全流程自動化運行。操作員根據(jù)廢料的化學成分選擇合適的藥劑配方，啟動系統(tǒng)自動運行程序后，操作員只需遠程監(jiān)控該系統(tǒng)的運行情況。系統(tǒng)選擇CP243-1作為通訊模塊，通訊距離可達100m以上，使得監(jiān)控室可以遠離操作車間，保護操作員不受化工廢料的污染。

參考文獻

[1]梁新平，牛曉玲.基于PLC的噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)設計[J].機電一體化,2012(8):84-86

[2]徐巍.變頻器在污水處理自動控制系統(tǒng)中的應用[J].機械制造與自動化,2013(5):194-197.

作者：陳久松 單位：揚州電力設備修造廠有限公司