引言

當(dāng)今時(shí)代 ,科技成果不斷應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域 ,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也已經(jīng)在火化機(jī)的運(yùn)行和監(jiān)測(cè)過(guò)程中得到使用 ?；鸹瘷C(jī)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)基本是采用手動(dòng)操作 ,精度無(wú)法保證 ,還加大了勞動(dòng)強(qiáng)度, 因而設(shè)計(jì)了本文所述PLC系統(tǒng) , 目的在于實(shí)現(xiàn)全智能化的控制 ,達(dá)到節(jié)能減排的效果。針對(duì)火化機(jī)的特性 ,該P(yáng)LC控制系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)用于火化中的負(fù)壓控制、溫度控制、燃燒控制及監(jiān)測(cè) , 以及對(duì)進(jìn)尸系統(tǒng)通過(guò)機(jī)械動(dòng)作進(jìn)爐燃燒、出灰冷卻等的控制和監(jiān)測(cè) ,通過(guò)與上位機(jī)的通信 ,實(shí)現(xiàn)全功能的控制、監(jiān)測(cè) ,并獲得數(shù)據(jù) ,便于打印、存儲(chǔ)、記錄。

1 系統(tǒng)的主要組成

核心的控制系統(tǒng)由CP1H系列可編程控制器(帶模擬量) 、上位機(jī)(NS系列) 、溫度模塊 、通信模塊CIF- 11等組成 。通過(guò) PLC與上位機(jī)采用FSE-RS-232串行數(shù)據(jù)通信的接口標(biāo)準(zhǔn)連接 ,采集火化機(jī)的爐膛負(fù)壓、溫度及燃燒器的模擬信號(hào) ,進(jìn)行相應(yīng)的E/D轉(zhuǎn)換 ,傳送給PLC處理 ?；鸹瘷C(jī)PLC系統(tǒng)控制簡(jiǎn)圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)的控制原理簡(jiǎn)介

2. 1 爐膛的負(fù)壓控制

本控制系統(tǒng)基于火化機(jī)的特性 ,將爐膛負(fù)壓作為啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)別 。其一 ,控制負(fù)壓過(guò)低會(huì)對(duì)遺體焚化的效果造成影響 ,甚至出現(xiàn)正壓 , 導(dǎo)致煙氣蔓延出爐膛外 ,對(duì)車間環(huán)境造成污染 ,導(dǎo)致工作人員吸入有害氣體等:其二 ,控制負(fù)壓過(guò)大會(huì)造成爐膛內(nèi)溫度流失過(guò)快 ,造成燃料浪費(fèi)的同時(shí)導(dǎo)致?tīng)t膛溫度無(wú)法保持上升 ,遺體焚化時(shí)間大大延長(zhǎng)等 。 因此 ,本系統(tǒng)根據(jù)差壓變送器采集到的爐膛負(fù)壓 ,通過(guò)轉(zhuǎn)換控制變頻器的輸出頻率使引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化 ,而引風(fēng)機(jī)引風(fēng)量的變化使?fàn)t膛內(nèi)負(fù)壓大小也相應(yīng)出現(xiàn)波動(dòng) ,這樣就能達(dá)到通過(guò)PLC的指令,使?fàn)t膛內(nèi)負(fù)壓控制在設(shè)定值范圍內(nèi)的目的。火化機(jī)爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖2所示。

2.2 爐膛的溫度控制

溫度控制對(duì)火化機(jī)的遺體焚化必不可少 。爐膛溫度過(guò)低 ,會(huì)造成遺體燃燒不充分 ,燃燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng) ,浪費(fèi)燃料 ,更容易產(chǎn)生二嗯英等有毒有害氣體 ,造成環(huán)境污染:反之 ,溫度過(guò)高 ,爐膛內(nèi)的耐火材料容易出現(xiàn)崩裂分象 , 導(dǎo)致?tīng)t膛的使用壽命大大縮短 。因此 ,爐膛的溫度控制非常重要 。爐膛的溫度控制離現(xiàn)關(guān)鍵在于控制燃燒時(shí)的供油量及助氧風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量這兩個(gè)重要的因素 ,鑒于此 ,在控制系統(tǒng)中采用電控元件使供氧量和供油量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié) , 從而大大降低了火化工的勞動(dòng)強(qiáng)度 。 PLC通過(guò)PSD程序運(yùn)算 ,控制電控元件調(diào)節(jié)供油和供氧開(kāi)度的大小 ,實(shí)現(xiàn)當(dāng)爐膛內(nèi)的溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí) ,PLC立即發(fā)出指令進(jìn)行調(diào)節(jié) ,這樣就能使?fàn)t膛內(nèi)的溫度維持在設(shè)定值 ,達(dá)到最佳的燃燒效果 。爐膛溫度控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖3所示。

2.3 燃燒及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

(1)火化機(jī)的燃燒系統(tǒng)關(guān)系到燃料的充分利用 ,是整個(gè)焚燒的能量來(lái)源 ,如若燃燒不充分 ,大量燃料將積留在爐膛內(nèi) ,達(dá)到一 定的濃度后就會(huì)出現(xiàn)爆燃的嚴(yán)重后果 ,這種情況是堅(jiān)決不允許的 。 因此 ,在燃燒系統(tǒng)的控制中 , 需對(duì)燃燒的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制 ,采用光敏元件對(duì)燃燒的火焰進(jìn)行監(jiān)測(cè) , 當(dāng)火焰出現(xiàn)異常時(shí) ,PLC將會(huì)發(fā)出指令切斷供油系統(tǒng) , 防止事故的發(fā)生 。火化機(jī)燃燒系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖4所示。

(2)火化機(jī)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要通過(guò)上位機(jī)將下位機(jī)采集來(lái)的運(yùn)行參數(shù)及檢測(cè)元件實(shí)時(shí)進(jìn)行處理 ,然后在上位機(jī)上顯示爐膛的溫度值、壓力值、燃料流量、氧氣供風(fēng)量、煙氣含氧量等過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及各部件運(yùn)行狀態(tài)的模擬動(dòng)態(tài)圖形 。圖5為本公司火化機(jī)上位機(jī)的操作界面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的內(nèi)容。

2.4 火化機(jī)進(jìn)尸系統(tǒng)

主要組成包括預(yù)備室中的預(yù)備門、接尸系統(tǒng) 、爐門、冷卻系統(tǒng)等 ,通過(guò)PLC的I/o口開(kāi)關(guān)量控制異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作要求 ,控制原理比較簡(jiǎn)單 ,這里不再贅述。

3PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用SYSMACCP系列可編程控制器CPC1(帶內(nèi)置模擬輸入/輸出端子) ,使用Cx-programmer(在windowS上運(yùn)行的編程軟件) ,功能強(qiáng)大 ,可以完成用戶程序的建立、編輯、檢查、調(diào)試以及監(jiān)控 , 同時(shí)還具有完善的維護(hù)等功能 ,使得程序的開(kāi)發(fā)及系統(tǒng)的維護(hù)更為簡(jiǎn)單、快捷 ?；鸹瘷C(jī)的PLC系統(tǒng)控制流程圖如圖6所示。

4 故障指示及處理

當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時(shí) ,PLC將通過(guò)程序自動(dòng)識(shí)別并判斷該程序是否再機(jī)械執(zhí)行 , 同時(shí)在故障顯示界面中顯示故障的部件名稱及指示標(biāo)志 ,并做記錄存檔 ,方便日后維護(hù)。

火化機(jī)故障診斷界面如圖7所示。

5 結(jié)語(yǔ)

在節(jié)能減排及低碳經(jīng)濟(jì)的大背景下 ,本系統(tǒng)采用的可編程控制技術(shù)和風(fēng)機(jī)變頻技術(shù) ,使火化機(jī)焚燒遺體時(shí)能充分發(fā)揮出最佳燃燒效果 ,不但能使遺體充分燃燒 ,更能延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間 ,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 。采用本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 ,還能減少對(duì)大氣的排放物 ,對(duì)環(huán)境起到保護(hù)作用 ,減少燃料的浪費(fèi) ,節(jié)約資源。