引言

當今時代 ,科技成果不斷應用于各個領域 ,計算機系統(tǒng)也已經在火化機的運行和監(jiān)測過程中得到使用 ?；鸹瘷C傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)基本是采用手動操作 ,精度無法保證 ,還加大了勞動強度, 因而設計了本文所述PLC系統(tǒng) , 目的在于實現(xiàn)全智能化的控制 ,達到節(jié)能減排的效果。針對火化機的特性 ,該PLC控制系統(tǒng)主要設計用于火化中的負壓控制、溫度控制、燃燒控制及監(jiān)測 , 以及對進尸系統(tǒng)通過機械動作進爐燃燒、出灰冷卻等的控制和監(jiān)測 ,通過與上位機的通信 ,實現(xiàn)全功能的控制、監(jiān)測 ,并獲得數據 ,便于打印、存儲、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(NS系列) 、溫度模塊 、通信模塊CIF- 11等組成 。通過 PLC與上位機采用FSE-RS-232串行數據通信的接口標準連接 ,采集火化機的爐膛負壓、溫度及燃燒器的模擬信號 ,進行相應的E/D轉換 ,傳送給PLC處理 ?；鸹瘷CPLC系統(tǒng)控制簡圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)的控制原理簡介

2. 1 爐膛的負壓控制

本控制系統(tǒng)基于火化機的特性 ,將爐膛負壓作為啟動優(yōu)先級別 。其一 ,控制負壓過低會對遺體焚化的效果造成影響 ,甚至出現(xiàn)正壓 , 導致煙氣蔓延出爐膛外 ,對車間環(huán)境造成污染 ,導致工作人員吸入有害氣體等:其二 ,控制負壓過大會造成爐膛內溫度流失過快 ,造成燃料浪費的同時導致爐膛溫度無法保持上升 ,遺體焚化時間大大延長等 。 因此 ,本系統(tǒng)根據差壓變送器采集到的爐膛負壓 ,通過轉換控制變頻器的輸出頻率使引風機的轉速發(fā)生變化 ,而引風機引風量的變化使爐膛內負壓大小也相應出現(xiàn)波動 ,這樣就能達到通過PLC的指令,使爐膛內負壓控制在設定值范圍內的目的?；鸹瘷C爐膛負壓控制系統(tǒng)簡圖如圖2所示。

2.2 爐膛的溫度控制

溫度控制對火化機的遺體焚化必不可少 。爐膛溫度過低 ,會造成遺體燃燒不充分 ,燃燒時間過長 ,浪費燃料 ,更容易產生二嗯英等有毒有害氣體 ,造成環(huán)境污染:反之 ,溫度過高 ,爐膛內的耐火材料容易出現(xiàn)崩裂分象 , 導致爐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)關鍵在于控制燃燒時的供油量及助氧風機的供風量這兩個重要的因素 ,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現(xiàn)自動調節(jié) , 從而大大降低了火化工的勞動強度 。 PLC通過PSD程序運算 ,控制電控元件調節(jié)供油和供氧開度的大小 ,實現(xiàn)當爐膛內的溫度過高或過低時 ,PLC立即發(fā)出指令進行調節(jié) ,這樣就能使爐膛內的溫度維持在設定值 ,達到最佳的燃燒效果 。爐膛溫度控制系統(tǒng)簡圖如圖3所示。

2.3 燃燒及監(jiān)測系統(tǒng)

(1)火化機的燃燒系統(tǒng)關系到燃料的充分利用 ,是整個焚燒的能量來源 ,如若燃燒不充分 ,大量燃料將積留在爐膛內 ,達到一 定的濃度后就會出現(xiàn)爆燃的嚴重后果 ,這種情況是堅決不允許的 。 因此 ,在燃燒系統(tǒng)的控制中 , 需對燃燒的整個過程進行監(jiān)測控制 ,采用光敏元件對燃燒的火焰進行監(jiān)測 , 當火焰出現(xiàn)異常時 ,PLC將會發(fā)出指令切斷供油系統(tǒng) , 防止事故的發(fā)生 ?；鸹瘷C燃燒系統(tǒng)簡圖如圖4所示。

(2)火化機的監(jiān)測系統(tǒng)主要通過上位機將下位機采集來的運行參數及檢測元件實時進行處理 ,然后在上位機上顯示爐膛的溫度值、壓力值、燃料流量、氧氣供風量、煙氣含氧量等過程的實時數據以及各部件運行狀態(tài)的模擬動態(tài)圖形 。圖5為本公司火化機上位機的操作界面監(jiān)測數據的內容。

2.4 火化機進尸系統(tǒng)

主要組成包括預備室中的預備門、接尸系統(tǒng) 、爐門、冷卻系統(tǒng)等 ,通過PLC的I/o口開關量控制異步電動機的正反轉來實現(xiàn)動作要求 ,控制原理比較簡單 ,這里不再贅述。

3PLC控制系統(tǒng)的設計

本設計采用SYSMACCP系列可編程控制器CPC1(帶內置模擬輸入/輸出端子) ,使用Cx-programmer(在windowS上運行的編程軟件) ,功能強大 ,可以完成用戶程序的建立、編輯、檢查、調試以及監(jiān)控 , 同時還具有完善的維護等功能 ,使得程序的開發(fā)及系統(tǒng)的維護更為簡單、快捷 。火化機的PLC系統(tǒng)控制流程圖如圖6所示。

4 故障指示及處理

當系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時 ,PLC將通過程序自動識別并判斷該程序是否再機械執(zhí)行 , 同時在故障顯示界面中顯示故障的部件名稱及指示標志 ,并做記錄存檔 ,方便日后維護。

火化機故障診斷界面如圖7所示。

5 結語

在節(jié)能減排及低碳經濟的大背景下 ,本系統(tǒng)采用的可編程控制技術和風機變頻技術 ,使火化機焚燒遺體時能充分發(fā)揮出最佳燃燒效果 ,不但能使遺體充分燃燒 ,更能延長設備的使用時間 ,減輕工人的勞動強度 。采用本系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制 ,還能減少對大氣的排放物 ,對環(huán)境起到保護作用 ,減少燃料的浪費 ,節(jié)約資源。