基于PLC控制的圆盘真空脱水机

2016-08-16山西中北大学机械与动力工程学院丁爱国赵奇

河北农机 2016年1期

山西中北大学机械与动力工程学院　丁爱国　赵奇

基于PLC控制的圆盘真空脱水机

山西中北大学机械与动力工程学院丁爱国赵奇

为解决脱硫石膏的再利用问题，使用圆盘真空脱水机对脱硫石膏进行脱水处理。依靠西门子S7-200 smart和西门子系列触摸屏对圆盘真空脱水机进行控制，以实现该系统的自动化运行，并对其运行状态及相关参数进行监控，以实现参数的在线修改。人机交互界面的使用大大提高了该系统的灵活性及安全性。

圆盘真空脱水机；PLC；人机交互；状态监控

引言

随着生活质量的提高，环境问题越来越引起人们的关注。二氧化硫作为众多大气污染源中最主要的污染源，带来了主要的环境问题。我国是以煤炭为主的能源消费结构，以煤作为燃料的电站和工业用锅炉，在燃烧过程中会产生二氧化硫等有害物质，对环境造成了极大的影响。而目前对二氧化硫等有害物质的处理主要采用石灰石—石膏脱硫技术，石灰石—石膏法脱硫技术已成为烟气脱硫技术中最为成熟、应用最为广泛的脱硫技术，目前占全球脱硫装机总容量的85%［1］。在资源循环利用的今天，对脱硫的石膏的脱水回收，显得格外有意义。本文阐述利用PLC和西门子系列的触摸屏实现对圆盘真空脱水机运行控制及参数的监控［2～4］。

1圆盘脱水机设备构成及工作原理

1.1圆盘真空脱水机设备构成

圆盘真空脱水机主要由主机部分（机架和浆槽、主驱动轴、卸料装置、盘片板）、搅拌系统、清洗系统、真空系统和控制系统组成，结构如图1所示。

图1　真空系统结构图

1.2圆盘真空脱水机工作原理［5］

传统的烟气脱硫石膏脱水设备，通常采用水力旋流器和真空皮带机脱水系统完成石膏浆液的脱水。从吸收塔排放出来的石膏浆液经过水力旋流器进行一级脱水，经水力旋流器脱水后的石膏浆液一般含水量在50%左右，不能够直接排放，必须经过二级脱水。经真空皮带机脱水系统进行二级脱水后，石膏的含水率降至10%以下。这样不仅减少了脱硫后的二次污染，脱水后的石膏也可以用作建材原材料出售。在整个二级脱水系统中，真空皮带脱水机是脱水系统的核心。其原理如下：通过真空泵抽真空的作用，在滤饼上下表面形成压力差，并以此来挤出水分，达到脱水的目的。通常情况下，对石膏滤饼的Cl-1含量有一定的要求，所以在脱水的同时使用滤饼冲洗水对滤饼进行冲洗，以达到冲洗Cl-1的效果。

2控制系统的设计

2.1硬件配置

为实现脱水流程的无人值守全自动运行，该系统采用西门子PLC-200smart作为控制系统的核心模块；对于不同含水量的石膏，圆盘真空脱水机转轴的速度会有不同的选择，因此采用SINAMICS V20变频器来调节转轴的转速；系统中所用的阀门采用带有反馈信号的电磁阀门，当打开或关闭阀门时，会有反馈信号指示阀门是否打开或关闭，有利于系统的正确运行；真空桶是圆盘真空脱水机的关键部件，保证真空桶内的真空度对于提高产品质量至关重要，采用压力表和压力传感器实时地监控真空桶的真空度，同时还需要一些其他的传感器来监控和控制系统的运行，例如液位传感器等。

2.2工艺流程

在圆盘真空脱水机的工作过程中，把整个工艺流程分为以下几个部分：

（1）脱水阶段；

（2）准备清洗阶段；

（3）清洗阶段；

（4）清洗液排放阶段。

2.3程序编写

程序采用STEP7-MicroWin SMART软件进行编写。编写程序时，根据工艺流程确定所需要的数字量及模拟量，以便选择相应的模块。同时，要正确设置CPU的IP地址。