本實用新型涉及工業(yè)自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于旋窯煙氣的復(fù)合脫硫自動控制裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，采用工業(yè)控制計算機和PLC的組合實現(xiàn)類似車間級計量機自動控制，雖然工控機本身具有豐富的軟硬件資源，開發(fā)也較為方便，人機界面優(yōu)良，然也存在很多不足之處，其硬件方面：PC機高速主頻及大容量存儲器必然降低了系統(tǒng)的可靠性及安全性，且無電源監(jiān)視及看門狗電路，缺少大容量不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲器。在軟件方面：工控機提供的是以非搶占事件（消息）驅(qū)動為特征的多任務(wù)操作系統(tǒng)，它強調(diào)的是設(shè)備的無關(guān)性，對系統(tǒng)底層設(shè)備采取屏蔽措施，這會造成系統(tǒng)難以快遞響應(yīng)外部事件，尤其在車間級的現(xiàn)場控制，一般工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境差，干擾因素多，易造成死機等問題。

現(xiàn)有技術(shù)的旋窯煙氣脫硫為水劑脫硫，不但脫硫效果差、效率低，而且脫硫費用高，還容易造成環(huán)境的二次污染。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而設(shè)計的一種復(fù)合脫硫自動控制裝置，采用與主機連接的粉料和水劑的變頻控制回路，將采集的粉劑和水劑流量信號，通過隔離D/A轉(zhuǎn)換器輸至變頻器，實現(xiàn)粉料和水劑流量的閉環(huán)控制，使各給料量穩(wěn)定在給定值上，實現(xiàn)高精度同步復(fù)合脫硫的自動控制，實時性好，可靠性高，具有良好的人 機界面功能及豐富的軟件資源，便于用戶開發(fā)使用，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，尤其適用于環(huán)境較差的生產(chǎn)現(xiàn)場使用。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種復(fù)合脫硫自動控制裝置，包括遠(yuǎn)程控制主機、觸摸屏、PLC控制器的水劑泵、輸送絞刀、粉劑料位、粉劑料罐、水劑液位和水劑罐，其特點是水劑泵由水劑變頻器、485隔離模塊、流量計、模似量輸出模塊、第一模似量隔離模塊、模似量輸入模塊和第二模似量隔離模塊構(gòu)成水劑流量的閉環(huán)控制；輸送絞刀由粉料計量智能控制儀、智能數(shù)字采集器、拉力傳感器、速度傳感器、計量絞刀、D/A轉(zhuǎn)換器、粉劑變頻器和給料絞刀構(gòu)成粉劑流量的閉環(huán)控制；

所述速度傳感器和拉力傳感器將計量絞刀的流量信號經(jīng)智能數(shù)字采集器接入粉料計量智能控制儀，其輸出的控制值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器接入粉劑變頻器以調(diào)整給料絞刀的輸送量，并由計量絞刀經(jīng)輸送絞刀將粉料送出；

所述第二模似量隔離模塊將二氧化硫量檢測儀和氧含量檢測儀采集的二氧化硫和氧含量與流量計、水劑液位和粉劑料位采集的流量信號經(jīng)模似量輸入模塊接入PLC控制器，其輸出的控制值經(jīng)模似量輸出模塊、第一模似量隔離模塊接入水劑變頻器以調(diào)整水劑泵的輸水量。

所述計量絞刀為數(shù)個拉力傳感器以全懸浮設(shè)置。

所述粉劑料罐分別與給料絞刀和粉劑料位連接。

所述水劑罐分別與水劑泵和水劑液位連接。

所述觸摸屏連接分別與PLC控制器、粉料計量智能控制儀、遠(yuǎn)程控制主機以及經(jīng)DP轉(zhuǎn)換模塊的DCS系統(tǒng)連接。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有良好的人 機界面功能及豐富的軟件資源，全生產(chǎn)工藝集散控制，使粉料和水劑的給料量穩(wěn)定在給定值上，實現(xiàn)高精度、低成本同步復(fù)合脫硫的自動控制，脫硫效果好，控制系統(tǒng)的實時性好，可靠性高，抗干擾能力強，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，為高效、低成本、高穩(wěn)定性復(fù)合脫硫的自動控制裝置，尤其適用于環(huán)境較差的生產(chǎn)現(xiàn)場使用。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型具體運用示意圖。

具體實施方式

參閱附圖1，本實用新型包括遠(yuǎn)程控制主機1、觸摸屏2 、PLC控制器3（西門子S₇-200)、粉料計量智能控制儀4、DP轉(zhuǎn)換模塊5（MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS模塊）、DCS系統(tǒng)6、智能數(shù)字采集器108、拉力傳感器109、速度傳感器110、計量絞刀111、D/A轉(zhuǎn)換器112、粉劑變頻器113、給料絞刀114、水劑變頻器120、水劑泵121、輸送絞刀123、485隔離模塊124、模似量輸出模塊126、第一模似量隔離模塊127、模似量輸入模塊128、第二模似量隔離模塊129、二氧化硫檢測儀131、氧含量檢測儀133、粉劑料位136、粉劑料罐137、水劑液位138和水劑罐139，

所述水劑泵121由水劑變頻器120、485隔離模塊124、流量計125、模似量輸出模塊126、第一模似量隔離模塊127、模似量輸入模塊128和第二模似量隔離模塊129構(gòu)成水劑流量的閉環(huán)控制；所述輸送絞刀123由粉料計量智能控制儀4、智能數(shù)字采集器108、拉力傳感器109、速度傳感器110、計量絞刀111、D/A轉(zhuǎn)換器112、粉劑變頻器113和給料絞刀114構(gòu)成粉劑流量的閉環(huán)控制；所述速度傳感器110和拉力傳感器109將計量絞刀111的流量信號經(jīng)智能數(shù)字采集器108接入粉料計量智能控制儀4，其輸出的控制值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器112接入粉劑變頻器113以調(diào)整給料絞刀114的輸送量，并由計量絞刀111經(jīng)輸送絞刀123將粉料送出；所述第二模似量隔離模塊129將二氧化硫量檢測儀131和氧含量檢測儀133采集的二氧化硫和氧含量與流量計125、水劑液位138和粉劑料位136采集的流量信號經(jīng)模似量輸入模塊128接入PLC控制器3，其輸出的控制值經(jīng)模似量輸出模塊126、第一模似量隔離模塊127接入水劑變頻器120以調(diào)整水劑泵121的輸水量。

參閱附圖2，本實用新是這樣使用的：將二氧化硫量檢測儀131和氧含量檢測儀133接入旋窯8的上升煙道，相關(guān)設(shè)備啟停及狀態(tài)118經(jīng)隔離中間繼電器117和開關(guān)量輸出模塊116接入PLC控制器3，脫硫的粉料由輸送絞刀123入旋窯8，脫硫的水劑由水劑泵121經(jīng)流量計125加入旋窯8。觸摸屏2采用MODBUS通訊方式與PLC控制器3（西門子S₇-200）連接，實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳送；觸摸屏2通過光纖收發(fā)器以MODBUS通訊與遠(yuǎn)程控制主機1連接，實現(xiàn)裝置的遠(yuǎn)程控制；同時觸摸屏2采用MODBUS通訊與DP轉(zhuǎn)換模塊5連接，由DP轉(zhuǎn)換模塊5采用PROFIBUS通訊方式并入各DCS系統(tǒng)6，實現(xiàn)裝置的另一種遠(yuǎn)程控制。所述觸摸屏2采用MODBUS通訊協(xié)議與粉料計量智能控制儀4連接，并將拉力傳感器109和速度傳感器110采集計量絞刀111的流量信號經(jīng)智能數(shù)字采集器108接入粉料計量智能控制儀4，完成粉料計量的信號采集。

所述觸摸屏2經(jīng)粉料計量智能控制儀4與D/A轉(zhuǎn)換器112連接，粉劑變頻器113將D/A轉(zhuǎn)換器112的轉(zhuǎn)換信號接入給料絞刀114，給料絞刀114經(jīng)計量絞刀111和輸送絞刀123輸出，實現(xiàn)粉劑定量給料流量閉環(huán)控制的粉劑脫硫。

所述PLC控制器3（西門子S₇-200）采用MODBUS通訊與模似量輸入模塊128連接，并通過第二模似量隔離模塊129采集水劑液位138、粉劑料位136以及二氧化硫檢測儀131、氧含量檢測儀氧含量132的二氧化硫和氧含量參數(shù)的實測值；PLC控制器3（西門子S₇-200）與模似量輸出模塊126采用MODBUS通訊連接，并通過第一模似量隔離模塊127輸出（0～20mA），控制水劑變頻器120的變頻輸出以控制水劑泵121的流量，流量計125將檢測到的流量實際值通過485隔離模塊124采用MODBUS通訊傳送到PLC控制器3（西門子S₇-200）構(gòu)成水劑流量控制閉環(huán)，水劑泵121送出的水劑經(jīng)水壓力表進(jìn)入旋窯8的上升煙道進(jìn)行水劑的脫硫。

本實用新型是這樣實現(xiàn)高精度同步復(fù)合脫硫的自動控制：

（一）、調(diào)速絞刀定量給料機的實施

在計量絞刀111上各安裝三只拉力傳感器109，使計量絞刀111處于全懸浮狀態(tài)，在其動力輸出軸上安裝速度傳感器110，檢測其運行速度，這兩種信號由智能數(shù)字采集器108采集，經(jīng)其放大轉(zhuǎn)換處理后，通過MODBUS通訊讀入粉料計量智能控制儀4，經(jīng)控制器控制算法（PID）運算后輸出控制值，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器112至粉劑變頻器113，控制給料絞刀114調(diào)整給料量，至計量絞刀111瞬時流量穩(wěn)定在給定值上。由于給料絞刀114和計量絞刀111分體獨立配置，實現(xiàn)在線自動較零十分方便，且計量絞刀111處于全懸浮狀態(tài)，因此，該粉料計量系統(tǒng)穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠，為高效脫硫效果打下了良好基礎(chǔ)，計量絞刀111送出的粉劑經(jīng)輸送絞刀123，進(jìn)入旋窯8完成粉劑脫硫。

（二）、PLC控制器3采用MOBDUS通訊方式經(jīng)485隔離模塊124讀取流量計125的水劑流量瞬時值，根據(jù)當(dāng)前的瞬時水劑流量值，PLC控制器3進(jìn)行閉環(huán)控制計算（PID），輸出控制值（0～20mA），至模似量輸出模塊126，又經(jīng)第一模似量隔離模塊127至水劑變頻器120，控制水劑泵121，使瞬時水劑流量值穩(wěn)定在給定值上，由于水劑流量采樣及輸出控制電流都采用了隔離模塊，信號穩(wěn)定準(zhǔn)確。

（三）、根據(jù)二氧化硫檢測儀131的實測煙氣中的在線二氧化硫含量（電流信號0～20mA），通過第二模似量隔離模塊129進(jìn)入模似量輸入模塊128，由PLC控制器3采用MODBUS通訊方式，從輸入模塊128讀入當(dāng)前煙氣中的含硫量進(jìn)行分析，PLC控制器3以純滯后系統(tǒng)超前控制算法結(jié)合經(jīng)驗公式運算后，計算出粉劑和水劑的給定值，并發(fā)送到粉料計量智能控制儀4調(diào)整相應(yīng)粉劑和水劑的流量，使煙氣中的含硫量達(dá)到國家環(huán)保部門允許的SO₂排放量≤200mg/M³的目標(biāo)范圍之內(nèi)。由于在工業(yè)生產(chǎn)過程中，受原材料含硫量波動較大的影響，以及工藝生產(chǎn)過程中的影響，導(dǎo)致煙氣中的含硫量變化較大，以實施二氧化硫閉環(huán)控制算法必須在實踐中總結(jié)經(jīng)驗不斷修正控制算法，使該控制裝置能更快更穩(wěn)定地達(dá)到≤200mg/M³的二氧化硫排放量。

本實用新型采用MODBUS通訊和粉料計量控制儀以及PLC控制器3、DP轉(zhuǎn)換模塊5和DCS系統(tǒng)6完成控制裝置的相關(guān)數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)顯示等任務(wù)，并通過觸摸屏2人機界面，顯示全裝置模似實況圖以及用觸摸方式實現(xiàn)人機對話，輸入或修改相關(guān)數(shù)據(jù)及發(fā)送各種命令等，觸摸屏2作機旁控制站使用。PLC控制器3（西門子S₇-200）采用MODBUS通訊方式與開關(guān)量輸入輔出模塊116連接，并通過隔離中間繼電器117實現(xiàn)計量絞刀111、水劑變頻器120、水劑泵121、輸送絞刀123的備妥、運行、故障、啟、停等開關(guān)量信號的輸入及輸出控制。所述觸摸屏2采用MODBUS通訊與DP轉(zhuǎn)換模塊5連接，并通過DP轉(zhuǎn)換模塊5用PROFIBUS通訊方式和和DCS系統(tǒng)6連接，實現(xiàn)該裝置的遠(yuǎn)程控制，或通過MODBUS通訊和遠(yuǎn)程工控機連接實現(xiàn)獨立遠(yuǎn)程控制。所述粉料計量智能控制儀4采用MODBUS通訊方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，拉力傳感器109和速度傳感器110將采集的計量絞刀111的流量信號（重量和速度信號）接入粉料計量智能控制儀4，其輸出的控制值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器112輸出至粉劑變頻器113實現(xiàn)流量閉環(huán)控制。由于計量絞刀111采用全懸浮稱量方式，獨立的絞刀給料機，實現(xiàn)了在線自動校零功能，該調(diào)速絞刀定量給料系統(tǒng)實現(xiàn)了穩(wěn)定，精確的粉劑計量，根據(jù)流量的需要可采用二套調(diào)速絞刀定量給料機。所述PLC控制器3為西門子S₇-200采用MODBUS通訊方式，通過隔離中間繼電器117和開關(guān)量輸出模塊116控制復(fù)合脫硫系統(tǒng)相關(guān)機械設(shè)備的啟停及采集相關(guān)設(shè)備狀態(tài)118。采用MODBUS通訊方式連接模似量輸入模塊128經(jīng)485隔離模塊124采集該裝置相關(guān)檢測儀表信號。所述PLC控制器3采用MODBUS通訊方式連接模似量輸出模塊126，并由第一模似量隔離模塊127通過水劑變頻器120控制水劑泵121流量的控制，并由流量計125實現(xiàn)水劑流量采集，完成水劑的閉環(huán)控制。

本實用新型采用MCGS組態(tài)軟件和以單片機為基礎(chǔ)的主控系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換（BODBUS通訊），實現(xiàn)多功能模塊之間的數(shù)據(jù)交換，大大改善了人機界面性能，這種獨特的設(shè)計理念既能滿足了控制系統(tǒng)的實時性要求，具有控制系統(tǒng)的可維修性好，抗干擾能力強，可靠性高。本復(fù)合脫硫采用粉劑和水劑共同脫硫，為實現(xiàn)成本更低、效果更好的脫硫技術(shù)，提供了一套高效，高可靠、高穩(wěn)定性的自動控制的復(fù)合脫硫裝置，尤其適合于環(huán)境差的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)用。

以上只是對本實用新型做進(jìn)一步說明，并非用以限制本專利，凡為本實用新型等效實施，均應(yīng)包含于本專利的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。