基于PLC的危廢固化系統設計分析論文

2022-09-02 論文

　　摘要：介紹一種基于PLC的全自動危廢固化系統的設計，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，實現長距離全自動控制系統。

　　關鍵詞：PLC；危廢固化；CP243

　　0引言

　　隨著我國經濟的發展，社會各界越來越重視對環境的保護，化工企業伴隨著生產而產生的各種危險廢料，如不經過適當的處理，會對環境造成重大的破壞。危廢固化系統是選用某種適當的添加劑與化工企業生產產生的重金屬廢物，如：殘渣、飛灰、污泥、廢電池等粉狀、粒狀及污泥類物質混合，使其發生某種物理或化學變化，將其轉變為低溶解性、低遷移性及低毒性物質的穩定化過程,即在危險廢物中加入某些添加劑，將其轉變為緊密固體的固化過程。處理過程主要選用藥劑法、水泥法和石灰法進行處理，對廢物和介質按一定比例進行強制性攪拌，使其發生化學作用，從而使有害廢物變成惰性物質，進而達到減量化，無害化處理的環保目的。

　　1系統組成

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

　　2硬件設計

　　系統硬件主要由骨料輸送系統、藥劑儲存輸送系統、粉料儲存輸送系統以及攪拌機組成。粉狀物料是由泵車輸送至粉料儲倉內。在廢物通過裝載機導入配料機儲存斗并經皮帶秤計量后，控制系統按先前輸入的配合比發出指令，同時計量各種其他粉料。與此同時開啟水路系統、藥劑系統、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，檢驗合格后送入到填埋場進行安全填埋。系統采用西門子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模塊作為因特網通訊模塊。各點的分布情況.系統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的初始化、接收預置參數、調用流量計讀數程序、拉壓傳感器讀數程序、輸出繼電器參數。

　　3．2流量計讀數程序功能

　　當外加藥劑管道控制閥打開時，流量計開始讀數，因為采用的是4~20mA信號，需要減去4mA的系統誤差，即6400的數字量。實時采集的數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拉壓傳感器讀數程序

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

　　4結語

　　系統通過PLC的控制，根據用戶的設置可以實現全流程自動化運行。操作員根據廢料的化學成分選擇合適的藥劑配方，啟動系統自動運行程序后，操作員只需遠程監控該系統的運行情況。系統選擇CP243-1作為通訊模塊，通訊距離可達100m以上，使得監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中的應用[J].機械制造與自動化,2013(5):194-197.