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PLC在固定污染源烟气连续排放监测系统的应用
[正文]:1 引言目前，我国酸雨面积占我国国土面积的三分之一，环境形势十分严峻，加大环境保护力度，控制污染源排放量，特别是so2的排放量，是目前环境保护工作的重中之重。
国家环保总局出台了政策，对排放量20吨以上排量的锅炉必须安装烟气监测系统，我公司研制的cems固定污染源烟气连续排放监测系统具有世界水平，自动化程度高，真正实现无人职守，是远程通讯传输数据的监测系统。
可编程控制器(plc)是专为工业环境下应用而设计的工业控制平台，已经成为电气控制系统中应用最为广泛的核心位置，它不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完成各种顺序或定时的闭环控制功能，并且抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、体积小，能在恶劣环境下长时间、不间断运行，且编程简单，维护方便，并配有各类通讯接口与模块处理，可方便各级连接。
2 固定污染源在线监控系统根据国家标准《固定污染源排放烟气连续检测系统技术要求及监测方法》，固定污染源在线监测系统监控部分采用典型的两级监控方式。
上位机以标准的工业控制计算机(ipc)作为主要的人机界面(human-machine interface)，为生产管理级，完成对下位机的监控、生产操作管理等，主要面向操作人员;下位机由ge fanuc的micro型号plc构成，为基础测控级，完成生产现场的数据采集及过程控制等，面向生产过程。
自行设计的软件是一个监控管理系统，它真实的将监控过程中的数据显示、记录、打印以及通过网络传送等功能集成为一体。
2.1 系统控制要求概述(1) 在监测过程中，存在许多的物理量，如压力、温度、流量等模拟量参数。
需要通过plc对这些参数进行实时采集和处理。
(2) 系统监测过程的状态显示，即将整个监控系统中，传感器、分析仪等的状态进行监控显示，如故障、报警等状态的显示。
(3) 系统反吹清扫装置的自动控制。
采样系统和皮托管由于长期处于烟囱里面，环境恶劣，容易在进口处聚集灰尘，所以必须定时用压缩空气进行吹扫。
通过plc方便的控制电磁阀的开关来进行反吹。
根据以上的控制要求，下面我们将详述为满足固定污染源在线监控系统所需要的硬件和软件组态。
2.2 系统硬件组态为了满足上面提到的固定污染源再现监控的控制要球，系统采用了ge fanuc的micro型号plc，根据系统控制的i/o点数以及考虑以后的扩展功能等要求，我们选择了以下硬件配置:(1) 研华的工业控制计算机(ipc)，操作系统为windows 2000 professional，采用pentium ⅳ处理器，2.66ghz主频，256m内存，40g硬盘;(2) ge fanuc的micro plc ic200udr005主模块;(3) ge fanuc的micro plc的模拟/数字量模块ic200uex636 2块;(4) ge fanuc的micro plc的输入输出扩展模ic200uex011 1块;组态的主要工作是完成硬件型号参数设置、通讯模式选择、设定地址、传输方式、数据通讯方式等。
使用ge fanuc的micro plc专用编程软件versapro进行组态。
具体的组态过程是这样的:打开versapro，进入view下面的hardware configuration，创建一个组态文件或者是打开一个已存在的文件。
或者选中某个已存在的文件的hardware configuration并双击，打开硬件组态程序hwc，根据上面所选的硬件进行组态，基于硬件的组态图如图1所示:
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3 软件组态在本系统中，上位机使用自行设计的监控软件，下位机使用versapro进行编程实现。
下面分两部分进行介绍软件组态。
3.1 上位机软件组态在上位机中软件设计中主要包括了以下几个内容:(1) 数据图2显示: 如图所示，监控界面中显示了系统监控过程中的各项数据，并且将各项数据按照不通的颜色在平面坐标系中显示，能让人非常形象的查看到实时数据。
(2) 监控数据的状态显示对于监控的数据都设置有上限，如果监测数据超限，系统的监测画面中能够显示处超限报警的图示，易于操作者及时调整设备。
系统对于监控的仪器状态是否正常也有显示。
(3) 设备控制监控程序能够对系统的一些设备进行手动控制，比如分析仪的手动标定就能够通过软件打开电磁阀然后进行手动标定。
反吹控制也能够通过软件手动打开电磁阀，手动进行采样和皮托管的反吹。
3.2 plc编程系统控制软件由一个主程序组成的，它是以ge fanuc的micro plc所使用的versapro编程软件为开发环境，采用的是梯形图方式编程。
plc的一个显著特点就是进行逻辑控制，可以把这种控制有效的应用在处理模拟量数据中，如模拟量数据的采集与变送。
对于象温度、压力、流量等这样的模拟量输入输出参数必须实时在线采集和测量，检测部分由一次仪表构成，即测量温度的热电偶或热电阻，测量流量的皮托管，测量压力的电动差压变送器或压力变送器等。
信号处理部分包括变送器、转换器、变换器等，作用是将传感器的输出信号进行放大、线性化、转换等处理后，变换成标准信号输出给plc,在本文中经过变送器转换的信号为4~20ma的标准的电流信号输出。
4 结束语本文讨论了基于plc的固定污染源在线监控系统的设计与实现。
本控制系统已在实际使用中得到了检验，能够连续的监测固定污染源排放的各种数据。
在该系统中plc控制充分发挥了其配置灵活、控制可靠、编程方便和可现场调试的优点，给整个系统的稳定性带来较大的益处。
这种方法对其它生产线或设备的控制有一定的参考作用。
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