引言

當今時代 ,科技成果不斷應用于各個領(lǐng)域 ,計算機系統(tǒng)也已經(jīng)在火化機的運行和監(jiān)測過程中得到使用 。火化機傳統(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(shè)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(shè)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(shù)據(jù) ,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(shù)據(jù)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(zhuǎn)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(nèi)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(jù)差壓變送器采集到的爐膛負壓 ,通過轉(zhuǎn)換控制變頻器的輸出頻率使引風機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化 ,而引風機引風量的變化使爐膛內(nèi)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(nèi)負壓控制在設(shè)定值范圍內(nèi)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(chǎn)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(nèi)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(guān)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(diào)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(diào)節(jié)供油和供氧開度的大小 ,實現(xiàn)當爐膛內(nèi)的溫度過高或過低時 ,PLC立即發(fā)出指令進行調(diào)節(jié) ,這樣就能使爐膛內(nèi)的溫度維持在設(shè)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(guān)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(nèi) ,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 。火化機燃燒系統(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(shù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的內(nèi)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(guān)量控制異步電動機的正反轉(zhuǎn)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(shè)計

本設(shè)計采用SYSMACCP系列可編程控制器CPC1(帶內(nèi)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(diào)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 ?；鸹瘷C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(jié)語

在節(jié)能減排及低碳經(jīng)濟的大背景下 ,本系統(tǒng)采用的可編程控制技術(shù)和風機變頻技術(shù) ,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(shè)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。