基于PLC的危废固化系统设计分析论文

2022-09-02 论文

　　摘要：介绍一种基于PLC的全自动危废固化系统的设计，详述其软硬件配置及工艺流程。以西门子CP243-1IT作为通讯模块，实现长距离全自动控制系统。

　　关键词：PLC；危废固化；CP243

　　0引言

　　随着我国经济的发展，社会各界越来越重视对环境的保护，化工企业伴随着生产而产生的各种危险废料，如不经过适当的处理，会对环境造成重大的破坏。危废固化系统是选用某种适当的添加剂与化工企业生产产生的重金属废物，如：残渣、飞灰、污泥、废电池等粉状、粒状及污泥类物质混合，使其发生某种物理或化学变化，将其转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的稳定化过程,即在危险废物中加入某些添加剂，将其转变为紧密固体的固化过程。处理过程主要选用药剂法、水泥法和石灰法进行处理，对废物和介质按一定比例进行强制性搅拌，使其发生化学作用，从而使有害废物变成惰性物质，进而达到减量化，无害化处理的环保目的。

　　1系统组成

　　主要由远程监控中心和现地测控单元组成。操作员在远程监控中心可通过工作站监控现场情况并且控制现场的整套执行单元。如果选用自动运行模式，PLC会根据采集的传感器数值自动运行预先设置的工艺流程。

　　2硬件设计

　　系统硬件主要由骨料输送系统、药剂储存输送系统、粉料储存输送系统以及搅拌机组成。粉状物料是由泵车输送至粉料储仓内。在废物通过装载机导入配料机储存斗并经皮带秤计量后，控制系统按先前输入的配合比发出指令，同时计量各种其他粉料。与此同时开启水路系统、药剂系统、粉料仓螺旋，分别将计量后已配置好的物料依次投入搅拌机内进行搅拌，投料顺序依次为固废、飞灰、粉煤灰、药剂和水，在搅拌均匀后再投入水泥，这样的好处是避免药剂中的硫离子争夺水泥中的钙离子、镁离子，提高搅拌效果，降低运行成本。搅拌均匀后开启搅拌机卸料门，卸出固化物到运输车内，检验合格后送入到填埋场进行安全填埋。系统采用西门子S7-200系列的CPU226的PLC作为中央处理单元，并增加了3个232模块作为辅助开关量触点模块，2个EM231模块作为辅助模拟量模块以及1个CP243-1IT模块作为因特网通讯模块。各点的分布情况.系统硬件还包括电磁流量计4个（用于计量各种外加药剂和水的流速及总流量），拉压传感器10套（用于骨料及水泥、飞灰等固体材料的称重计量），振动器5台（用于防止固体材料凝结堵住下料口），磁力泵3台（用于控制药剂管道通断）。

　　3软件设计

　　3．1主控制程序

　　主控制程序主要完成系统的初始化、接收预置参数、调用流量计读数程序、拉压传感器读数程序、输出继电器参数。

　　3．2流量计读数程序功能

　　当外加药剂管道控制阀打开时，流量计开始读数，因为采用的是4~20mA信号，需要减去4mA的系统误差，即6400的数字量。实时采集的数字量与预设值的量程进行运算，可以得出当前流量值，累加流量值可以得出累计值。

　　3．3拉压传感器读数程序

　　拉压传感器在使用前必须先标定数据，采集零点时的数字量和标准重量时的数字量。标定完成后，拉压传感器上有一定重量时，就可以根据采集到的数字量运算出当前重量。

　　4结语

　　系统通过PLC的控制，根据用户的设置可以实现全流程自动化运行。操作员根据废料的化学成分选择合适的药剂配方，启动系统自动运行程序后，操作员只需远程监控该系统的运行情况。系统选择CP243-1作为通讯模块，通讯距离可达100m以上，使得监控室可以远离操作车间，保护操作员不受化工废料的污染。

　　参考文献

　　[1]梁新平，牛晓玲.基于PLC的喷油泵试验台控制系统设计[J].机电一体化,2012(8):84-86

　　[2]徐巍.变频器在污水处理自动控制系统中的应用[J].机械制造与自动化,2013(5):194-197.