1 前 言
在焦化生产的出焦，装煤和熄焦过程中，会产生大量大气污染物，包括煤气和粉尘等。根据国家权威机构统计结果，炼焦污染物在钢铁联合企业中污染物排放比例中，SO2占5.2%，烟尘占5.6%，工业粉尘占17.3%，其排放物仅次于炼铁和烧结，是污染大户。如今环境保护成为我国一项基本国策，而国家环保局出台的《炼焦炉大气污染物排放标准》的实施，使得炼焦污染物的排放控制显得日益重要。本文介绍了PLC控制系统在除尘地面站中的应用，实际运行表明可以有效控制烟气和粉尘的排放量，改善工人工作环境，污染物排放达到环保要求。
2 除尘系统概述
2.1 除尘系统工艺过程简述
焦化污染产生于焦炉的出焦时的推焦过程，装煤时的炉门打开过程和熄焦过程中，主要是含有焦油类物质的煤气和粉尘。就污染程度而言，装煤污染大于出焦污染，出焦污染大于熄焦污染。本文讨论的除尘地面站系统正是针对实际需要所设计的：除尘系统开启后，风机处于低转速，非常阀处于开状态。出焦信号到来后，关闭非常阀，风机提到高转速，由导焦车吸气罩吸人烟尘，经冷却器冷却后，进入袋式除尘器净化，净化后的气体排人大气。装煤信号到来后，打开管道切换阀，关闭非常阀，风机提到中速，烟尘的处理同出焦。装煤结束后，启动脉冲控制仪进行反吹，启动仓壁震动器将布袋灰尘震下，由排灰阀排除到刮板输送机，又经斗式提升机送至粉尘仓，由汽车定时外运。
1.2 除尘系统组成简述
除尘系统由主风机，主风机人口阀，偶合器，非常阀，管道切换阀，蓄热式冷却器，粉尘仓，2台刮
板运输机，1台斗式提升机，10个脉冲袋式除尘器和连接管道等部分组成。其中每个脉冲袋式除尘器对应有1个脉冲控制仪，1个仓壁震动器，2层气动排灰阀。主风机有高，中，低三档转速，对应偶合器的高，中，低三档位置来控制。非常阀是混风装置，在风机为低转速时打开。管道切换阀是煤气切换阀，在装煤过程中打开。
3 计算机控制系统的硬件组成
4 计算机控制系统的软件功能
计算机软件是以WIN2000为平台，采用组态软件WINCC实现以下功能。
3.1 信号处理功能
实现对数字量的输入，输出和模拟量的输入，输出的处理。
3.2 控制功能
实现各设备的顺序逻辑控制，对系统的选择，切换，起点，终点的确定及对系统的运行进行控制和管理。
3.3 其他功能
料仓监视功能：对料仓料满状态监视。
控制级由西门子的S7 - 300系列PLC控制器
构成，设有一主一从两个站，其中除尘地面站为主站，筛焦站为从站，每站配一个CPU，共设有五机架，硬件配置如图l所示：其中主站有三个机架筛焦从站设两个机架。主站配有CPU模块，I/O接口模块，电源模块，12个数字量输入模块，4个数字量输出模块，3个模拟量输入模块，1个模拟量输出模块。操作站工控机有两台，两台工控机之间和两个CPU之间通过通讯电缆连接，打印机用来打印报表和报警。操作站设于筛焦中控室，以便于集中控制。CRT画面显示功能：实现生产过程流程画面，操作画面，设定，报警等画面。
通信功能：实现与上位机，PLC之间的通信。
打印功能：打印报表，报警。
报警功能：设定优先级，实现事故报警。
4 除尘系统PLC编程
按照功能分类的思想，将程序分为四个部分。
4.1 系统启动
由于除尘只有一种方式，只须按工艺流程，实现设备的循环启动。在启动之前，首先判断模拟量条件和启动三条件是否满足，是则发出启动指令。因为偶合器是模拟量控制的，因此在程序中采用直接输出模拟量的方法去调节风机转速，根据需要标定高，中，低三档转速。一旦调好转速，则输出的模拟量不再改变。在出焦过程中风机处于高速，装煤过程中风机处于中速，其余时候风机处于低速。流程如图3所示。
4.2 集中停止
正常手动停止或某些轻度故障自动停机的方式。先停主风机，经过一段时间后，停脉冲控制仪，仓壁震动器，排灰阀，刮板运输机。当所有设备处于停止状态时，系统就处于停止状态。此时应注意将偶合器降至低位，关闭主风机人口阀，打开非常阀，作为下一次系统启动的三个先决条件。
4.3 一起停止
紧急手动停止或某些重故障自动停机的方式。当系统出现紧急状况时，采用此种停止方式，可以很快使系统处于停止状态。
4.4 模拟量处理
由于除尘系统存在大量模拟量，且模拟量要不论系统启动与否一直处于监视状态，因此单独划为一块。偶合器的位置判断也在此功能中。
5 WINCC程序编制
由于PLC程序集中于设备控制功能，要实现全面的自动控制功能，良好的人机界面，采用 WINCC组态的上位机需要编程如下几个部分：
5.1 画面：实时监视，方式选择，模拟量显示，控制系统起停，提供各种查询窗口。
5.2 报警：归档报警变量，实现报警查询和实时报警。
5.3 历史：归档过程变量，实现设备起停时间查询。
5.4 报表：实现报警报表和设备开停时间报表的导出保存和打印。
6 结束语
自除尘系统投入运行以后，除尘效率非常高，工作环境大为改善。此除尘系统可供装煤或筛焦二环节共同使用或单独使用，区别仅在于除尘环节的安排位置，程序改动十分方便，适应性强。计算机两级过程控制除尘地面站系统，具有良好的控制性能，友善的人机界面，适合广泛应用于焦化厂的除尘控制。
