引言

可编程逻辑控制器（PLC）是八十年代发展起来的新一代工业控制装置，是自动控制、计算机和通信技术相结合的产物，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。

由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和运行的长周期连续性，使PLC在设计上有自己独特的特点：可靠性高，适应性广，具有通信功能，编程方便，结构模块化。

在现代集散控制系统中，PLC已经成为一种重要的基本控制单元，在工业控制领域中应用前景极其广泛。

1.系统概况

大庆石化公司化工一厂火炬系统是在生产装置紧急停车的情况下，需要对紧急排放的气体进行燃烧的安全保护性装置，同时也用来燃烧生产过程中排放的有毒废气。

1.1工作过程

当燃气排放时，火炬总管内的流量信号升高到给定值时，系统认为有燃气向火炬排放，由PLC+PC计算机等组成的控制系统，控制高压发生器和调理器输出高电压，使高空点火器内的电梯发生装置产生面状电弧火源，并打开高压燃气电磁阀向高空点火器内喷入燃气，同时与空气混合被点燃，自高空点火器顶部喷出火焰，并引燃火炬顶部的排放燃气。

火炬点燃后，由火炬火焰遥测器探得火焰信号，反馈给控制系统，停止向高空点火器供给高压电和燃气，点火过程完成，系统处于监控状态。

当因某种原因，火炬自动熄灭，排放燃气依然存在时，系统将自动重新点火，以保证火炬点燃。当火炬点燃后，火炬顶部的消烟蒸汽也同时投用。系统将自动打开消烟蒸汽管道上的蒸汽控制阀，若火炬熄灭，系统会自动关闭蒸汽调节阀，接通氮气。火炬排放气如果停止排放，或排放很少，火炬可能熄灭，氮气将自动引入火炬筒内，火炬点燃时自动切断氮气。

2.控制系统配置流程图

控制系统的逻辑程序是按照自动点火系统的工艺特征、电发弧特性、燃气特性、安全要求、输入/输出参数等综合因素统筹考虑而设计的如图1所示。

3.硬件组成

3.1操作站硬件配置如图2。

*CPU 1G
*内存 256M
*硬盘 40G

3.2 PLC硬件配置

*CPU单元 C200HS-CPU21-E
*CPU底板 C200H-BC101-V2
*开关量输入单元C200H-ID212
*模拟输入单元C200H-AD002

图2 硬件配置图

*继电器输出单元C200H-OC225
*通讯接口 RS232

I/O点分配：

开关量输入：16路
开关量输出：16路
模拟量输入：隔离输入8路（可扩16路）
模拟量输出：8路

4.软件配置

*操作系统 Windows NT4.0
*系统软件 TAL-401.PLC
*应用软件 WINMAKER V4.01

4.1系统软件功能特点

TAL-401.PLC支持软件是基于Windows3.1/95，支持梯形图和助记符的编程工具，它充分利用Windows GUI 功能，大量使用通俗易懂的显示，更有效的剪贴操作和鼠标操作。

PLC面向现场的模拟量输入输出设备和各种开关量的输入输出设备，实现数据的采集、运算及各种逻辑动作的实时控制。

PLC在脱离PC机的情况下依然能够正常运转进行实时控制，一些运行结果、特征标记、采集的数据值和运算结果都存入PLC相应的存储单元，等待PC机取出。

PLC接受PC机的命令，通过计算机实施点火操作。

软件特点：

－在线状态中可以编写程序。
－对应于丰富的SYSMAC 机器：适用于SYSMAC C系列到CVM1/CV 系列的机器。
－可以读出并编写用欧姆龙DOS版支持软件（CV支持软件、SYSMAC 支持软件等）编写的程序。
－在多重窗口下可同时编写多个程序，由此可以高效地编写程序。
－可以进行指令、I/O名称、I/O指令、行指令的部分查找，还可以查找、替换I/O编号、DM 等内容。

4.2应用软件WINMAKER V4.01

可实现如下功能：

-可以在WIN95；98；2000；NT平台上安装。
-面向PLC，具有很强的编辑功能。
-可以采集PLC中的数据，也可修改PLC中的内容。
-可以进行画面、曲线、显示点、报警、控制等功能的编辑。
-可以对各种给定参数进行修改。
-实现系统连接控制和程序控制之间的切换。
-按国际标准显示系统模拟流程画面。
-显示系统操作画面和参数调整画面。
-显示报警画面。
-显示数据报表画面
-打印显示画面、设置参数和报表等

5.系统实现的功能

5.1操作功能

1.动点火：实现半自动、全自动、硬手动点火的控制与显示。
2.停止点火：控制高压电相关设备和某些工艺参数的接通与断开。
3.试报警：实现点火失败的报警系统。
4.消报警：确认报警。
5.打印画面：打印各种即时报表，操作信息，历史曲线。

5.2显示功能

1、 显示流程图如图3。
2、 显示当前参数曲线。
3、 显示历史趋势。
4、 显示过程即时值。
5、 显示积算器记录。
6、 显示记录查询。

5.3门槛设置

1、 设定燃气排放压力启动点火门槛。
2、 设定火炬火焰，确定燃烧的门槛。
3、 设定高空点火器门槛。

5.4时间设定

1、 设定点火持续时间。
2、 设定送燃气时间。
3、 设定火焰确认时间。
4、 设定点火次数。
5、 设定超前送高压时间。
6、 设定再次点火间隔时间。

6.编程步骤

编制一个PC控制程序的基本步骤如下，如图4：

1、确定被控制系统必须做哪些事情及完成的顺序；

2、分配输入和输出设备到PC的I/O位。也就是决定哪些外部设备将发送信号到PC和哪些设备从PC接收信号；

3、使用继电器梯形符号，画出梯形图以描述所需操作规程的顺序和他们之间的内部关系；

4、如果用编程器，应把梯形图符号转换为记忆符指令代码，使程序逻辑能够被输入到CPU；

5、对程序的错误进行检查；

6、调整程序以纠正错误；

7、运行程序并测试执行中的错误；

8、再次调整程序以纠正错误。

7.投用效果

该PLC火炬自动点火系统自2005年6月投用以来，目前使用状况良好，运行稳定，可实现火炬在线自动点火，即在没有废气排放时熄灭火炬长明灯。该系统克服了人工点火、长明灯点火和一般电打火的缺陷，采用独特的电梯发弧方式和远距离遥测火炬火焰，以PLC+PC组成主控器，实现了火炬点火安全可靠，为我厂全面回收装置废气，彻底消灭火炬长明灯提供了安全可靠的保证。

参考文献

[1>曹体友.PLC火炬自动控制器的设计及应用.自动化仪表，2002（4）
[2>何华堂.GF-1型工业炉电子自动点火装置.炼油化工自动化，1992（2）