电厂化学加药毕业论文.doc

重要提示：各类电子文档标准格式中的说明（用蓝色或红色字体表示），在参阅后请自行删除（包括本提示），黑色字体的内容全部保留！l 毕业设计说明书(论文)打印格式(供理学、工学学科学生用) （A4纸型）毕业设计说明书(论文)作 者： 学 号： 院 系： 专 业： 题 目： 指导者： (姓 名) (专业技术职务)评阅者： (姓 名) (专业技术职务)2008 年 6 月 长 春摘 要本课题根据大唐长山热电厂扩建工程1×660MW超临界机组项目的招标技术文件的技术要求，设计一套加药系统。具体系统为自动加磷酸盐、加氨、加联氨和加硫酸系统。对本装置的设计应实现如下功能：（1）装置的加药量准确、及时。（2）装置所配置的分析仪表应能实现微机监控，连续及时地进行数据采集和处理。（3）装置应具备较完善的切断药品和锅炉运行同步的功能，同时能保护设备以及有自动报警等功能。由此而设计的自动加药系统，利用AutoCAD制图方法制作自动加药装置系统图、装置电气原理图、及装置平面布置图等。关键词：自动加药系统；变频控制；微机控制 ABSTRACTSubject this directed primarily to thermal power plant heating power system at present to steam high requirement and one intact automatic medicine system that design of quality. According to Datang Power Plant 1*660 MW technical requirement that " call for bid technological file " that power plant offer, design a set of medicine systems. The concrete system, in order to add phosphate , add ammonia , add and unite the ammonia and add Sulfate system automatically. The design of this device should realize the following function : (1) The medicine amount of adding of the device is accurate, in time.(2) The analysis instrument that the device disposes should be able to realize the computer controls, gather and deal with the data in time continuously.(3) Device should possess cutting off medicines and boiler operate function that move ahead simultaneously complete, can protect functions such as the apparatus and having autoalarm ,etc. at the same time. Automatic medicine system designing therefrom, utilize AutoCAD make maps method make , add medicine device systematic picture automatically , device electric principle picture , and device level assign , pursue.Keywords: the automatic medicine system; Frequency control; computer control目 录摘 要IABSTRACTII目 录III第1章 绪 论11.1 课题背景与意义11.1.1 中国电力行业当前形势11.1.2我国火电厂加药系统现状21.1.3 自动加药系统装置类型及结构31.2设计目的及概况51.2.1 电厂概况51.2.2 设计和运行条件6第2章 火电厂自动加药系统设计基础102.1 火电厂自动加药系统设计化学基础102.1.1 协调pH磷酸盐处理102.1.2 氨处理112.1.3 联氨处理122.1.4 加酸处理152.2 加药系统控制基础162.2.1 PLC的工作原理162.2.2 PLC系统182.2.3电厂具体配置182.2.4 变频调速技术及变频调速器的工作原理20第3章 火电厂自动加药系统选材及图纸设计223.1 火电厂自动加药系统选材223.1.1 火电厂自动加药系统的组成223.1.2 系统自动控制方式及选材233.2 自动加药系统图纸框图设计413.2.1系统自动控制方式及选材413.2.2自动加氨系统463.2.3自动加联氨系统51结 论57参考文献58附 录61致 谢62第1章 绪 论1.1 课题背景与意义随着我国电力工业生产自动化程度的不断提高，自动加药系统已经成为火力发电厂中不可缺少的一部分，并且得到了广泛的应用。其目的主要为了防止热力管道出现腐蚀和结垢现象，保证发电机组的安全经济运行。1.1.1 中国电力行业当前形势2007年中国发电装机容量突破7亿千瓦。在发电装机迅速增加的情况下，供电可靠性指标得到保证。2007年1到9月，全国城市用户由于缺电原因造成的停电时间只有7分半钟。电力供需总体平衡的前提下，中国电力装机结构得到改善。30万千瓦及以下凝汽式火电机组已不再批准建设。30万千瓦及以上火电机组在全国总装机容量中的比重已达54，比2002年提高12个百分点左右，60万千瓦大型机组已经成为主力机组，年内又有台百万千瓦超超临界机组投产，一批百万千瓦机组已在建设中。三峡电站投产装机容量已达1410万千瓦，成为全球装机容量最大的电站。11月，2005年到2020年核电发展规划公布，到2020年，核电装机比重将从现在不到全部电力装机的2提高到4。至11月，全国新投产风力发电机867台，全国风电装机总规模超过400万千瓦，生物质发电装机容量达到120万千瓦以上在2007年电力行业节能减排中，关停煤耗高、污染重的小火电机组工作进展顺利。全年共关停 。小火电机组1438万千瓦，超额43完成年度关停任务。全国6000千瓦及以上火电机组供电煤耗357克千瓦时，同比下降10克千瓦时；6000千瓦及以上火电机组发电煤耗同比下降9克千瓦时，相当于节约了4100万吨原煤。2007年下半年，节能发电调度方式开始试行。新的调度方式改变过去对每台发电机组平均分配发电量的做法，并先后在江苏、河南、四川、广东和贵州5个省份开展试点。1.1.2我国火电厂加药系统现状火电厂凝结水加氨、给水加氨和加联氨以及锅炉水加磷酸盐是重要的水质调节手段。随着我国电力工业的发展，特别是火电厂高参数大容量机组的投产，对水汽品质和水质工况的控制提出了越来越严格的要求。能否严格准确地进行水质调节，直接关系到整个机组的稳定、经济和安全运行。火电厂化学车间的加药系统包括给水加氨、加联氨和炉水磷酸盐协调处理两大部分,其中给水加联氨的目的是为了将给水的pH 值控制在一定的碱性范围之内(一般为818912) ,防止出现铜管和铁管腐蚀,而炉水磷酸盐协调处理控制主要是使锅炉管壁不腐蚀、不结垢,提高传热效率,防止锅炉因传热不均匀而引起爆管。火电厂化学车间原有手动加药系统亟需改造, 尤其是目前很多机组经常调峰，锅炉起停频繁，更要求炉水水值能快速达到运行目标。以往的自动加药系统的常用执行机构是电动调节阀和直流电机，可靠性不高，并要对原有加药管道进行改造。直流电机可以进行调速控制，但由于其固有的缺点，故障频繁，使得自由调节率不高。有的加药系统还需进行单元组合，加药装置的单元组合形式主要视机组容量大少，自动化程度水平的高低，加药泵种类的选用灵活的组合成各种不同形势单元，这样就大大减少了设计和现场安装的工作量，对整机的质量、安全和现场投运提供了可靠的保证。 尤其是在变频调速技术得以广泛应用之后，由于它具有故障率低，调速精度高，保护功能多，节能效果显著等优点， 使其成为对直流调速，电磁滑差调速进行技术改造的最理想的选择。将会逐步以这种变频调速技术来取代以往的直流电机调速。1.1.3 自动加药系统装置类型及结构主要有双泵单控组合式、三泵双控组合式、组合式炉水R值自动控制装置等几种类型，每种类型的结构有些不同，下面分别说明：1. 双泵单控组合式自动加药装置双泵单控组合式自动加药装置本装置由一个计量箱、二台计量泵(互为备用)，一套交流变频式自动加药控制系统、连接管路、阀门、底座等组成，见图1-1。2、三泵双控组合式自动加药装置 本装置由二个计量箱、三台计量泵、三套交流变频式自动加药控制系统、连接管路、阀门、底座等组成见图1-2。三台计量泵中，泵3为泵l、泵2的备用泵，通常情况下，泵1、泵2分别在二套交流变频式自动加药控制系统驱动下工作，使泵可以按四种方式工作，控制柜上的切换开关可将备用泵投入运行。图1-1 双泵单控组合式自动加药装置 图1-2 三泵双控组合式自动加药装置3组合式炉水R值自动控制装置三个计量箱分别贮存磷酸三钠、磷酸氢二钠、氢氧化钠。交流变频式R值自动控制系统包括R值分析仪，动加药控制柜。交流变频式自动加药控制柜。见图1-3。图1-3 组合式炉水R值自动控制装置1.2设计目的及概况 根据原理和生产生活的需要，以及大唐长山热电厂加药系统的招标文件，设计适合与大唐长山热电厂生产的自动加药系统。具体为磷酸盐协调控制系统、自动加氨装置、自动加联氨装置。1.2.1 电厂概况大唐长山热电厂位于吉林省松原市前郭尔罗斯蒙古族自治县长山镇境内，始建于1969年5月，距长白铁路长山屯站东南1.75km处。厂区地处新丰乡、平凤乡农村地域。周围与四克基村、库里村、长山屯、卡伦店毗邻，与长山化肥厂一道相隔。大唐长山热电厂经五期扩建和一期油改煤工程，现实际运行5台机组，总容量为625MW（3号机组为25MW，6、7号机组为100MW，8、9号机组为200MW），本期工程拟建1×660MW超临界燃煤发电机组。1.2.2 设计和运行条件1.气象条件本期工程厂区自然地面标高在134.0m150.0m之间，厂址不受嫩江100年一遇洪水和长山泡100年一遇洪水影响。 根据大安气象站1959年2004年实测气象资料，统计累年各气象特征值如下：极端最高气温 39.0（2001年6月4日）极端最低气温 37.3（2001年1月13日）平均气温 4.8 平均最高气温 10.9平均最低气温 -0.8平均气压 998.0hpa平均降水量 415.7mm一日最大降水量 138.1mm（1966年8月29日）平均相对湿度 61%平均蒸发量 1704.5mm平均风速 3.8m/s最大风速 22m/s平均沙暴日数 2.9天累年土壤的最大冻结深度 1.84m（1971年4月13天）累年最大积雪深度 15cm100年一遇10m高10min平均最大风速为26.3m/s100年一遇基本风压采用0.5kN/m2全年主导风向 SSW冬季主导风向 NW夏季主导风向 SSW2.设备运行条件 （1）机组运行参数凝结水精处理方式：前置过滤加混床精处理混床运行型式：H+/OH-控制给水pH： 99.6启动初期及凝结水处理系统不正常情况下正常运行时8.09.0除氧器出口水含氧量 (启动初期及凝结水处理系统不正常情况下)：7g/l给水联氨含量 (启动初期及凝结水处理系统不正常情况下)： 50-100g/l给水系统溶解氧的含量(加氧工况)： 30300g/l （2）各加药点参数 项目压力（MPa）温度(°C)备注凝结水精处理混床出口3.849.1除氧器水箱出口1.43188.5闭式冷却水0.939 （3）设备布置：室内 （4）电源： 动力电源：380V/220V AC 三相四线仪表电源：220V 50HZ AC （5）输入/输出信号： 模拟量： 420mA DC 标准信号 开关量： 无源常开干接点 接点容量 220V AC 5A 3.药品项目浓度纯度状态包装氨水26%桶装氧³99%高压钢瓶联氨40%液态桶装 4.配药浓度序号药品配药浓度1氨水溶液1%2联氨溶液0.1%第2章 火电厂自动加药系统设计基础2.1 火电厂自动加药系统设计化学基础化学加药装置是向化工流程中注入各种酸、碱、盐等腐蚀性药液的成套装置，主要用于海洋石油开采、电站中的锅炉给水系统、油田及炼厂中的加药系统，城市污水及环保处理系统等。化学加药装置可根据不同工艺流程的要求，进行有针对性的设计，配置必要的器部件，实现功能合适、经济实用；整套加药装置可采用手动操作，也可采用自动远程控制，可满足不同用户、不同工艺流程的需要。2.1.1 协调pH磷酸盐处理协调pH磷酸盐控制，就是对除盐水作为补给水的高压或超高压汽包炉通过对锅炉水的磷酸根总含量和pH值两个指标严格控制，而达到既能防垢又能防止铜管腐蚀的一种炉水处理工艺，它是一种既严格又合理的锅内水质调节方法，较普通磷酸盐处理更为简单可靠，而且不需增加设备，目前正得到普遍应用。在锅炉负荷变化时，单独的Na3PO4处理可能产生易溶盐暂时消失现象，在炉管管壁附近产生游离NaOH。这是因为下述反映：Na3PO4+H2O=NaOH+Na2HPO4 （2-1）当炉管上有Na2HPO4沉积时，生成等摩尔数的NaOH。游离NaOH还来自于水中少量碳酸盐的分解、离解和与Na3PO4的反应。此外，H型交换器漏Na时，复床出水也含有一定量的NaOH。这样，为消除游离NaOH，避免碱性腐蚀，应控制炉水pH；同时又要维持一定浓度PO43-以防止结垢，在生产上采用加入Na2HPO4或NaOH的方法处理，这就是协调pH磷酸盐处理。从式（2-1）可以看出，当加入Na2HPO4足够量时，就可以维持NaOH游离在Na2HPO4一级水解的水平。那么，适宜的Na2HPO4加药量是多少呢？研究结果表明，当出现易溶盐暂时消失现象时，炉管管壁的沉积物为Na2.85H0.15PO4。如果按式（2-2）加药，就可以防止游离NaOH的产生。0.85Na3PO4+0.15Na2HPO4=Na2.85H0.15PO4 （2-2）在实际生产上，人们采取控制磷酸盐溶液中钠离子和磷酸根的摩尔数之比来控制Na3PO4和Na2HPO4的加药量，用R=Na/ PO4表示，简称摩尔比。从Na3PO4和Na2HPO4的组成看，它们的R值分别为3和2，因此它们的混合溶液的摩尔比R应在32之间。研究表明，当R2.80时，即使发生易溶盐暂时消失现象，也不会产生游离NaOH。同时，为了防止炉管发生酸性腐蚀，炉水必须维持较高的pH值，这样Na2HPO4不宜加得太多，R2.30较适宜。因此，运行中磷酸盐混合溶液的R值应控制在2.802.30之间。如果R值超过或偏低，可采用单独投加Na2HPO4或Na3PO4进行调整，甚至投加NaOH以调高R值，维持炉水中的PO43-浓度在正常范围之内。综上述可知，协调pH磷酸盐处理除了可以使锅炉没有游离NaOH而不发生碱性腐蚀外，由于炉水中有足够的PO43-和较高的pH值，因儿不会产生钙垢，也不会发生因炉水pH值很低引起的故障。2.1.2 氨处理由于NH3与CO2在热力系统中有相同的流程和不同的分配系数，所以会出现某些地方出现氨过剩，有些部位出现氨量不足，从而影响处理效果。因此首先应尽可能降低给水中碳酸化合物的含量，以次为前提，进行氨处理以提高给水的牌H值，才能收到良好的效果。1.加药量氨处理可以用的药品有液氨和氢氧化氨（氨的水溶液）。阿曼处理的加药量主要于给水中的CO2含量有关，CO2含量越高，加氨量越大，运行经验表明，在保持给水pH值在8.59.2时，给水的含量通常在1.02.0mg/L。实际所需的药量，要通过运行来调整。122.加药地点由于NH3是挥发性物质，所以无论在热力系统的哪一部分加药，都可以使整个汽水系统中有NH3加在补给水，给水或凝结水中，也可以将其直接加在汽包中或蒸发器中。因为加药部位pH值药高一些，因此为了提高补给水的pH值，也可将NH3加在补给水中。3.加药方式通常所用的氢氧化氨就是氨的浓溶液。通常先在氨液箱内配置成0.3%0.5%的稀溶液，在加入水系统。加药设备可以是当独设置的加药泵，也可以同N2H4一起用同一加药泵加入。也可以利用活塞或离子交换设备进出口压力差加到化学补充水中。4.注意事项进行氨处理，可以中和水中的CO2，减轻给水管道的腐蚀，降低水中含铁量和含铜量。但如果加氨过量或控制不当，它可以和Cu2+ Zn2+形成铜氨，锌氨络离子Cu（NH3）42+，Zn（NH3）42+，这样会使原不溶于水的Cu（OH）2保护膜形成易溶于水的络离子，尤其是有溶氧时，这种可能性很大，因此在进行氨处理时，首先要保证汽水系统含氧量非常低，加氨量不宜过多，通常在1.02.0mg/L以下，最好小于0.5mg/L。通常最容易发生这种腐蚀的设备为凝汽器的空气冷却区和射汽式抽汽器的冷却器，因为这里经常附集着O2,CO2，和NH3等不凝结气体。2.1.3 联氨处理1化学除氧原理热力除氧能将给水溶氧除到很低。但用于高压锅炉给水除氧时，仍需辅助化学除氧。化学除氧就是向含有溶解氧的水中投加还原药剂，使之与氧发生化学反应，以达到除氧的目的，火点厂高参数以上锅炉目前大都使用联氨化学除氧，其优点是与氧反应过剩联氨在高温下的分解不会产生固体产物，不会使锅炉水中的含盐量增加，但联氨在低温时与氧反应速度慢，同时联氨被认为对人可能有致癌作用。无水联氨，在常温下是一种无色液体；吸水性很强，易溶于水及乙醇。它遇水会接合成稳定的水合联氨。联氨在是一种很强的还原剂，它与氧反应如下：N2H4+O2=2H2O+N2 （2-4）反应产物是N2几水，因此不会增加炉水的含盐量。联氨在蒸汽中的分解产物主要氨有、及蛋，起反应如下：3N2H4=N2+4NH3 （2-5）联氨的还原性质还可以防止锅炉内产生铁垢和铜垢，反应如下：6Fe2O3+N2H4=4Fe3O4+N2+2H2O （2-6）2Fe3O4+N2H4=6FeO+N2+2H2O （2-7）2FeO+N2H4=2Fe+N2+2H2O （2-8）4CuO+N2H4=2Cu2O+N2+2H2O （2-9）2Cu2O+N2H4=4Cu+N2+2H2O （2-10）当水中有亚硝酸或硝酸盐时，联氨也能与它们生成N2过量联氨与溶氧的反应速度很快，但过量太多则以自分解反应为主。2联氨除氧条件联氨和水中溶解氧的反应速度受温度，pH值和联氨过剩量的影响，为了使联氨与溶解氧的反应进行迅速而安全，应保持以下条件。(1)使水有足够的温度给水温度与联氨除氧反应速度有密切的关系。温度越高，反应速度越快。当温度低于50时，联氨与氧反应速度很慢，当超过150时，反应速度很快。(2)须使水维持一定的pH值联氨在碱小性条件下才是强还原剂，它与氧的反应速度与PH值有密切关系，所以维持一定的pH值是一个很重要的条件，一般pH值在911时，反应速度最快。(3)必须使水中有足够的联氨过剩量在pH值与水温一定时，联氨过剩量越大，其除氧所须时间越短，即反应速度快，效果越好，但加入联氨过多，不但不能行成保护膜，还使磁性氧化铁溶解度增大，使腐蚀速度加快。因此在给水中联氨的过剩量一般以1050ug/L为宜。综上所述，联氨除氧的条件为：150以上温度，pH值为911的碱性介质中和适当的N2H4过剩量。在高压及高压以上的发电厂，从除氧器出来的给水温度均大于150，给水pH值按规定调节在8.89.2，所以联氨除氧的条件可以得到满足。3加药量电厂常用的处理剂是40%的N2H4。H2O溶液。在使用联氨除氧时，除了考虑水中溶氧消耗的联氨外，还应考虑联暗与水中铁，铜氧化物作用所消耗的量，以及一定的过剩量，由于这些药量无法计算，故N2H4的加药量按从省煤器入口所采得的给水N2H4的量来控制，给水中N2H4一般控制在1050ug/L时可达到除氧目的。在机组重新启动时，由于N2H4 不仅消耗在除氧与水中的铁，铜氧化物反应，而且也会与给水系统中金属表面的氧化物反应，所以取省煤器前给水样时往往测不到联氨，一直要等到这些氧化物均反应后才能测到，因此基建机组启动时可将联氨起始加药量增大。此外，锅炉给水中含有亚硝酸盐，也要考虑它所消耗的联氨N2H4+2NaNO2=N2O+N2+H2O （2-11）当设计加联氨设备时，并不知道所需加药量：按理论计算，1.0mg/L联氨与1.0mg/M的氧起反应，再加上述不可知消耗量，可以按每升经热力除氧后的给水需加100ug N2H4计算。4加药地点氧是热力除氧的补充手段，它与热力除氧是相辅相成的，因此它的加药点首先要选在热力除氧后，通常，联氨大都是用往复泵加在除氧器出口，即给水泵低压侧，这样通过给水泵后，有利于药液与水的混合。也有将联氨加入除氧器 水箱的，这样延长了N2H4与溶氧的反应时间，并且联氨消耗量较前一种大，而且如没有采取特殊的混合装置，联氨与水不容易混匀。产返回水较多的热电厂中，由于给水中的有机物含量常常很多，会减慢联氨与溶氧的反应速度，因而将联氨加在除氧器贮水箱内反而是有利的。5注意事项具有挥发性，有毒，依然烧，所以在保存，输送和化验方面，应特别注意。（1）应密封保存，大批联氨应保存在露天仓库或可燃物仓库中。靠近联氨浓溶液的地方，不允许有明火。（2）搬运时，工作人员应配备胶皮手套和眼镜防护用品。在操作联氨的地方，应有良好的通风和水源。（3）对联氨化验时，不允许用口吸移液管吸取含有联氨的溶液。（4）运行时，不能同时加入二个压力不同点。2.1.4 加酸处理加酸至循环冷却水系统的补充水中，降低补充水的碳酸盐硬度，使其远低于循环水的极限碳酸盐硬度。同时，通过加酸，降低了循环水的pH值，增加了循环水中二氧化碳的含量，阻止了重碳酸盐的分解，防止了碳酸盐垢类的析出。其化学反应如下Ca(HCO3)2+H2SO4=Ca SO4+ 2CO2+ 2H2O反应的结果是将水中的碳酸盐硬度转变成为非碳酸盐硬度Ca SO4。因为Ca SO4溶解度较大，所以能防止碳酸盐水垢的生成，提高浓缩倍率，节约补充水量。另外，反应中生成的游离CO2有利于抑制析出碳酸盐水垢。加酸处理适用条件是：碳酸盐硬度较大的补充水和循环水系统要求浓缩倍率较高时，其控制条件为循环水的pH值为7.68.0，且使循环水碳酸盐硬度低于极限碳酸盐硬度。该方法优点是工艺流程简单、适用水质范围较宽，高浓缩倍率时处理费用较低。但尚存在控制不稳定、用酸量大等缺点。运行中应注意加酸均匀，防止加酸不足（加酸管路堵塞）或加酸过量，同时应定期监测循环水的含盐量和硫酸根含量，即要防止硫酸对普通硅酸盐水泥的浸蚀和防止硫酸钙的析出。SO42-1500mg/L Ca2+SO42-1×106 mg/L循环水的加酸地点无严格控制，可加在补充水水流中，也可加在循环水泵入口侧的循环水渠道中，这对防止铜管内结垢有利。工业硫酸的纯度一般为75%92%，可用汽车运输，也可用火车运输，然后用酸泵打入贮存罐。贮存罐一般高位布置,利用重力自动流入计量箱。计量箱中硫酸可靠重力流入补充水中，也可用酸计量泵定量抽出，在混合器中与补充水混合后进入循环水泵吸水井中。2.2 加药系统控制基础主厂化学加药装置控制系统一般采用PLC可编程序控制器来完成。在电力系统常用的PLC品牌主要有莫迪康、西门子、AB、ABB、GE等品牌。2.2.1 PLC的工作原理最初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置但这两者的运行方式是不同的：（1）继电器控制装置采用并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点（包括其长开和长闭触点）在继电器控制线路的那个位置上都会立即同时动作。（2）PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该继电器所有的触点（包括其长开和长闭触点）不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在100MS以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100MS，因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式-扫描技术。这样在对于I/O响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。21扫描技术当PLC 投入运行后其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称为一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。（1）输入采样阶段。在输入采样阶段，PLC以扫描式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。（2）用户程序执行阶段。在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各种触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其它输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在上面的程序起作用。（3）输出刷新阶段。当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。一般来说，PLC的扫描周期包括自诊断、通信等，即一个扫描周期等于自诊断、通信、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所以时间的总和。2PLC的I/O响应时间为了增强PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都光电隔离等技术。为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫描技术）。以上两个主要原因，使得PLC的I/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系统慢的多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般大于一个扫描周期甚至更长。所谓I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间2.2.2 PLC系统 PLC系统应至少包括CPU处理器、I/O模件、通讯模件、电源、机柜等。通常还配备上位机、显示器及打印机等。 所有硬件选用制造厂的标准产品或标准选配件，以确保元器件的互换性。控制系统的设计应采用合适的配置和诊断至模件级的自诊断功能，使其具有高度的可靠性。系统内任一组件发生故障，均不应影响整个系统的工作。控制系统内所有模件均应是固态电路，标准化，模件化，和插入式结构，各元件应有识别及LED诊断指示和音响报警。处理器模件若使用随机存取存储器（RAM），则应有电池作数据存储的后备电源，电池的更换不应影响模件的工作。所有开关量I/O模件应有电隔离装置。电源应配有抗雷击和防浪涌保护。PLC系统应能在高的电气噪声，无线电波干扰和振动环境下连续运行。在距电子设备1.2米以外发出的工作频率达400500MHz，功率输出达5W的电磁干扰和射频干扰，应不影响系统正常工作。所有可编程控制器系统中的硬件应能在环境温度为 060相对湿度为595的范围内连续运行而无结露现象，并能在-2080范围储存。2.2.3电厂具体配置 1.中央处理单元（CPU） CPU应采用国际上先进的主流产品。设置足够容量的存储器，考虑30的备用量。所有逻辑程序和整定参数应储存在可编程控制器的非易失存储器内。 如果使用RAM存储器时，应配套后备电池，该电池能维持6个月，并具有电池耗尽提示。当更换电池时不应丢失程序和数据。过程控制、监视和故障诊断或排除等功能都应在可编程控制器内实现，应至少包括下列功能：实时时钟和日历、继电器和闭锁继电器、转换接点、计时器、计数器、数学运算、逻辑功能、比较功能、移位寄存器、强制开或关功能、PID运算、顺序控制和程序中断、转向等。 2.输入/输出（I/0）模件 系统内所有模件均为固态电路、标准化、模件化、插入式结构。I/O处理模件能完成扫描、数字化输入和输出、模件的自诊断、对波动较大的模拟量进行数字滤波。除特殊用途外，控制室机柜内所有开关量输入和输出信号采用低电平，每块 I/O模件不大于16点。模拟量输入模件选用16通道输入模块，接受来自化学仪表或420mA DC信号；模拟量输出模件选用8通道420mA DC输出模块。数/模（D/A）和模/数（A/D）转换精度为 0.02%。开关量输入模件选用16通道输入模块；开关量输出模件选用16通道输出的模块。I/O模件到现场I/O点，在模件板上每个开关量输入/输出点都有一只指示灯。当现场输入触点闭合或输出接通时，对应的指示灯亮。所有输出模件都有单独的熔断器，起过负载保护和断路保护作用，并有熔断指示器。所有开关量I/O通道有隔离装置，它能在该I/O模件对现场接线和对其I/O模件之间提供1500V以上的有效隔离值。开关量输入模件对检测一对闭合触点而需要的最小门槛电流为 10mA，这样可以避免使用外接负载电阻。当负载电流的需要量高于输出模件里的输出触点的额定电流时，应设置中间继电器。能更换所有的I/O模件，而不用改变盘/柜与其它的连接线。机柜内的每种类型I/O都有10的余量；同时留有10的备用模件插槽及备用端子。所有备用插槽应配置必要的硬件，如：背板、连接电缆、端子排等，保证今后插入模件就能投入运行。数字量输出模件采用隔离输出，并通过中间继电器驱动电动机、阀门等设备。中间继电器的工作电源由输出卡件提供。所有中间继电器应至少提供两副SPDT接点，接点容量（安培数）能满足要求。 3.通讯 CRT站，CPU、I/O及外围设备之间的通讯应保证高度的可靠性。通讯中还应包括CRC、奇偶误差校验、成帧出错校验和溢出误差校验，指令或数据执行之前的多次传输和确认等。CRT站与PLC之间通讯故障时，可编程控制器应正常运行。 4.编程和组态 程控逻辑应采用逻辑图或梯形图格式进行编程，有些场合根据需要可采用方便的指令或功能块。过程控制和监视画面组态应可方便地从标准图形中调用，并可根据用户的需要自行建立所需的图形。画面应有静态和动态两部份组成，颜色随参数或设备状态变化而变化。系统应具有制表功能。有提供定期报表、报警记录等功能。用户能编制自己需要的报表格式。系统应具有控制模式、控制参数设定及修改功能。用户能很方便的改变加药运行模式及有关参数。系统应能方便地对程序进行修改，增删元件和程序段、修改地址等。系统修改应设定授权权限及密码。所有程控逻辑均应在可编程控器内完成，而不需采用硬接线。编程软件应提供程序搜索功能，可以对程序中任意位置的继电器或触点进行搜索，搜索成功或结束时应明确显示。编程软件应能对程序中的单个元件的状态进行监视，并将其工作状态在CRT上显示出来。相同地逻辑段应以相同地格式进行编程。所有逻辑程序和整定参数应存储在可编程控制器地非易失性存贮器内，系统失电或故障恢复后不需重新装载。2.2.4 变频调速技术及变频调速器的工作原理变频调速是通过改变加到交流电机定子绕组电源的频率来改变转速的调速方法。这是一种应用范围最广的和最有发展前途的交流调速方法。在变频调速中使用最多的变频调速器