样品处理系统自动控制的成果

在线分析系统常用规模较小的PLC，其I/O点数比较少（几十点），功能要求不高。大多选用整体式、低档和小型的PLC，例如西门子S7-200具有很好的性价比和广泛的应用范围。

PLC基本组成包括中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口（缩写为I/O，包括输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等）、外部设备编程器及电源模块组成。PLC内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成PLC控制系统。

CEMS的样品处理系统PLC自动控制，主要实现状态控制、流程控制、报警功能及信号采集功能，并通过PLC实现分析系统的逻辑控制、数据采集、数据通信等功能。

（1）系统状态监控

系统状态监控包括取样分析工作状态、探头反吹状态、系统标定状态及系统故障状态的自动控制。

①系统处于取样分析工作状态时：抽气泵正常工作，从探头抽取烟气，经过传输管线、除尘、除湿处理及压力流量调节后送分析仪分析。

②系统处于探头反吹状态时：抽气泵停止工作，接通反吹电磁阀，压缩空气对探头实施脉冲反吹，反吹结束，抽气泵恢复工作，系统进入正常分析工作状态。反吹包括对探头的自动反吹或手动反吹控制等，按照用户工况条件，PLC可以设定自动定时反吹周期及脉冲反吹时间。例如在出厂时，预设定反吹周期8 h，每次脉冲反吹周期5 min，采取循环5×2 s（10 s）间断吹扫，再连续吹扫5 s。探头反吹按照流程要求，要进行探头过滤器的内部及外部反吹，确保将附着在探头过滤器内部及外表面的烟尘从探头管道吹回烟道内。(www.xing528.com)

③系统处于标定状态时：按照手动或自动标定的要求，打开标准气瓶压力调节阀，切换阀门到标定位置，此时烟气经放散回路排出，标准气按照标定要求接通零气或量程气，按照标定回路要求进入分析仪进行标定，同时标定数据输入PLC保存。

④系统处于故障状态报警时：按照报警的类别不同对系统流程进行不同的处理，如由于探头堵塞、流量下降报警，将停止泵抽气，防止泵损坏。例如湿度报警、样品气含水量增加均可能引起分析仪测量气室进水损坏，也必须停止泵工作。系统报警包括温度报警、压力报警、湿度报警、流量报警等系统故障报警，以及设定的分析测量值的报警等。

对故障报警，PLC将报警传感器的开关量信号采集后送DAS进行处理，并控制各电磁阀及泵的工作状态。温度报警主要是对取样探头及传输管线的保温或恒温控制是否正常进行判定；压力报警主要是对泵前的负压判定，可判断探头堵塞的程度，如探头堵塞时，抽气泵长期工作会损坏电机，湿度报警可对系统的冷却除湿进行判定，当除湿器损坏时，样气水分增加，会造成流量计进水，甚至仪器测量气室进水损坏。PLC在接受DAS指令后，会采取相应的保护措施。

（2）信号采集传输

PLC主要采集的模拟信号包括颗粒物检测仪器的输出模拟信号、气体分析仪检测模拟信号（含SO2、NOx、O2）以及烟气参数检测模拟信号（烟气温度、压力、流速、含湿量）等。