论文总字数：20062字

摘 要

我国对于环境保护的要求日益严格，火电厂是国家的重点排污企业，环保部门对于烟气排放连续监测系统的要求非常严格和准确。对于火电厂来说，还关系到脱硫电价的补贴，对于电厂的经济效益有着显著的影响。

本文首先介绍了烟气排放连续监测系统的研究背景和国内外发展现状。接着，介绍了烟气排放连续监测系统的系统组成和工作流程；设计选型等。然后，对系统的PLC控制软件进行了详细地阐述，包括，以太网通信模块程序，蠕动泵工作模块程序，抽气泵控制模块程序，故障报警模块程序，反吹模块程序。最后，基于自由口通信实现了PLC与PC机的通信程序设计。

关键字：烟气排放连续监控系统 PLC设计 模块 自由口通信

System Design of Continuous Emission Monitoring System of PLC Control

Abstract

Is becoming more and more strict to the requirement of environment protection in our country, the power plant is a national key polluters, the environmental protection department for continuous emissions monitoring system requirement is very strict and accurate. For thermal power plants, but also relates to the electricity price subsidies for desulphurization, has obvious effects to the economic benefits of power plant.

This paper first introduces the research background of continuous emissions monitoring system and development present situation at home and abroad. Then, the paper introduces the system composition of flue gas emissions monitoring system and working process; Design selection, etc. Then, the software of PLC control system has carried on the detailed elaboration, including, Ethernet communication module program, peristaltic pump module program, suction pump control module program, fault alarm module program, cleaning module program Finally, based on free port communication to realize the communication between PLC and PC program design.

Keywords: Continuous Emission Monitoring Systems ；PLC design；Module ；Free port communication

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1烟气排放连续监测系统概述 1

1.2烟气排放连续监测系统的目的和意义 2

1.3 烟气排放研究的国内发张外现状和内容 2

1.4章节安排 5

第二章 系统方案设计 6

2.1 烟气排放连续监测系统组成 6

2.1.1气态污染物监控子系统 6

2.1.2烟气排放参数测试子系统 6

2.1.3系统控制及数据采集处理子系统 7

2.1.4信号输送通讯系统 7

2.2 烟气排放连续监测系统方案设计 7

2.2.1采样模块 7

2.2.2反吹模块 7

2.2.3烟气分析模块 7

2.2.4预处理模块 8

2.2.5烟气排放连续监测系统总体方案 8

2.3系统的工作流程 9

2.4 烟气排放连续监测系统的测量要求 10

第三章 PLC控制系统设计 12

3.1 PLC简介 12

3.1.1 PLC的特点 13

3.1.2 PLC基本单元 13

3.1.3 PLC扩展单元 14

3.2 PLC 控制模块接线图 15

3.3 PLC控制程序设计 18

3.3.1以太网通信程序设计 19

3.3.2蠕动泵工作程序 19

3.3.3抽气泵控制程序 20

3.3.4故障报警模块程序 21

3.3.5反吹模块程序设计 22

第四章 PC机与PLC之间的通信 25

4.1 西门子S7-200系列PLC通信方式及原理 25

4.2 西门子S7-200系列PLC自由端口通信 25

4.2.1 自由端口的初始化 25

4.2.2 发送与接受指令 27

4.3 PLC通信程序设计中应考虑到的问题 28

结语 30

参考文献 31

致 谢 32

第一章 绪论

1.1烟气排放连续监测系统概述

随着全球工业化和城市化的迅速发展，人类在开发自然资源得到巨大财富的同时也付出了极大的代价，生存环境遭到严重破坏，并越来越成为制约经济和社会可持续发展的重要因素。我国正处于国民经济高速发展的阶段，治理环境污染、改善生存环境已经作为一个刻不容缓的问题摆在我们的面前。

我国使用的主要能源是煤炭燃料，所以大气污染以煤烟型污染为主，主要污染物为二氧化硫和烟尘，而二氧化硫正是形成酸雨的主要原因。酸雨对我国的经济和社会的发展带来了极大的危害，每年由于酸雨污染造成的经济损失达200亿元左右。我国政府高度重视酸雨的控制工作，近年来更进一步从立法强制执行的角度加大了控制力度，通过控制污染物排放总量来防止酸雨的产生。

烟气排放连续监测系统(Continuous Emissions Monitoring System,简称CEMS )，是监测烟气污染物排放的现代化手段，可连续监测污染物的排放浓度和排放总量，该系统具有连续监测、定期统计、远程通讯等特点，能为我国污染物排放总量控制计划及酸雨控制计划的实施提供强有力的保障，并为排污收费制度的实施提供科学的定量依据。火力发电厂是污染大气环境的大型工业企业之一。限制火电厂的污染物排放对环境保护具有重要意义。火电厂燃煤排放的主要污染物包括固体颗粒物以及二氧化硫等气体。火电厂在将含有上述污染物的烟气向大气中排放前, 必须进行除尘和脱硫。为了保护环境,加强对污染源排放的监测，按照国家可持续发展战略的要求，实现人与自然和谐发展，国家环保总局《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2003)明确规定火电厂发电锅炉必须安装烟气排放连续监测仪器(CEMS)。CEMS经省级以上环保部门验收合格时，其监测数据作为该电厂烟气排放是否达标的依据。另一方面,电厂安装在线监测后,可以通过监测污染物的排放,对电厂锅炉、电除尘器和脱硫脱氮^[5]等设备的运行进行指导,为电厂安全、稳定、经济、高效运行提供有利参考。

我国火力发电量占总发电量80%左右，而煤炭占火电机组燃料的95%，随着国民经济的快速增长促使电力事业的迅猛发展，由燃煤所带来的大气污染问题日益严重。按目前的排放控制水平，到2020年，我国火电厂排放的二氧化硫、烟尘和氮氧化物将分别达到2100万吨、500万吨和1000万吨以上。如果火电厂排放的大气污染物得不到有效控制，将直接影响到我国大气环境质量的改善。为控制污染加剧，促进火电行业的技术进步和电力行业的可持续发展，国家环保部门采取了一系列严格的环保政策，如大气污染物总量控制、提高排污收费标准等。新修订的《火电厂大气污染物排放标准》(GBl3223—2003)规定：“火力发电锅炉须装设符合HJ/T75 要求的烟气排放连续监测仪器；火电厂大气污染物的T75 中的规连续监测按HJ/定执行；烟气排放连续监测装置经省级以上人民政府环境保护行政主管部门验收合格后，在有效期内其监测数据为有效数据。”因此，CEMS已成为环境管理、环境监测、排污收费、污染物治理及实施污染物排放总量控制的科学可靠的依据及必要的技术手段。

1.2烟气排放连续监测系统的目的和意义 

目的：在当代现在社会环境问题成为一个严重的问题，用污染环境的代价来带动经济的增长。在工业中有各种颗粒物，气态污染物，而烟气排放连续监测系统可以及时、准确、全面地反映空气中的污染程度及发展趋势，为环境规划与管理、环境影响与评价、污染控制及政府宏观决策提供科学依据。

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