一、引言       随着城市人口不断扩张，每天产生的城市垃圾越来越多，依靠传统的填埋方式已经无法满足垃圾处理的需求，因此出现了垃圾焚烧厂来处理垃圾。由于垃圾焚烧过程中会产生大量的蒸汽，这些蒸汽带动汽轮机，进而由汽轮机带动发电机进行发电是一套行之有效的做法。目前，我国有多个城市都设有垃圾发电厂，一方面能缓解日益紧张的垃圾处理需求，同时又能产生经济效益，是一个两全其美的方法。但是，在垃圾处理过程中，会产生大量烟气，对大气造成污染，所以需要一个烟气净化系统来对垃圾焚烧产生的烟气进行处理。在天津滨海新区的垃圾发电项目中，使用到了基于西门子PLC S7-400H系列的控制系统。该控制系统采用冗余结构，安全可靠，不会由于故障等原因造成停机，使得垃圾发电厂可以持续进行烟气净化处理，保持了控制系统的稳定运行。 二、烟气净化工艺简介        烟气净化系统的工艺过程如图1所示：  图1 烟气净化系统工艺       由垃圾焚烧产生的烟气，首先经过脱酸系统，去除烟气中包含的酸性气体，在脱酸系统中加入石灰浆，作为原料，与气体中的酸性物质中和从而达到脱酸的目的。然后加入消石灰，碳酸氢钠，硅藻土等物质，进一步去除气体中的酸性物质。其次，气体进入到除尘系统，主要作用是去掉气体中的灰尘； ，气体到达脱硝系统，脱硝系统由尿素产生氨气，用来去除气体中的氮氧化物。经处理后的气体达到环保要求，经烟囱排出，其中防白烟风机会改变烟气中的含水量，改变气体排出后的视觉效果。 脱酸系统，除尘系统以及锅炉产生的灰渣，通过飞灰输送系统采集到一起， 通过固化处理，填埋的指定区域。 三、控制系统组成       控制系统硬件的核心是西门子S7-400H系列PLC，本系统采用6套CPU414-5H冗余系列CPU，一旦主CPU由于某种原因停机，系统立即切换到副CPU工作，这样可以保证控制系统的连续运行。I/O模块采用西门子分布式I/O，西门子ET200M系列，并通过IM153-2进行DP通讯。主控室有5台计算机，其中2台为工程师站，用于程序的修改和调试；另外3台是操作员站，由操作员对控制系统设备进行操作。整个控制系统布置图如图2所示：  图2 烟气净化控制系统        四、控制系统       工作流程控制系统软件采用STEP7 V5.5进行设计，从功能上讲共分为6部分，其中第1，2部分是两条生产线，包含脱酸系统，除尘系统，脱硝系统，尿素制备系统；第3，4部分是公共部分，包含石灰浆制备，硅藻土制备，活性炭、碳酸氢钠输送系统等；第5部分是飞灰输送，将气体中的灰渣和锅炉中的灰渣收集起来；第6部分是飞灰固化，将收集后的灰渣作固化处理，为填埋做好准备。 上位机共5台，软件使用Wi V7.0，可以对设备进行单体操作和流程控制。下面以1号生产线的除尘系统的流程控制为例，说明控制系统的工作流程，详见图3：  图3 烟气净化系统除尘流程控制        五、结束语        本套控制系统采用西门子先进的S7-400H系列冗余系统， 大限度的保证了客户对烟气净化系统的要求，尤其是对系统稳定性，持续性的要求。S7-400H冗余系统保证了系统即使出现故障的情况下，不会停机，保证控制系统稳定运行。同时，上位机工程师站和操作员站界面友好，易于操作，设备状态显示和控制清晰可靠，报警状态完备。该控制系统投入运行以来，安全稳定，保证了烟气净化控制系统的平稳运行，得到了客户的充分肯定，赢得了良好的口碑。

SIMATIC S7-400H 控制器便捷订货包    交流电源订货包    6ES74000HR014AB0    412-5H 系统套件，包括 1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS407 UC120/230V， 10A， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 412-5H， 4 粒备份电池        6ES74000HR024AB0    414-5H 系统套件，包括 1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS407 UC120/230V， 10A， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 414-5H， 4 粒备份电池        6ES74000HR034AB0    416-5H 系统套件，包括 1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS407 UC120/230V， 10A， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 416-5H， 4 粒备份电池        6ES74000HR044AB0    417-5H 系统套件，包括 1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS407 UC120/230V， 10A， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 417-5H， 4 粒备份电池    直流电源订货包    6ES74000HR514AB0    412-5H 系统套件，包括1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS405，10A，DC24/48/60V， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 412-5H， 4 粒备份电池        6ES74000HR524AB0    414-5H 系统套件，包括1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS405，10A，DC24/48/60V， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 414-5H， 4 粒备份电池        6ES74000HR534AB0    416-5H 系统套件，包括1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS405，10A，DC24/48/60V， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 416-5H， 4 粒备份电池        6ES74000HR544AB0    417-5H 系统套件，包括1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS405，10A，DC24/48/60V， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 417-5H， 4 粒备份电池SIMATIC S7-400 控制器    标准DP版控制器    6ES74121XJ050AB0    CPU 412-1DP： 288KB（144KB代码，144KB数据)，位处理速度75ns，集成MPI/DP接口        6ES74121XJ070AB0    CPU 412-1DP： 512KB（256KB代码，256KB数据)，位处理速度31.25ns，集成MPI/DP接口        6ES74122XJ050AB0    CPU 412-2DP： 512KB（256KB代码，256KB数据)，位处理速度75ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFI DP        6ES74142XK050AB0    CPU 414-2DP： 1MB（512KB代码，512KB数据)，位处理速度45ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFI DP        6ES74142XL070AB0    CPU 414-2DP： 2MB（1MB代码，1MB数据)，位处理速度18.75ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFI DP        6ES74143XM050AB0    CPU 414-3DP： 2.8MB（1.4MB代码，1.4MB数据)，位处理速度45ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFI DP, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口        6ES74162XN050AB0    CPU 416-2DP： 5.6MB（2.8MB代码，2.8MB数据），位处理速度30ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFI DP        6ES74163XR050AB0    CPU 416-3DP： 11.2MB（5.6MB代码，5.6MB数据），位处理速度30ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFI DP, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口        6ES74174XT050AB0    CPU 417-4DP： 30MB（15MB代码，15MB数据），位处理速度18ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFI DP, 3~4.可扩展的IF964-DP(IF1)接口        6ES74174XT070AB0    CPU 417-4DP： 32MB（16MB代码，16MB数据），位处理速度7.5ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFI DP, 3~4.可扩展的IF964-DP(IF1)接口    标准PN版控制器    6ES74122EK060AB0    CPU 412-2PN： 1MB（0.5MB代码，0.5MB数据)，位处理速度75ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. ETHE/PROF        6ES74122EK070AB0    CPU 412-2PN： 1MB（0.5MB代码，0.5MB数据)，位处理速度31.25ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. ETHE/PROF        6ES74143EM060AB0    CPU 414-3PN： 4MB（2MB代码，2MB数据)，位处理速度45ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROF, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口        6ES74143EM070AB0    CPU 414-3PN： 4MB（2MB代码，2MB数据)，位处理速度18.75ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROF, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口        6ES74163ES060AB0    CPU 416-3PN： 16MB（8MB代码，8MB数据），位处理速度30ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROF, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口        6ES74163ES070AB0    CPU 416-3PN： 16MB（8MB代码，8MB数据），位处理速度12.5ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROF, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口    冗余控制器    6ES7412060AB0    CPU 412-5H：1 MB (512 KB数据，512 KB代码)，位处理速度31.25ns，用于S7-400H和S7-400F/FH，集成 5个接口：1. MPI/DP, 2.PROFI DP, 3. PRPF, 4~5. 2个用于同步模块的接口        6ES74145HM060AB0    CPU 414-5H：4MB (2MB数据，2 MB代码)，位处理速度18.75ns，用于S7-400H和S7-400F/FH，集成 5个接口： 1. MPI/DP, 2. PROFI DP, 3.PROF, 4~5. 2个用于同步模块的接口        6ES74165HS060AB0    CPU 416-5H：16 MB (10 MB数据，6 MB代码)，位处理速度12.5ns，用于S7-400H和S7-400F/FH，集成 5个接口：1. MPI/DP, 2. PROFI DP, 3. PROF, 4~5. 2个用于同步模块的接口        6ES74175HT060AB0    CPU 417-5H： 32 MB (16 MB数据，16 MB代码)，位处理速度7.5ns，用于S7-400H和S7-400F/FH，集成 5个接口：1. MPI/DP, 2. PROFI DP, 3. PROF, 4~5. 2个用于同步模块的接口    F控制器    6ES74143FM060AB0    CPU414F-3 PN/DP: 4 MB (2 MB数据，2 MB代码), 位处理速度45ns，用于S7-400F，集成 3个接口：1. PROFI+MPI, 2. PROF, 2 ports, 3.  可扩展的IF964-DP(IF)接口        6ES74143FM070AB0    CPU414F-3 PN/DP: 4 MB (2 MB数据，2 MB代码), 位处理速度18.75ns，用于S7-400F，集成 3个接口：1. PROFI+MPI, 2. PROF, 2 ports, 3.  可扩展的IF964-DP(IF)接口        6ES74162FN050AB0    CPU 416F-2:  5.6 MB (2.8 MB数据，2.8 MB代码), 位处理速度30ns，用于S7-400F，集成 2 个接口：1. PROFI+MPI, 2. PROFI        6ES74163FS060AB0    CPU416F-3 PN/DP: 16 MB (8 MB数据，8 MB代码), 位处理速度30ns，用于S7-400F，集成 3个接口：1. PROFI+MPI, 2. PROF, 2 ports, 3.  可扩展的IF964-DP(IF)接口        6ES74163FS070AB0    CPU416F-3 PN/DP: 16 MB (8 MB数据，8 MB代码), 位处理速度12.5ns，用于S7-400F，集成 3个接口：1. PROFI+MPI, 2. PROF, 2 ports, 3.  可扩展的IF964-DP(IF)接口SIMATIC S7-400 底板机架    UR机架    6ES74001TA010AA0    UR1，18槽，可安装2个冗余PS电源模块        6ES74001TA110AA0    UR1，18槽，铝质，可安装2个冗余PS电源模块        6ES74001JA010AA0    UR2，9槽，可安装2个冗余PS电源模块        6ES74001JA110AA0    UR2，9槽，铝质，可安装2个冗余PS电源模块        6ES74002JA000AA0    UR2-H，2x9槽        6ES74002JA100AA0    UR2-H，2x9槽，铝质    CR机架    6ES74012TA010AA0    CR2，18槽，2段，可安装2个冗余PS模块        6ES74011DA010AA0    CR3，4槽    ER机架    6ES74031TA010AA0    ER1扩展机架，18槽，只用于信号模块，可安装2个冗余PS模块        6ES74031TA110AA0    ER1扩展机架，18槽，铝质，只用于信号模块，可安装2个冗余PS模块        6ES74031JA010AA0    ER2扩展机架，9槽，只用于信号模块，可安装2个冗余PS模块        6ES74031JA110AA0    ER2扩展机架，9槽，铝质，只用于信号模块，可安装2个冗余PS模块SIMATIC S7-400 电源模板    直流供电电源模板    6ES74050DA020AA0    PS 405：4A，24/48/60V DC，5V DC/4A        6ES74050KA020AA0    PS 405：10A，24/48/60V DC，5V/10A DC        6ES74050KR020AA0    PS 405：10A，24/48/60V DC，5V DC/10A，用于冗余电源        6ES74050RA020AA0    PS 405：20A，24/48/60V DC，5V DC/20A    交流供电电源模板    6ES74070DA020AA0    PS 407：4A，120/230V UC，5V DC/4A        6ES74070KA020AA0    PS 407：10A，120/230V UC，5V DC/10A        6ES74070KR020AA0    PS 407：10A，120/230V UC，5V DC/10A，用于冗余电源        6ES74070RA020AA0    PS 407：20A，120/230V UC，5V DC/20ASIMATIC S7-400 存储卡    RAM卡    6ES79520AF000AA0    RAM，64 KB        6ES79521AH000AA0    RAM，256 KB        6ES79521AK000AA0    RAM，1 MB        6ES79521AL000AA0    RAM，2 MB        6ES79521AM000AA0    RAM，4 MB        6ES79521AP000AA0    RAM，8 MB        6ES79521AS000AA0    RAM，16 MB        6ES79521AY000AA0    RAM，64 MB    FLASH EPROM卡    6ES79520KF000AA0    FLASH-EPROM，64 KB        6ES79520KH000AA0    FLASH-EPROM，256 KB        6ES79521KK000AA0    FLASH-EPROM，1 MB        6ES79521KL000AA0    FLASH-EPROM，2 MB        6ES79521KM000AA0    FLASH-EPROM，4 MB        6ES79521KP000AA0    FLASH-EPROM，8 MB        6ES79521KS000AA0    FLASH-EPROM，16 MB        6ES79521KT000AA0    FLASH-EPROM，32 MB        6ES79521KY000AA0    FLASH-EPROM，64 MBSIMATIC S7-400 电池    锂电池    6ES79710BA00    备份电池， 3.6 V/2.3 AH 适用于所有S7-400电源模块SIMATIC S7-400H 冗余系统同步器件    同步模块    6ES79601AA060xA0    近距离同步模块（ 远距离10米）