基于PLC的高壓靜電除塵控制系統研究

摘要：為了更有效的進(jìn)行高壓靜電除塵，設計了一種新型除塵控制器，該系統以PLC為控制核心，以觸摸屏為人機界面，實(shí)現了控制器與上位機之間的聯(lián)機交互，兼顧了其他靜電除塵器除塵效率高與易于操作維護的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：PLC；觸摸屏；靜電除塵；遠程控制

以單片機為核心的高壓靜電除塵控制器具有成本低廉，功能強大的特點(diǎn)，但人機交互性較差，系統維護困難，工業(yè)現場(chǎng)干擾較明顯，除塵效率、操作維護與運營(yíng)成本不能兼顧。本文針對這一問(wèn)題構建了以PLC為核心的控制器，其模塊化的結構易于擴展和更換，系統可靠性高，控制器與上位機之間聯(lián)網(wǎng)通信簡(jiǎn)單，同時(shí)沒(méi)有降低煙塵的排放標準。

1 靜電除塵控制系統的原理
高壓供電控制系統原理框圖如圖1所示，采集電路采集到的一次電壓、電流，二次電壓、電流，濁度等模擬量信號通過(guò)PLC模擬量輸入模塊送入CPU；變壓器油溫、油位，偏勵磁等開(kāi)關(guān)量信號通過(guò)PLC的數字量輸入信號處理回路進(jìn)入CPU。PLC以?huà)呙璺绞揭来巫x入所有輸入狀態(tài)和數據，根據數據處理的結果產(chǎn)生兩路觸發(fā)脈沖，送往主回路的兩個(gè)反并聯(lián)可控硅的控制極以觸發(fā)可控硅，通過(guò)調整可控硅的導通角，控制升壓變壓器的一次側輸入電壓，從而控制輸入電場(chǎng)的電壓。一方面要根據工況變化，自動(dòng)調節除塵器的電壓，使集電極和收塵極之間的電場(chǎng)強度盡量大，電離子盡量多，越逼近擊穿電壓，控制水平越高；另一方面，又要考慮不能讓除塵器極板間電壓過(guò)高，避免使除塵器處于擊穿狀態(tài)，以防損壞本體及電氣設備，節約不必要損耗的電能，但又要在介質(zhì)恢復時(shí)能夠迅速恢復正常供電。

2 控制系統的設計與實(shí)現
2．1 硬件設計
高壓靜電除塵控制系統的硬件結構框圖如圖2所示，它主要由PLC及其外圍電路、觸摸屏、和上位機組成。

2．1．1 PLC的選型
PLC因具有邏輯簡(jiǎn)單直觀(guān)，電氣性能良好，功能組合便捷，可靠性高，維護方便并且可以直接對數字量和模擬量進(jìn)行控制和驅動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應用，本系統以PLC為控制核心，選用西門(mén)子公司的新一代模塊化小型PLC S7—1200、S7—1200 PLC主要由CPU模塊、信號板、信號模塊、通信模塊和編程軟件組成，各種模塊安裝在標準導軌上，微處理器選用CPU 1214C，數字量輸入點(diǎn)數14點(diǎn)，輸出點(diǎn)數10點(diǎn)，模擬量輸入點(diǎn)數2點(diǎn)，最多可以擴展8個(gè)信號模塊，S7-1200的最大特點(diǎn)在于配置了以太網(wǎng)接口RJ45，本系統共有8路模擬量輸入，12路數字量輸入，2路模擬量輸出，19路數字量輸出PLC硬件組態(tài)如圖3所示。

2．1．2 人機界面的選型
觸摸屏、PLC和PC通過(guò)CSM1277以太網(wǎng)交換機連接在一起，完成人機交互并進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示和控制，如圖4所示。