袋式除塵器PLC控制系統改進(jìn)

1 引言

　　工業(yè)生產(chǎn)和城市生活中會(huì )產(chǎn)生大量的煙氣粉塵，如火力發(fā)電，供熱等，污染環(huán)境危害健康。

　　隨著(zhù)袋除塵技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的日益提高，袋式除塵器的應用范圍越來(lái)越廣泛，目前已能利用袋式除塵器來(lái)處理高溫、高濕、粘結、爆炸、磨蝕性煙氣，甚至過(guò)濾含有超細粉塵的空氣。在袋式除塵器控制領(lǐng)域，plc占據主要技術(shù)地位。隨著(zhù)現在控制技術(shù)的不斷發(fā)展，plc與觸摸屏在工業(yè)控制領(lǐng)域的應用越來(lái)越廣泛。觸摸屏替代傳統的控制面板和鍵盤(pán)的智能化操作，可用于參數的設置、數據的顯示和存儲、并以曲線(xiàn)、動(dòng)畫(huà)等形式描繪自動(dòng)化控制過(guò)程。plc與觸摸屏的配套組合使用，一方面擴展了plc的功能，使其具有圖形化，交互式工作界面的獨立系統，另一方面大大減少了操作柜上的開(kāi)關(guān)、按鈕、儀表等的使用數量，使操作更加簡(jiǎn)便。目前一些控制要求較高、參數變化多、硬件接線(xiàn)有變化的場(chǎng)合，觸摸屏與plc組合起來(lái)應用的形式已經(jīng)占據主導地位。

　　但是根據傳統的除塵器plc點(diǎn)對點(diǎn)直控制形式，不僅設計及其現場(chǎng)布線(xiàn)復雜，外部信號干擾還使得系統運行不穩定，而且成本昂貴。本文組合應用西門(mén)子s7-300plc與臺達a系列觸摸屏，采用矩陣控制的方法來(lái)實(shí)現除塵器脈沖閥動(dòng)作，通過(guò)profibus dp工業(yè)總線(xiàn)實(shí)現主站與分布式i/o設備交換數據，取得了優(yōu)化的控制效果。

2 系統組成及主要功能

　　2.1 系統組成

　　袋式除塵器的控制系統如圖1所示。

圖1 系統要求

　　該袋式除塵系統主要由除塵器本體、卸灰系統以及其管道的溫度、壓力與故障報警等幾部分組成。其中在除塵器本體主要完成在線(xiàn)差壓的清灰控制，除塵器總共有6個(gè)室，每室13個(gè)脈沖電磁閥，共計78個(gè)；以及每個(gè)室1個(gè)出口控制閥，共計6個(gè)。

　　2.2 功能設計

　　(1) 清灰控制

　　控制方式：在線(xiàn)差壓/定時(shí)、離線(xiàn)差壓/定時(shí)、手動(dòng)控制(調試或檢測時(shí)用)；脈沖間隔：1~60s連續可調；脈沖寬度：0.02~0.2s連續可調；定時(shí)清灰周期：0~99分鐘連續可調；壓差清灰設定范圍：0~3000pa連續可調；溫度設定范圍：0~300℃連續可調；當除塵器到達高阻力(設定的高壓差)值時(shí)，啟動(dòng)1#除塵室脈沖閥開(kāi)始噴吹清灰，依次是4#、2#、5#、3#、6#除塵室，脈沖閥依組進(jìn)行工作；至6#除塵室最后一組脈沖閥工作結束止，清灰結束；到下一個(gè)高阻力到達，按同樣的方式進(jìn)行清灰。

　　(2) 卸灰控制

　　高低料位：每臺除塵器只在一個(gè)灰斗上設高低料位各一只用于報警(高料位提示要卸灰，低料位提示卸灰可結束)。當高、低料位時(shí)聲、光報警，過(guò)一定時(shí)間不處理則自動(dòng)停止除塵系統；卸灰采用控制室和現場(chǎng)兩地；給hmi傳輸信號，顯示系統運行狀態(tài)。

　　(3) 溫度與壓力檢測

　　系統中需要對進(jìn)出口差壓、進(jìn)口溫度、出口溫度以及各個(gè)室內濾袋檢漏壓力的檢測。

　　(4) 控制關(guān)系(自動(dòng)方式)

　　煙溫(指進(jìn)口煙溫)正常(100~165℃)時(shí)，進(jìn)口、出口閥門(mén)全部打開(kāi)，旁路閥門(mén)關(guān)閉；低于(100℃)或超過(guò)(165℃)設定溫度時(shí)，控制系統報警；當高于(170℃)設定溫度時(shí)，先打開(kāi)旁路閥然后依次關(guān)閉1~6#出口閥門(mén)即可；進(jìn)口閥門(mén)現場(chǎng)手動(dòng)關(guān)閉。

3 硬件配置及軟件實(shí)現

　　系統由德國西門(mén)子s7-300系列加上一些中間繼電器組成矩陣形式對輸入輸入點(diǎn)進(jìn)行檢測和控制。通過(guò)臺達觸摸屏來(lái)設定脈沖閥動(dòng)作寬度和間隔時(shí)間以及定時(shí)周期，還可以查看各室脈沖閥動(dòng)作。利用plc的輸出與中間繼電器構成行列結構，輸出控制點(diǎn)放在行列結構的交叉點(diǎn)上，這樣可使得系統硬件成本比點(diǎn)對點(diǎn)輸出控制要降低很多，如廣西明陽(yáng)6室13組在線(xiàn)/離線(xiàn)噴吹脈沖反吹布袋除塵器plc自動(dòng)控制系統采用點(diǎn)對點(diǎn)控制方式則plc控制系統至少需要78個(gè)輸出點(diǎn)，而采用由plc的輸出點(diǎn)與中間繼電器組成的矩陣式plc控制系統僅僅需要19個(gè)輸出點(diǎn)就可以完成同樣的工作。

　　本系統通過(guò)人機界面，系統工作在第幾室第幾個(gè)脈沖閥噴吹一目了然，差壓指示與壓力上下限報警輸出一應俱全，控制系統可以與就地控制箱實(shí)現連鎖控制，可以方便現場(chǎng)設備維修工作，如圖2所示。系統運行穩定可靠，操作簡(jiǎn)單，維護方便，很大程度上減輕了操作人員的勞動(dòng)強度。