袋式除塵器PLC控制系統(tǒng)改進

1 引言

　　工業(yè)生產(chǎn)和城市生活中會產(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越廣泛，目前已能利用袋式除塵器來處理高溫、高濕、粘結(jié)、爆炸、磨蝕性煙氣，甚至過濾含有超細粉塵的空氣。在袋式除塵器控制領(lǐng)域，plc占據(jù)主要技術(shù)地位。隨著現(xiàn)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)域的應用越來越廣泛。觸摸屏替代傳統(tǒng)的控制面板和鍵盤的智能化操作，可用于參數(shù)的設(shè)置、數(shù)據(jù)的顯示和存儲、并以曲線、動畫等形式描繪自動化控制過程。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(tǒng)，另一方面大大減少了操作柜上的開關(guān)、按鈕、儀表等的使用數(shù)量，使操作更加簡便。目前一些控制要求較高、參數(shù)變化多、硬件接線有變化的場合，觸摸屏與plc組合起來應用的形式已經(jīng)占據(jù)主導地位。

　　但是根據(jù)傳統(tǒng)的除塵器plc點對點直控制形式，不僅設(shè)計及其現(xiàn)場布線復雜，外部信號干擾還使得系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，而且成本昂貴。本文組合應用西門子s7-300plc與臺達a系列觸摸屏，采用矩陣控制的方法來實現(xiàn)除塵器脈沖閥動作，通過profibus dp工業(yè)總線實現(xiàn)主站與分布式i/o設(shè)備交換數(shù)據(jù)，取得了優(yōu)化的控制效果。

2 系統(tǒng)組成及主要功能

　　2.1 系統(tǒng)組成

　　袋式除塵器的控制系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)要求

　　該袋式除塵系統(tǒng)主要由除塵器本體、卸灰系統(tǒng)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差壓的清灰控制，除塵器總共有6個室，每室13個脈沖電磁閥，共計78個；以及每個室1個出口控制閥，共計6個。

　　2.2 功能設(shè)計

　　(1) 清灰控制

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

　　(2) 卸灰控制

　　高低料位：每臺除塵器只在一個灰斗上設(shè)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(jié)束)。當高、低料位時聲、光報警，過一定時間不處理則自動停止除塵系統(tǒng)；卸灰采用控制室和現(xiàn)場兩地；給hmi傳輸信號，顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)。

　　(3) 溫度與壓力檢測

　　系統(tǒng)中需要對進出口差壓、進口溫度、出口溫度以及各個室內(nèi)濾袋檢漏壓力的檢測。

　　(4) 控制關(guān)系(自動方式)

　　煙溫(指進口煙溫)正常(100~165℃)時，進口、出口閥門全部打開，旁路閥門關(guān)閉；低于(100℃)或超過(165℃)設(shè)定溫度時，控制系統(tǒng)報警；當高于(170℃)設(shè)定溫度時，先打開旁路閥然后依次關(guān)閉1~6#出口閥門即可；進口閥門現(xiàn)場手動關(guān)閉。

3 硬件配置及軟件實現(xiàn)

　　系統(tǒng)由德國西門子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進行檢測和控制。通過臺達觸摸屏來設(shè)定脈沖閥動作寬度和間隔時間以及定時周期，還可以查看各室脈沖閥動作。利用plc的輸出與中間繼電器構(gòu)成行列結(jié)構(gòu)，輸出控制點放在行列結(jié)構(gòu)的交叉點上，這樣可使得系統(tǒng)硬件成本比點對點輸出控制要降低很多，如廣西明陽6室13組在線/離線噴吹脈沖反吹布袋除塵器plc自動控制系統(tǒng)采用點對點控制方式則plc控制系統(tǒng)至少需要78個輸出點，而采用由plc的輸出點與中間繼電器組成的矩陣式plc控制系統(tǒng)僅僅需要19個輸出點就可以完成同樣的工作。

　　本系統(tǒng)通過人機界面，系統(tǒng)工作在第幾室第幾個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(tǒng)可以與就地控制箱實現(xiàn)連鎖控制，可以方便現(xiàn)場設(shè)備維修工作，如圖2所示。系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，操作簡單，維護方便，很大程度上減輕了操作人員的勞動強度。