布袋除尘系统修复中PLC控制的运用探究

北极星环保网讯:对于布袋除尘系统存在的电气设备多而且分散的弱点，笔者运用PLC和现场总线有机结合的办法，以分散相关的信号，进行集中管理。在人机通信的过程中，运用Wincc的上位机和PLC进行实时的通信，从而能够实现对除尘系统的模拟量的采集和设备的控制，同时考虑实际情况，文章还探讨研究了PLC故障诊断和快速排除的方法。

关键词：PLC；布袋除尘；现场总线；Wincc

关于布袋除尘器，其旧有的控制方式是运用继电器以及接触器进行控制，这种控制系统非常复杂，并且可靠性很低，维护起来也相当繁琐。而在炼铁高炉前面的较大布袋除尘系统的脉冲阀以及清灰阀很多，其电机数量的也很多，因此要对除尘器的控制更为严格。本文运用PLC西门子PLCS7-300和现场总线有机结合予以控制的方法，该控制系统净化的效率非常高，可以处理的烟气很大，清灰的效果十分好，因此现场的控制较好，可以达到对控制系统的组态以及监控。

1对除尘系统的控制

本除尘系统里含20个除尘用的箱体，各个箱本里都有大约200条布袋，在除尘的时候，打开提升阀门，灰尘就会由阀门而入，经过布带以后，灰尘会被布袋吸附住，从而实现净化。当进出口压差到了1.6kPa的时候，便开始反吹。

此时先关掉第一个提升阀，让滤袋处在没有气流通的状态，首个箱体的10个电磁阀按次序以及提前设定好的时间进行工作，用低压压缩空气对滤袋予以喷吹，清掉的粉尘集中到灰斗内，灰尘会落到箱体的底部。在该室的滤袋清灰结束之后，再打开提升阀，恢复过滤状态，继而再进到下一个室脉冲，如此往复，一直到20个室脉冲完成，整个除尘和卸灰的过程均为自动完成。

2PLC的硬件配置和组态

系统运用的是西门子PLCS7-300系列，共有3个机架排列的模块。其中电源模块运用的是PS3075A，PLC运用220VAC不间断的电源UPS进行供电。模拟量输入模块共分2个压力模块、2个温度模块、3个数字量输入模块以及10个数字量输出模块。对电振机的控制运用的是集接触器、空气开关以及热继电器三位一体的电机启动器，而对于主回路和二次回路进行控制的时候，是以总线的形式挂于PLC的Prifibus-DP接口中，上位工控机亦为总线中的一个站点。

工控机借助总线接口卡CP5612连接至PLC的PRIFIBUS-DP口中，S7-300PLC则借助工控机和监控系统相连而完成数据的交换。下位机的编程运用的是西门子STEP75.2，它给全部模块参数提供参数化的编程格式。程序在工控机中先对PLC予以硬件的组态，继而再予以编译，编译完成以后下载至CPU315-2DP中，同时进行存储，CPU会自动的运行程序，按照程序的内容读取全部的I/O模块状态，从而对硬件设备予以控制。

3PLC编程和监控系统

程序运用梯形图语言进行编制，编制时把程序分为单个和独立的程序段，每一程序段实现不同的功能，放置于相应的逻辑块内。在CPU上电运行的时候，启动组织块OB100运行1次，并在其中为所需参数赋予初始值。在启动以后，不停的循环启动组织块OB1，在其中使用编好的程序功能块。对程序的编写运用公用块，每各室的动作均启用公用块。功能块又可分成若干块，这里面，流量压力以及模拟量之间的转换，运用功能块FC105将4～20MA的电流信号转为模拟量值。在脉冲功能块内，运用时钟发生器的编写方法。而卸灰功能块内，运用步进梯形指令的编写方法。

混入冷空气的电动冷风阀，可以降低烟气的温度，这种控制方式有手动和自动两种。PLC能够控制开关，所以电动冷风阀就能精确得控制其进入除尘器的烟气温度，这样就能够保证除尘布袋的安全。故障处理的时候，发生最多的是靠近开关的故障导致的双信号或是没信号，对执行的时候所诱发的PLC不可靠动作等因素，若是依靠反馈的信号自动进行卸灰，那么程序可能会一直等待下去，无法进行下一步。

程序用定时器来设置时间，如若此信号不刻及时准确的反馈PLC，就证明电磁阀发生了故障，程序会跳至下一个室予以自动卸灰。为确保生产安全，避免意外出现，系统中设计有保护功能，如果重要的设备温度过高的时候，PLC就会输出信号，进行声光报警。到了上极限的时候，运用高压电机跳闸的形式保护电机。若是PLC输出启动信号但并没有收到接触器的输入信号，那么PC画面就会进行红色报警。

PLC可以进行自我诊断。当不同的故障发生的时候，CPU按照事件的优先程度不同而调用不同的错误组织块。在组织块内把故障信息用临时变量的方式，存储在其声明表内，运用监控软件，将故障信息采入画面里，就能够实现对PLC的工作状态进行监控。如若有任何一个模块发生故障，将会使得CPU停机。故而，下传错误组织块OB122非常重要。

上位机监控软件运用的是WINCC6.0，其是基于WINDOW对象链接以及嵌入，同时创建的开放式接口，能够让操作者在计算机屏幕中看到PLC的工业现场情况。在监控画面内可以实现以下的功能：

（1）控制操作：通过WINCC组态环境的画面定义喷吹的时间、周期以及卸灰的时间和周期，于中心控制室可以对相关设备实施在线控制，满足手自动控制方式的选择以及在线设置PLC的部分参数。上位机只是总线中的一个站点，它和PLC执行实时通迅。

（2）显示功能：按照工艺流程在用户窗口里设置电磁阀、风机、卸灰机、皮带、运行状态和故障显示灯等。在上位机中能够对现场设备予以实时监控，并且建立起图形对象和数据对象的对应关系，在画面中借助编程可以达到模拟显示除尘系统各阀门运行状况的效果。各个阀门的位置指示运用不同的颜色指示开位、关位以及正在开或是关等，还有现场仪表温度、压力以及状态参数等指标。

（3）数据管理：结合运行参数的变化情况以及重要程度，数据存储并且建立历史和实时的变化曲线，借助实时及历史的数据能够摸清任一时间系统的运行状态，了解到除尘管理的过程，以供统计分析的时候用。实时变化图显示的是目前时间信号的变化情况，可把这种变化绘制成图并进行记录。历史变化图能够利用打印机进行打印或者软盘进行备份，以便对生产工艺的变化或是事故予以分析。

（4）报警功能：如果某一个模拟量值超过一定范围或是出现异常的时候，能够按照不同的需要发出相应的报警。借助工艺流程图中相应的设备报警，并借助文字进行提示，显示出故障的位置，同时在事件表内记录这一故障，对快速确认故障，排除故障起到很好作用。

4结语

总之，PLC在上位机的内存数据、用户窗口、实时数据库以及现场仪器设备间成功构建了实时的通信关系，从而对整个布袋除尘系统进行全面有效的管理，最大可能的达到各种操作要求。PLC不但可以达到对开关量的逻辑控制，还有非常强大的计算能力，亦可完成和工业计算机等智能设备的通信。

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