摘要: 介紹了采用可編程控制器的濾袋式除塵控制系統(tǒng), 主要實(shí)現(xiàn)溫度和差壓信號的采集, 引風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等的控制,它采用西門子的S7—200 控制系統(tǒng), 具有模擬信號采集和文本顯示功能。

關(guān)鍵詞: 濾袋式除塵系統(tǒng); 控制系統(tǒng); 信號采集; 文本顯示

1 除塵系統(tǒng)簡介

根據(jù)應(yīng)用原理不同, 除塵系統(tǒng)可分為靜電式除塵、液式除塵和濾袋除塵。根據(jù)壓力的不同, 濾袋除塵系統(tǒng)又可分為正壓除塵和負(fù)壓除塵。由于正壓除塵在有些地方的使用失敗, 目前我國普遍采用的是負(fù)壓除塵。袋式除塵器有脈沖噴吹式、長袋低壓脈沖式、分室引射脈沖式、濾筒脈沖噴吹式、環(huán)隙噴吹脈沖式、扁袋脈沖噴吹式、順噴脈沖式、氣環(huán)反吹式、回轉(zhuǎn)反吹式、大氣反吹式和氣箱脈沖式等多種結(jié)構(gòu)形式。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐, 現(xiàn)在的鋼廠、電石廠等許多具有粉塵污染的單位多采用脈沖( 壓縮空氣) 噴吹袋式除塵器。負(fù)壓袋式除塵系統(tǒng)原理是采用引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓, 使得帶有粉塵的氣體沿著系統(tǒng)管道通過濾袋, 而粉塵則貼附于濾布縫隙間, 因而使粉塵從煙氣中分離出來, 清潔的氣體經(jīng)抽風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)管由煙囪排入大氣。負(fù)壓袋式除塵控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括引風(fēng)機(jī), 空壓機(jī), 螺旋機(jī), 給料機(jī)。

2 S7—200 簡介

SIMATICS7—200 系列PLC 適用于各行各業(yè), 各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7—200 系列的較大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中, 或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7—200 系列具有較高的性價比。本系統(tǒng)采用的是CPU224:CPU 單元設(shè)計: 集成的24 V 負(fù)載電源, 可直接連接到傳感器和變送器( 執(zhí)行器) , 可用作負(fù)載電源。CPU 224 具有14 個輸入點(diǎn)和10 個輸出點(diǎn)。

本CPU 采用繼電器輸出, 開關(guān)量輸入。擴(kuò)展有8 入8 出模塊和模擬模塊。

中斷輸入, 允許以極快的速度對過程信號的上升沿做出響應(yīng)。電池模塊, 用于長時間數(shù)據(jù)后備。用戶數(shù)據(jù)( 如標(biāo)志位狀態(tài), 數(shù)據(jù)塊,定時器, 計數(shù)器) 可通過內(nèi)部的超級電容存貯大約5 天。選用電池模塊能延長存貯時間到200 天( 10 年壽命) 。

3 負(fù)壓袋式除塵系統(tǒng)控制原理

本控制系統(tǒng)采用基于S7—200 的電器控制。根據(jù)負(fù)壓袋式除塵系統(tǒng)的工藝要求, 其控制環(huán)節(jié)組成見圖1。

本系統(tǒng)用戶主要是通過TD200 來進(jìn)行操作的, TD200 文本顯示器是所有SIMATIC S7—200 系列操作員界面問題的最佳解決方法。TD200 連接很簡單, 只需用它提供的連接電纜接到CPU 22X 系列PPI 接口上即可。不需要單獨(dú)的電源。

通過TD200 我們可以設(shè)置濾袋進(jìn)口溫度的上下限, 設(shè)置混風(fēng)閥打開的溫度, 混風(fēng)閥關(guān)閉的溫度和緊急停車溫度。還可以設(shè)置濾袋的進(jìn)出口的壓差和最高壓差。系統(tǒng)開始是按照工藝要求給出參數(shù), 但實(shí)際經(jīng)過一段時間的運(yùn)行, 我們可以得到最好的運(yùn)行參數(shù), 這樣既可以節(jié)省能源也可以延長濾袋壽命, 達(dá)到優(yōu)化的目的。系統(tǒng)差壓的測量和溫度的測量都是通過西門子的AD 模塊來實(shí)現(xiàn)的, 通過它我們可以實(shí)現(xiàn)模擬量的采集和處理。由于工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境比較復(fù)雜, 通常采用差壓變送器和溫度變送器, 實(shí)現(xiàn)電流轉(zhuǎn)換, 即輸入AD模塊的是4 mA～20 mA 電流。這樣我們可以保證信號的真實(shí)性。本系統(tǒng)所有PLC 節(jié)點(diǎn)輸出均采用單獨(dú)的24 V 開關(guān)電源, 并用中間繼電器將外部電路與PLC 隔離, 以實(shí)現(xiàn)對PLC 的保護(hù)作用?？紤]到性價比, 并保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性, 對于引風(fēng)機(jī)我們采用軟啟動器來降低啟動電流。

4 負(fù)壓袋式除塵系統(tǒng)控制流程

( 1) 啟動流程( 見圖2) 。其中煙道閥是手動關(guān)閉, 引風(fēng)機(jī)必須在閥門關(guān)閉時才能打開, 否則容易造成啟動電流過大, 或者引風(fēng)機(jī)故障。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中, 風(fēng)機(jī)閥門可以打開不同角度來控制風(fēng)量。每次系統(tǒng)關(guān)閉時自動關(guān)閉引風(fēng)機(jī)閥門。

( 2) 空壓機(jī)流程( 見圖3) 。由于空壓機(jī)壓力較高, 一般空壓機(jī)帶有安全閥, 防止意外發(fā)生。空壓機(jī)的壓力一般要求必須在指定的范圍內(nèi), 否則, 壓力太小, 噴吹效果不明顯。所以, 當(dāng)壓力到達(dá)下限時自動打開空壓機(jī), 壓力到達(dá)上限時自動?？諌簷C(jī)。另外, 為了防止啟動電流過大對供電系統(tǒng)造成故障, 一般要等引風(fēng)機(jī)啟動完成以后才能啟動空壓機(jī)。

( 3) 噴吹流程( 見圖4) 。濾袋通過差壓計來控制濾袋進(jìn)出口壓差, 也就是控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行, 當(dāng)差壓達(dá)到指定要求時, 啟動脈沖儀開始噴吹。

為了保證系統(tǒng)運(yùn)行, 同時采用定時系統(tǒng), 當(dāng)達(dá)到一定時間還沒有差壓噴吹就定時噴吹。本系統(tǒng)還有溫度控制, 當(dāng)濾袋進(jìn)口溫度達(dá)到某一溫度時, 打開混風(fēng)閥來降低濾袋入口溫度, 達(dá)到對濾袋的保護(hù)作用和保證系統(tǒng)的運(yùn)行。當(dāng)溫度和差壓在指定位置持續(xù)一定時間, 則緊急停止系統(tǒng)檢查故障。

( 4) 溫度控制流程( 見圖5) ?？刂茷V袋入口溫度在指定的范圍內(nèi), 避免溫度過高對濾袋造成損傷。

( 5) 停機(jī)流程( 見圖6) 。系統(tǒng)停止時, 做最后一次噴吹除塵。因?yàn)閷τ谝恍┨厥獾幕? 長時間堆放在除塵器里, 容易對濾袋造成損壞。另外, 本系統(tǒng)有專門的超壓和超溫停機(jī)程序, 就是差壓太高或者濾袋入口溫度過高, 進(jìn)入停車程序。

5 結(jié)語

本系統(tǒng)自投入運(yùn)行后, 性能可靠穩(wěn)定, 較好地滿足了生產(chǎn)工藝的要求, 利用S7- 200 強(qiáng)大可靠的控制能力, 再加上工控機(jī), 采用組態(tài)軟件和現(xiàn)場總線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場自動化。

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