布袋式自动除尘系统的设计与调试

伴随着我国环保标准的提高,对企业烟尘排放、二氧化硫污染的管理日益加大。燃煤电厂改用低硫煤或者是烟气脱硫装置等在企业中广泛推广,但为了达到排放标准对于除尘嚣的改造成本增加,影响电除尘效率和效果。从以往的研究来看,布袋除尘装置在防尘方面有其独特的功交。因此,以布袋式自动除尘系统为研究对象,分析其硬件设计和软件设计及调试的相关问题,不仅能够节约成本,而且对于环境治理有着极为重要的意义。

1 硬件设计

1.1 可编程控制器的选择

根据对自动化布袋除尘器的理解和对运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择,S7-200系列PLC具有的特点:(1)它结构紧凑;(2)扩展性良好;(3)指令功能强大;(4)价格低廉;(5)成为当代各种小型控制工程的理想控制器。

1.2 压力传感器

压阻式压力传感器是通过单晶硅材料和集成电脑技术两方面结合而研制的传感器。它有几个方面优势采用的是单晶硅材料的压阻效应以及集成电路技术相结合而制成而成的传感器。压阻式压力传感器优点:(1)频率响应高,f0可达1.5MHz;(2)体积小、耗电少;(3)灵敏性较高、精确性好,最大精确度可达0.1%;(4)非运动部件(敏感元件和转换元件融为一体)具有较高可靠性,能在振动、冲击、腐蚀以及强干扰等环境下工作。

一旦作用力于硅晶体,将会引起变形,促使载流子由一个能俗转变为另一个能俗散射,使得载流子的迁移率出现变化,导致载流子从纵向和横向的平均量变化,最终使得硅的电阻率出现波动变化 1.3 I/O地址分配PLC程序的前提条件是I/O地址的分配,亦即现场接线与调试主要的参照依据。按照传送控制系统的要求,拟定好PLC的I/O分配表,见表1。

1.4 控制系统原理图

以西门子S7-200作为PLC,手动清灰按钮(SB4)、自动选择按钮(SB1)、自动启动按钮(SB2)、手动选择按钮(SB3)、手动除灰按钮

(SB5)、模拟故障按钮(SB6)以及急停按钮(SB7)是其开关系统。用电机来表示清灰装置,用指示灯表示喷吹阀和压力传感器。

2 软件设计

2.1 PLC的编程语言

PLC的编程语言包括指令表语言(IL)、功能模块图语言(FBD)、梯形图语言(LD)、顺序功能流程图语言(SFC)和结构化文本语言(ST)五种语言。

2.2 指令表语言(IL)

指令表编程和梯形图编程语言图二者之间是相互映衬的,将它们置于PLC编程软件条件中后,不仅可出现互相转换,而且具有操作便利、容易记忆以及掌握便捷的典型特征。

2.3 功能模块图语言(FBD)

功能模块图语言和数字逻辑电路作为PLC编程语言中的一类,具有普遍的相似性。往往通过功能模块图的形式来体现模块自身具有的功能,每种功能模块均具有自身独特的功能。

2.4 顺序功能流程图语言(SFC)

顺序功能流程图语言作为常见的设计的编程语言,它不仅能够满足顺序逻辑控制,而且具有控制功能任务的梯形图逻辑,非常利易于阅读和维护,极大地减少了人工的工作量。

3 实施

3.1 工作流程

当含尘气体被吸入到布袋除尘嚣之后,烟气则会被分配装置到达滤袋中,在这一过程中粉尘会完全被滤袋的外侧挡住,在净化以后气体会从出口向外部排出来,滤袋的外表则将全部的粉尘吸附住,当粉尘累积到较大的量后,开关自动开启,待压缩空气吹入到滤袋以后,滤袋外表的粉尘清就会落到灰斗里面去,最终经过回转排灰阀把粉尘排出来。

3.2 PLC程序设计

S7-200的编程软件:STEP7-Micro/WIN32。它能够极大地方便在Windows环境下对PLC编程、调试以及监控工作。使得PLC的编程更加方便、快捷。根据上述的流程图和I/O地址分配,经过深思熟

虑、反复验证,编写了本课题设计的布袋除尘系统的最佳梯形图程序,具体程序如下。

(1)网络1(图1)是布袋除尘器的自动启动方式和手动清灰程序,自动选择按钮I0.4和自动启动按钮I0.7闭合,压力传感器M0.0是常闭的触点,在清灰电动机Q0.0通电之后,启动清灰开始。按下按钮I0.3以及按钮I0.5以后,当手动选择按钮I0.3以及清灰按钮I0.5处在闭合状态时,清灰电机Q0.0通电工作,实现手动清灰。

(2)网络2(图2)是布袋除尘器手动除灰系

统的程序,当手动选择按钮I0.3和手动除灰按钮I0.6闭合,故障指示灯I1.0与急停按钮I1.1是常闭触点,在除灰电动机Q0.1以及喷吹阀Q0.3通电以后,实现手动除灰方式。

(3)网络3(图3)是一个报警系统,故障

I1.0闭合,故障指示灯Q0.2通电闪烁,提示整个系统存在故障请及时检修。

(4)网络4(图4)和网络5(图5)是模拟压

力传感器在布袋除尘器中的功能。

压力传感器M0.0通电,计数器DIV开始计数,AIW0的范围为1~32 752,当VW2=AIW0/327>80时

压力传感器M0.0通电,常闭触点断开后再闭合。从而来控制自动启动时清灰与除灰。

3.3 调试

在实验室运用可编程控制器试验台,运用主机S7-200CPU224 XP CN REL,直流电为24V。并连接

380V电压控制的电机来模拟布袋除尘器的风机和除尘挡板,通过PLC控制交流接触器来控制电机,从而实现课题目的。

将程序写入软件,然后进行编译,确定无错误以后,进行模拟仿真,在梯形图上就看到执行情况。假如对梯形图进行修改,要求断开和模拟PLC的仿真状态。一旦电源闭合系统有电流经过后,再将自动选择按钮I0.4按下,再按下自动启动按钮I0.7系统,自动清灰将开始运行,随着清灰的动作进行,布袋外壁的附着物会越来越多,这时布袋外壁和袋内会形成压力差,在这里我用滑动变阻器来模拟布袋内外的压力差,当压力差达到给定值时,电动机Q0.1开始运转,从而模拟出除灰过称。

4 结论

本文论述的自动化布袋除尘器的设计原理与实现方法,包括硬件设计与软件设的基本结构及其工作原理,并且对袋式除尘器的硬件以及软件的选择和调试做出了总结,不仅在理论上论证了该系统实施的可行性,而且在实验中进行了模拟调试。

参考文献

[1] 孙熙.布袋式除尘器技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2] 王振力.工业控制网络[M].北京:人民邮电出版社,2012.

[3] 霍罡,樊晓兵.欧姆龙 CP1H PLC 应用基础与编程实践[M].北京:机械工业出版社,2008.

作者简介:孙凤玲,黑龙江工商学院,研究方向:电力工程。

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