鍋爐吹灰系統(tǒng)PLC控制的設(shè)計(jì)-精品

1、鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)I摘 要本文對(duì)基于 PLC 控制的燃?xì)饷}沖吹灰器進(jìn)行了介紹。針對(duì)工業(yè)鍋爐的積灰原因以及積灰后對(duì)鍋爐的影響,人們提出了鍋爐吹灰的概念。本文列舉了幾種常用的工業(yè)鍋爐吹灰設(shè)備，重點(diǎn)闡述燃?xì)饷}沖吹灰設(shè)備，并提出針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的需求，引入目前工業(yè)控制市場(chǎng)上流行的西門子公司的 S7-200 系列可編程控制器進(jìn)行編程和調(diào)試。S7-200 系列可編程控制器具有抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，體積小巧，編程簡(jiǎn)單靈活等特點(diǎn)，而且具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性和通信能力，S7-200 的特點(diǎn)在燃?xì)饷}沖吹灰器控制系統(tǒng)中得到了充分體現(xiàn)。本文使用 S7-200 系列 PLC 的相關(guān)軟件 STEP 7Micro

2、/WIN 進(jìn)行編程和調(diào)試，使 PLC 通過接觸器控制電動(dòng)球閥和電磁閥以及點(diǎn)火器工作。電動(dòng)球閥用來選擇吹灰層面，電磁閥用來控制氣體流量，點(diǎn)火器用來點(diǎn)燃可燃混合氣體。在實(shí)際工作運(yùn)行中，基于 PLC 控制的燃?xì)饷}沖吹灰器在工業(yè)鍋爐吹灰技術(shù)中效果顯著。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：吹灰器、可編程控制器、S7-200 系列，STEP 7Micro/WIN、鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)IIAbstractThis text has introduced Blowing-Ash-Equipment which is controlled with PLC technology to control the pulse

3、 in blowing the ash .When it has been researched the reason of the accumulating-ash and its bad aspect to the industrialized boiler, people have put forward to the concept in boiler-blowing. This paper has enumerated some kinds of general industrial boiler blowing-ash equipments and elaborated the B

4、lowing-Ash- Equipment. With the demand according to industrial automation，we have selected the S7-200 PLC series which is very popular in the industrial control market at the present time to do programming and debugging. S7-200 PLC series have the stronger ability of anti-jamming、higher reliability

5、、smaller in size and easy in programming and so on . It has very strong expansibility and communication ability, the characteristic of S7-200 has made a sufficient effect in Blowing-Ash-Equipment This text uses related software STEP7-Micro/WIN of S7-200 series PLC to carry out programming and debugg

6、ing , it makes PLC control electric ball valve and electromagnetism valve as well as igniter work through contactor. Electric ball valve is used to select the blowing layer surface, electromagnetism valve is used to control gas rate of flow, igniter is used to light mixed burnable gas. In actual wor

7、king operation based on PLC control burning gas pulse Blowing-Ash-Equipment to blow the ash in industrial boiler has get the effect notable. Key words：Blowing-Ash-Equipment、Programmable Logic Controller、S7-200 series、STEP 7Micro/WIN鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)III目目 錄錄第一章 緒 論.1 1第二章 燃?xì)饷}沖吹灰器.2 22.1 燃?xì)饷}沖吹灰器的原理： .2

8、2.2 燃?xì)饷}沖吹灰系統(tǒng)構(gòu)成 .32.3 燃?xì)饷}沖吹灰器的布置方案 .52.3.1 吹灰器布置位置及能量選擇 .52.3.2 燃?xì)饷}沖吹灰器安裝時(shí)鍋爐的開口尺寸 .62.3.3 系統(tǒng)組成 .7第三章 可編程控制器.9 93.1 可編程控制器概述.93.2 PLC 的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域.103.3 PLC 控制系統(tǒng)的組成.123.3.1 硬件組成 .123.3.2. 軟件組成 .143.4 PLC 控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì).16第四章第四章 PLCPLC 控制方案的設(shè)計(jì)控制方案的設(shè)計(jì) .17174.1 方案選擇 .174.2 工作流程 .174.3 PLC 選型和資源配置.184.3 自動(dòng)控制系統(tǒng) PLC

9、 程序設(shè)計(jì) .21第五章第五章 結(jié)結(jié) 論論.3333參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).3434致致 謝謝.3535附錄附錄.3636聲聲 明明.3737鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)1第一章 緒 論工業(yè)鍋爐是工廠的動(dòng)力源設(shè)備，它在工廠中發(fā)揮著重要的作用，已經(jīng)顯現(xiàn)出越來越重要的地位,但由于積灰原因,工業(yè)鍋爐平均運(yùn)行熱效率為60-70%,運(yùn)行效率與鑒定效率相差10-20%,這就使燃料的消耗白白增加了15-25%。吹灰設(shè)備的引入，使工業(yè)鍋爐的吹灰得到了有效的提高，目前市場(chǎng)上有各種不同的吹灰技術(shù)，如聲波吹灰技術(shù)，蒸汽吹灰技術(shù)，鋼珠除灰技術(shù)以及燃?xì)饷}沖吹灰技術(shù)等，但除灰效果最好，評(píng)價(jià)最高的要數(shù)燃?xì)饷}沖技術(shù)了，對(duì)

10、燃?xì)饷}沖吹灰器的自動(dòng)化控制是非常需要的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)基于PLC控制的吹灰器控制也成為一種流行趨勢(shì)。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，可編程控制器是大多數(shù)自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備?？删幊炭刂破魇且环N利用計(jì)算機(jī)原理為順序控制專門設(shè)計(jì)的、通用的、使用方便的裝置。它采用了專用設(shè)計(jì)的硬件，而使用性能都是通過控制程序來確定的。PLC 目前的技術(shù)發(fā)展水平已大大超過其出現(xiàn)時(shí)的技術(shù)水平， PLC 適合低成本自動(dòng)化項(xiàng)目和作為大型 DCS 系統(tǒng)的 I/O 站，工控機(jī)在中規(guī)模小范圍自動(dòng)化工程中有很好的性能價(jià)格比。PLC 在各領(lǐng)域的自動(dòng)化中扮演了不可缺少的角色。目前，可編程控制器的主流廠商有 A-B、Siemens 和 Mod

11、icon 等。本系統(tǒng)選用西門子公司的 S7-200 可編程控制器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行順序控制。文中介紹了燃?xì)饷}沖吹灰器的構(gòu)成、吹灰原理及在工業(yè)鍋爐吹灰中的作用。在了解了燃?xì)饷}沖吹灰器的工藝流程后，重點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行程序的編程和調(diào)試，并通過編程軟件 STEP 7Micro/WIN 將程序下載到 PLC，實(shí)現(xiàn)手/自動(dòng)控制切換，自動(dòng)順序循環(huán)吹灰控制，以及報(bào)警等功能。燃?xì)饷}沖吹灰器的自動(dòng)控制可以給生產(chǎn)帶來極大的方便，可以提高工作效率，減少人員的浪費(fèi)。燃?xì)饷}沖吹灰器引入 PLC 控制系統(tǒng)，使鍋爐吹灰實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，鍋爐吹灰效果顯著，鍋爐的熱效率利用率有效提高。鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)2第二章 燃?xì)饷}沖吹灰器2.

12、1 燃?xì)饷}沖吹灰器的原理：鍋爐在運(yùn)行過程中，換熱表面上產(chǎn)生的積灰將減弱工質(zhì)與煙氣間的熱交換，增加煙氣阻力，降低鍋爐熱效率，增加燃料消耗，影響鍋爐的正常運(yùn)行。在工業(yè)鍋爐中，積灰有時(shí)還會(huì)引起尾部換熱器產(chǎn)生腐蝕，造成鍋爐運(yùn)行危險(xiǎn)。現(xiàn)在正在運(yùn)行的大中型鍋爐基本上安裝了不同類型的吹灰裝置，例如，蒸汽吹灰、水力吹灰、鋼珠吹灰、聲波或超聲波吹灰等。但這些吹灰設(shè)備普遍存在不同的問題。燃?xì)饷}沖吹灰器相對(duì)上述吹灰裝置具有很高能量，足以產(chǎn)生破碎積灰層的激波，而具有良好的吹灰效果，并且它的運(yùn)行成本低，操作簡(jiǎn)單，安全可靠。燃?xì)饷}沖吹灰器是通過燃?xì)饷}沖性氣體爆燃生成沖擊波。燃料（乙炔、天燃?xì)饣虮榈雀叻磻?yīng)性能氣體燃料）在

13、一個(gè)特殊的裝置中被高能點(diǎn)火器點(diǎn)燃，產(chǎn)生劇烈的爆燃使火焰烽后的燃燒氣體瞬間升至高壓，并在火焰烽面前形成壓縮波；在經(jīng)過火焰導(dǎo)管時(shí)，壓縮波不斷加強(qiáng)，形成一道穩(wěn)定的激波；這道激波進(jìn)入激波發(fā)生器后，一方面作為點(diǎn)火激波點(diǎn)燃罐內(nèi)的可燃?xì)怏w，另一方面激波在特殊結(jié)構(gòu)的激波發(fā)生罐內(nèi)被調(diào)制而加強(qiáng)，最終調(diào)制好的激波從噴口噴射到鍋爐的換熱設(shè)備上，使受熱面上的積灰受激波的作用而破碎、剝落。通過控制激波的能量，迫使受熱面的積灰在足夠強(qiáng)度的激波作用下脫落以適應(yīng)鍋爐受熱面上的不同類型的積灰14。 激波會(huì)在積灰與基底的物理界面發(fā)生反射，并能通過折射而導(dǎo)入積灰內(nèi)部，激波劇烈的壓力縱波對(duì)積灰產(chǎn)生一種先壓后拉的作用，使積灰破裂，導(dǎo)入積

14、灰中的折射激波還會(huì)在灰體內(nèi)產(chǎn)生橫波，和入射波和反射波相互作用，使積灰與基底之間的結(jié)合面產(chǎn)生剪力，使積灰脫離基地。鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)3圖 2-1 激波吹灰器的原理示意圖2.2 燃?xì)饷}沖吹灰系統(tǒng)構(gòu)成燃?xì)饷}沖吹灰器由三個(gè)部分組成：主發(fā)生器部分、控制部分和工作部分。主發(fā)生器部分主要包括空氣和燃?xì)獾幕旌掀?、混合器的點(diǎn)火器、層分配器以及控制進(jìn)氣和分層的各種控制閥門和壓力、流量傳感器等；控制部分包括控制柜和上位計(jì)算機(jī)（備選） ；工作部分包括激波發(fā)生器和激波噴口。 1發(fā)生器部分整個(gè)發(fā)生器部分完全受控制部分的控制，按時(shí)序開啟和關(guān)閉各個(gè)工作閥門，確定燃?xì)獾某淙肓?、燃?xì)夂涂諝獾呐浜媳群凸ぷ鲗用娴倪x擇等

15、，并點(diǎn)燃混合氣體，制造爆燃火焰，通過火焰導(dǎo)管傳給工作部分的激波發(fā)生器。 2控制部分燃?xì)饷}沖吹灰器由控制部分的控制柜進(jìn)行自動(dòng)控制?？刂乒窨蛇M(jìn)行工作參數(shù)的設(shè)置，包括各工作層工作次數(shù)和激波的強(qiáng)度控制，以及每次爆炸之間的等待間隔等。3工作部分為了在實(shí)際使用中具有最大的方便性、經(jīng)濟(jì)性和通用性，激波吹灰器的工作部分采用了設(shè)計(jì)獨(dú)特的單元式激波發(fā)射器和分層吹灰的工作方式。單元式激波發(fā)射器和不同的激波噴口分層吹灰的工作方式：由一至幾個(gè)激波發(fā)生器組成一個(gè)吹灰層面，負(fù)責(zé)某個(gè)局部區(qū)域的吹灰工作；而由幾個(gè)吹灰層面共同組成一個(gè)完整的吹灰系統(tǒng)。各個(gè)吹灰層面都通過各自的火焰導(dǎo)管和層選通電動(dòng)閥門與共用的主發(fā)生器相聯(lián)。這種方式的

16、系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅使吹灰器有最大的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也使用系統(tǒng)更為簡(jiǎn)單可靠，易于安裝。分層工作方式圖 ：圖 2-2 總能量相同，激波發(fā)生器的三種選擇形式鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)4圖 2-3 噴口形狀對(duì)激波作用范圍和作用距離的影響燃?xì)饷}沖除灰器系列化了所有可能的不同能量大小的激波發(fā)生器和各種大小和形狀的激波發(fā)射噴口，通過他們的合理組合能最佳的滿足不同環(huán)境條件和不同類型的除灰需要。燃?xì)饷}沖吹灰器可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用多種設(shè)計(jì)方式，具有獨(dú)有的靈活性和實(shí)用性。本次設(shè)計(jì)燃?xì)饷}沖吹灰器選用單點(diǎn) 45 度斜口吹灰。燃?xì)饷}沖吹灰器的技術(shù)性能如表 2-1 表 2-1 燃?xì)饷}沖吹灰器的技術(shù)性能列表：型號(hào)額定能量（KJ

17、）作用范圍（）3m作用距離（m）HY-101042.0HY-252582.5HY-5050123.0HY-100100204.0HY-200200355.0HY-400400606.5燃?xì)饷}沖吹灰器的特點(diǎn)吹灰有效，能夠快速、徹底清除各種類型積灰；能量強(qiáng)度易于調(diào)整，對(duì)不同類型的積灰都有最佳適應(yīng)性；根據(jù)不同類型的受熱面，可以選擇與之匹配的吹灰器型號(hào)和噴口的形狀；運(yùn)行程序簡(jiǎn)單，全部自動(dòng)化易于操作，適用性強(qiáng)，定期運(yùn)行吹灰裝置，且一次運(yùn)行周期短，運(yùn)行穩(wěn)定；激波能量大，吹灰效果明顯，吹灰速度快；鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)5激波射流的方向，可以通過不同噴口結(jié)構(gòu)和噴口的設(shè)置方向調(diào)整，因而能適應(yīng)于不同結(jié)構(gòu)

18、和形狀的鍋爐管束；2.32.3 燃?xì)饷}沖吹灰器的燃?xì)饷}沖吹灰器的布置方案布置方案本方案是為燕山石化事業(yè)部三電站 WGZ75/9.8-2 型電站鍋爐制作燃?xì)饷}沖吹灰器的布置方案。本方案按照三電站的鍋爐尺寸及吹灰需要，選擇下列內(nèi)容：1.燃?xì)饷}沖吹灰器的布置位置，數(shù)量，及能量選擇2.為安裝燃?xì)饷}沖吹灰器在鍋爐上的開孔尺寸和形式3.對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和說明2.3.1 吹灰器布置位置及能量選擇對(duì)鍋爐安裝吹灰器，所關(guān)心的重點(diǎn)問題是鍋爐換熱器的尺寸以及鍋爐的熱量走向，對(duì)換熱器尺寸的了解以及鍋爐的熱量走向，可以幫助我們選用合適的能量激波罐，達(dá)到合理的吹灰覆蓋面以及合理的能量配置。如圖 2-4：1、2 為鍋爐的過

19、熱器高溫部分；3、4 為鍋爐的過熱器低溫部分5、6 為鍋爐的省煤器部分； 7、8 為鍋爐的空氣預(yù)熱器部分圖 2-4 燕山三電站的鍋爐簡(jiǎn)圖鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)6過熱器：過熱段部分，根據(jù)煙氣的流向，一般在過熱器下部積灰較多，又由于高溫過熱段和低溫過熱段的煙氣的溫度都在 716956 度，過高的溫度會(huì)使引燃的可燃?xì)鉄o法形成激波，對(duì)此，選擇單點(diǎn)設(shè)為一層，能量強(qiáng)度大，又解決了過熱段激波能量分配不均的問題。過熱部分選用 HY-100 型吹灰器，這種激波罐作用范圍為20，作用距離為 4m。3m省煤器：針對(duì)鍋爐尺寸，選用作用范圍為 12作用距離為 3m 的吹灰器3m（HY50） ，能達(dá)到作用寬度

20、1.7m，每點(diǎn)采用間隔 1.8m，這樣就使整體的覆蓋面積達(dá)到 6m，可以達(dá)到省煤器的除灰效果?？諝忸A(yù)熱器：兩級(jí)空氣預(yù)熱器部分由于積灰比較嚴(yán)重，吹灰器應(yīng)選擇的比較充裕，根據(jù)鍋爐特點(diǎn)，第一級(jí)采用上下對(duì)吹，第二層，單獨(dú)向下吹灰，由于安裝點(diǎn)數(shù)比較多，溫度不是很高，采用（HY50）可達(dá)到除灰效果。下表為鍋爐安裝吹灰器的安裝列表表 2-2 吹灰器安裝列表：換熱器安裝位置數(shù)量型號(hào)過熱器 I高溫過熱器左側(cè)1HY-100過熱器 I高溫過熱器右側(cè)1HY-100過熱器 II低溫過熱器左側(cè)1HY-100過熱器 II低溫過熱器右側(cè)1HY-100省煤器 I尾部煙道前墻3HY50省煤器 II尾部煙道后墻3HY50空預(yù)器 I

21、尾部煙道前墻2HY50空預(yù)器 I尾部煙道前墻2HY50空預(yù)器 II尾部煙道前墻2HY502.3.2 燃?xì)饷}沖吹灰器安裝時(shí)鍋爐的開口尺寸安裝燃?xì)饷}沖吹灰器需要在鍋爐上為燃?xì)饷}沖噴口開安裝孔。開孔的位置就是燃?xì)饷}沖噴口所在的位置，見圖 2-4 和表 2-2。過熱器的 100KJ 噴口安裝在過熱器人孔上部，開220 的安裝開口，以放入219 的安裝套管，安裝方式見圖 2-5。對(duì)省煤器和空氣預(yù)熱器處分別開220 的安裝開口，以放入219 的安裝套管。鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)7圖 2-5 燃?xì)饷}沖吹灰器噴口的開孔尺寸2.3.3 系統(tǒng)組成如下圖，整個(gè)系統(tǒng)共有 16 個(gè)燃?xì)饷}沖罐，共分為九個(gè)工作層面

22、，過熱器四個(gè)燃?xì)饷}沖罐組成四個(gè)層面，每一個(gè)燃?xì)饷}沖罐為一個(gè)工作層面。每級(jí)省煤器的三個(gè)燃?xì)饷}沖罐組成一個(gè)工作層面，兩級(jí)省煤器六個(gè)燃?xì)饷}沖罐共組成兩個(gè)工作層面。兩級(jí)空氣預(yù)熱器的每?jī)蓚€(gè)燃?xì)饷}沖罐為一個(gè)工作層面，共三個(gè)工作層面。圖 2-6 吹灰系統(tǒng)圖鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)8對(duì)吹灰系統(tǒng)圖的補(bǔ)充：圖 2-7 為控制系統(tǒng)的主發(fā)生器， “空氣管線”接壓縮空氣， “接乙炔管線”送入乙炔氣體，乙炔氣體進(jìn)氣量由電磁閥的開啟時(shí)間來控制?？諝夂鸵胰舶凑找欢ǖ谋壤M(jìn)入混合罐并充分混合，再在點(diǎn)火罐中點(diǎn)燃混合氣體，送入層分配器中，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)控制電動(dòng)球閥開啟和關(guān)閉，來確定進(jìn)行某一層的吹灰。每除一次灰，系統(tǒng)要進(jìn)行吹

23、掃控制，目的是吹掃殘余的廢氣。圖 2-7 主發(fā)生器鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)9第三章 可編程控制器隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣控制技術(shù)在各領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。可編程控制器（Programmable Logic Controller）的應(yīng)用使電氣控制技術(shù)發(fā)生了根本的變化。PLC 是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、和網(wǎng)路通訊技術(shù)發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置。PLC以其可靠性高、靈活性強(qiáng)、使用方便的優(yōu)越性，迅速占領(lǐng)了工業(yè)控制領(lǐng)域。從單機(jī)自動(dòng)化到生產(chǎn)線自動(dòng)化及至工廠自動(dòng)化，從工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控設(shè)備到柔性制造系統(tǒng)（FMS） ，從集中控制系統(tǒng)到大型集散

24、控制系統(tǒng)，PLC 均充當(dāng)著重要角色，并展現(xiàn)出了強(qiáng)勁的態(tài)勢(shì)。PLC 作為先進(jìn)的、應(yīng)用勢(shì)頭最強(qiáng)的工業(yè)控制器風(fēng)靡全球。PLC 技術(shù)、CAD/CAM 技術(shù)和工業(yè)機(jī)器人成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱3。3.1 可編程控制器概述在 PLC 問世之前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位。繼電器控制系統(tǒng)有著十分明顯的缺點(diǎn)：體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運(yùn)行速度慢、適應(yīng)性差，尤其當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，就必須重新設(shè)計(jì)、重新安裝，造成時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)。為了改變這一現(xiàn)狀。1968 年美國(guó)最大的汽車制造商通用汽車公司（GM） ，為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷更新的要求，以在激勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)的汽車工業(yè)中占到優(yōu)勢(shì)，提出要研究一種新型的

25、工業(yè)控制裝置來取代繼電器控制裝置，為此，特?cái)M定了十項(xiàng)公開招標(biāo)的技術(shù)要求，即：1）編程簡(jiǎn)單方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序;2）硬件維護(hù)方便，最好是插件式結(jié)構(gòu);3) 可靠性要高于繼電器控制裝置；4）體積小于繼電器控制裝置；5）可將數(shù)據(jù)直接送入管理機(jī)算機(jī)；6）成本上可與繼電器柜競(jìng)爭(zhēng)；7）輸入可以是交流 115V；8）輸出為交流 115V，2A 以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；9）擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只需做很小的改動(dòng)；10）用戶程序儲(chǔ)存器容量至少可以擴(kuò)展到 4KB。鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)10第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，使得電氣控制功能實(shí)現(xiàn)了程序化，這就是第一代可編程序控制器?？?/p>

26、編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式輸入輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則而設(shè)計(jì)。可編程控制器是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)”即為計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。 “專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)” ，即為工業(yè)計(jì)算機(jī)。這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用“面向用戶的指令” 。因此編程方便，它能完成“邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)算和算術(shù)操作” ，它還具有“數(shù)字量或模擬量輸入輸出控制”的能力。并且非常

27、容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體” ，易于擴(kuò)充。這就是新一代的、現(xiàn)場(chǎng)工人易于接受的“藍(lán)領(lǐng)計(jì)算機(jī)” ，是真正的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。3.2 PLC 的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域 1.可靠性高由于采取了一系列的保證 PLC 高可靠性的措施,PLC 的平均無故障時(shí)間(MTBF)一般可達(dá) 35 萬小時(shí).而且 PLC 的環(huán)境適應(yīng)性也很強(qiáng),它能在工業(yè)環(huán)境下可靠的工作.PLC 的高可靠性已受到用戶的普遍認(rèn)可.這是 PLC 得到廣泛應(yīng)用的重要原因之一.目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用非常廣泛。保證 PLC 高可靠性的主要措施:良好的綜合設(shè)計(jì)(綜合考慮整體的可靠性):選用優(yōu)質(zhì)器件采用隔離,濾波屏蔽等抗干擾技術(shù);采用先進(jìn)的電源技術(shù);采用時(shí)勢(shì)監(jiān)控技術(shù)和

28、故障診斷技術(shù);采用冗余技術(shù)及良好的制造工藝.2.編程簡(jiǎn)單PLC 最常用的編程語言是梯形圖語言.梯形圖語言與繼電器原理圖相類似,這種語言形象直觀,容易掌握,不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí),便于廣大現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員掌握.當(dāng)生產(chǎn)流程需要改變時(shí),就可以現(xiàn)場(chǎng)改變程序,使用方便,靈活.在大型的 PLC 中還有BASIC 語言等可以滿足不同控制對(duì)象和不同使用人員的要求.應(yīng)當(dāng)指出:為了更靈活的使用 PLC,充分發(fā)揮它的功能(尤其是大型的 PLC), PLC 的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)需要較深入的掌握計(jì)算機(jī)硬件和軟件方面的知識(shí).鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)113.通用性強(qiáng)各個(gè) PLC 的生產(chǎn)廠家都有各種系列的產(chǎn)品選擇.用戶可根據(jù)控

29、制對(duì)象的規(guī)模和控制要求.選擇合適的 PLC 產(chǎn)品,組成所需要的控制系統(tǒng).在進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí),一般不需要進(jìn)行其他附件裝置的制作,從而使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化.PLC 是由各種模塊構(gòu)成，根據(jù)不同的要求可象搭積木一樣選取不同的 IO 模塊、通信模塊組成不同的系統(tǒng)。4.體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,安裝,維護(hù)方便PLC 體積小, 結(jié)構(gòu)緊湊,便于安裝.一般 PLC 都具有自診斷,故障報(bào)警,故障種類顯示等功能,便于操作和維修人員的檢查,可以較容易通過更換模塊插件，來迅速排除故障。PLC 的結(jié)構(gòu)緊湊，與被控制對(duì)象的硬件連線方式簡(jiǎn)單，接線少、便于維護(hù)。二、PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域PLC 已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的機(jī)械、冶金、化工、汽車、輕工等行業(yè)中

30、。若按應(yīng)用類型來分，PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域大致可分為以下幾個(gè)領(lǐng)域。1.開關(guān)邏輯控制PLC 最基本的功能是邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等，可實(shí)現(xiàn)邏輯控制，常常用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。PLC 對(duì)一些機(jī)床、機(jī)械手（簡(jiǎn)易機(jī)器人）的控制、生產(chǎn)流水線的控制都屬于這一類型. 這是 PLC 最基本的應(yīng)用2.閉環(huán)過程控制大中型 PLC 都有多路的模擬量輸入輸出和 PID 控制,甚至有的小型的 PLC 也有模擬量輸入輸出.這樣, PLC 可以用作模擬量控制,用于過程控制.3.位置控制較高檔次的 PLC 都有位置控制模塊,用于控制進(jìn)步電動(dòng)機(jī)或司服電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)械的運(yùn)動(dòng)控制以及位置控制。4.監(jiān)控系統(tǒng)用 PLC 可以構(gòu)

31、成監(jiān)控系統(tǒng)以及位置控制。進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，監(jiān)控生產(chǎn)過程。5.分布式控制系統(tǒng)近幾年，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外正興起工廠自動(dòng)化(FA)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).較高檔次 PLC 的都有聯(lián)網(wǎng)功能，通過聯(lián)網(wǎng)可以將 PLC 與 PLC, PLC 與上位機(jī)鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)12(host computer )連接起來,構(gòu)成多極分布式控制系統(tǒng)。3.3 PLC 控制系統(tǒng)的組成PLC 控制系統(tǒng)像一般的計(jì)算機(jī)一樣,也是由硬件和軟件兩大部分構(gòu)成的。硬件是指 PLC 本身及其外圍設(shè)備,軟件是指管理 PLC 的系統(tǒng)軟件, PLC 的應(yīng)用程序,編程語言和程序支持工具軟件.3.3.1 硬件組成可編程控制器主要由中央處

32、理單元（CPU） 、存儲(chǔ)器（RAM、ROM） 、輸入輸出單元（I/O） 、電源和編程器等幾部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖 31 所示。圖 31 小型可編程控制器結(jié)構(gòu)圖1. 中央處理單元可編程控制器中常用的 CPU 主要采用通用微處理器、單片機(jī)和雙極型位片式微處理器三種類型，可編程控制器的檔次越高，CPU 的位數(shù)也越多，運(yùn)算速度也越快，功能指令越強(qiáng)。2. 存儲(chǔ)器可編程控制器配有兩種存儲(chǔ)器：系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)管理程序。用戶存儲(chǔ)器存放用戶編制的程序。小型可編程控制器的存儲(chǔ)器的容量一般在 8K 字節(jié)以下。3. 輸入輸出單元鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)13實(shí)際生產(chǎn)過程中的信號(hào)是多種多樣

33、的，外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的電平也是千差萬別的，而可編程控制器的 CPU 所處理的信號(hào)只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，正是通過輸入輸出單元實(shí)現(xiàn)了這些信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換。I/O 單元實(shí)際上是可編程控制器與被控對(duì)象間傳遞輸入輸出信號(hào)的接口部件。I/O 單元有良好的電隔離和濾波作用。接到可編程控制器輸入接口的輸入器件是各種開關(guān)、按鈕、傳感器等。PLC 的各種輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流型和直流型、高電壓型和低電壓型、電壓型和電流型之分。 輸入接口各種 PLC 的輸入電路大都相同，通常有三種類型。一種是直流（12-24）V 輸入，另一種是交流（100-120）V、 （200-240）V 輸入，第三種

34、是交直流（12-24）V 輸入。外界輸入器件可以是無源觸點(diǎn)或者有源傳感器的集電極開路的晶體管。這些外部器件是通過 PLC 輸入端子與 PLC 相連的。PLX 輸入電路中有光耦合器隔離，并設(shè)有 RC 濾波器，用以消除輸入觸點(diǎn)的抖動(dòng)和外部噪聲干擾。圖 32 是一個(gè)直流輸入端內(nèi)部接線圖。圖 32 直流輸入端內(nèi)部接線圖 輸出接口電路PLC 的輸出有三種形式：繼電器輸出、晶體管輸出晶、閘管輸出。圖 33 給出了 PLC 的輸出電路圖。其中繼電器輸出型最常用，晶體管輸出型是通過光耦和使晶體管截止或飽和以控制外部負(fù)載電路，第三種是雙向晶閘管輸出型，采用光鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)14觸發(fā)型雙向晶閘管。

35、三種輸出形式以繼電器型響應(yīng)最慢。輸出電路的負(fù)載電源由外部提供。負(fù)載電流一般不超過 2A。通常，PLC 的制造廠商為用戶提供多種用途的 I/O 單元。從數(shù)據(jù)類型上看有開關(guān)量和模擬量；從電壓等級(jí)上看有直流和交流；從速度上看有低速和高速，從點(diǎn)數(shù)上看有多種類型；從距離上看可分為本地 I/O 和遠(yuǎn)程 I/O。圖 33 PLC 的輸出電路4 電源單元PLC 的供電電源是一般市電，也有用直流 24V 供電的。PLC 對(duì)電源穩(wěn)定度要求不高，一般允許電源電壓額定值在+10%-15%的范圍內(nèi)波動(dòng)。PLC 內(nèi)有一個(gè)穩(wěn)壓電源用于對(duì) PLC 的 CPU 單元和 I/O 單元供電。小型 PLC 電源往往和 CPU 單元合

36、為一體，中大型 PLC 都有專門電源單元。有些 PLC 電源部分還有 24V DC 輸出，用于對(duì)外部傳感器供電，但電流往往是毫安級(jí)12。 3.3.2. 軟件組成PLC 控制系統(tǒng)的軟件主要是由系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、編程語言軟件及編程支持工具軟件幾個(gè)部分組成的。1.PLC 系統(tǒng)軟件與工作過程PLC 系統(tǒng)軟件是 PLC 工作所必須的軟件。在系統(tǒng)軟件的支持下，PLC 對(duì)用戶程序進(jìn)行逐步的解釋，并加以執(zhí)行，直到返回到程序的起始又開始新一輪的掃描。鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)15PLC 的這種工作方式就是循環(huán)掃描。值得注意的是在繼電器的一個(gè)線圈被接通或斷開時(shí)其他所有觸點(diǎn)都會(huì)立即動(dòng)作，但是 PLC 中，由

37、于采用循環(huán)掃描的工作方式，所以只有掃描到線圈時(shí)，觸電才會(huì)動(dòng)作，沒有掃描到就不會(huì)動(dòng)作。并且 PLC 掃描一次用戶程序的時(shí)間即是掃描周期與用戶程序的長(zhǎng)短和掃描速度有關(guān)，一般為 1到幾十毫秒。在沒有進(jìn)行掃描之前，PLC 首先應(yīng)保證自身的完好性，接通電源之后，為消除各元件狀態(tài)的隨機(jī)性，進(jìn)行清零或者復(fù)位處理，檢查 I/O 單元連接是否正確，再執(zhí)行一段程序。使它涉及到各種指令和內(nèi)部元件，如果執(zhí)行的時(shí)間不超過規(guī)定的時(shí)間范圍，則證明自身的完好性，否則系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉，上述操作完成后，將時(shí)間監(jiān)視定時(shí)器復(fù)位，才容許掃描用戶程序2。2.應(yīng)用軟件PLC 控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是指為了完成 PLC 實(shí)際控制任務(wù)而編制的各種軟件

38、。隨著 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域范圍不斷擴(kuò)大，應(yīng)用水平的提高，PLC 應(yīng)用軟件也大大的豐富起來了。PLC 應(yīng)用軟件與一般計(jì)算機(jī)信息處理軟件相比，有很大的不同，PLC 應(yīng)用軟件有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1） 應(yīng)用軟件必須和生產(chǎn)工藝緊密相連。生產(chǎn)工藝不同則要求有不同的應(yīng)用軟件相配，所以程序人員必須深入現(xiàn)場(chǎng)，嚴(yán)格遵守生產(chǎn)工藝的具體要求進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)。（2） 應(yīng)用軟件與硬件緊密相關(guān)，設(shè)計(jì)程序時(shí)必須根據(jù)硬件系統(tǒng)、接口的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)。（3） PLC 的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)需要計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)甚至網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等多種知識(shí)。特別是 PLC 網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，PLC 控制系統(tǒng)不再是一個(gè)獨(dú)立的裝置，在控制系統(tǒng)中可能包括不

39、同的 PLC 或計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備等。因此在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)和處理某種控制時(shí)都離不開計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和通訊技術(shù)。因此應(yīng)用程序中不僅有 PLC 程序，還有計(jì)算機(jī)程序和通訊網(wǎng)絡(luò)程序等。3. 編程語言及編程支持工具軟件PLC 有多種編程語言：梯形圖語言、助記符語言、邏輯功能圖語言、和某些高級(jí)語言如（Basic C 語言）等。但是使用最廣泛的是梯形圖語言和助記符語言。如今各生產(chǎn)廠家在研制自己的 PLC 編程工具軟件（如西門子的 SETP7,OMRON 的CPT 等）和監(jiān)控軟件。我們可以根據(jù)自己的需要利用這些軟件來提高我們的編程鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)16效率。3.4 PLC 控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)一

40、、小型化、高性能、底成本、簡(jiǎn)單實(shí)用近年來，小型 PLC 的應(yīng)用十分廣泛，超小型 PLC 的需求日益增多。據(jù)統(tǒng)計(jì)美國(guó)機(jī)床行業(yè)超小型 PLC 幾乎占據(jù)了市場(chǎng)的 1/4，國(guó)外許多的 PLC 廠家在積極的研制開發(fā)各種超小型微型的 PLC。例如德國(guó)的西門子公司的 S7-200 即可以單機(jī)運(yùn)行也可以實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制。它的最小配置是 8 個(gè)數(shù)字量輸入和 6 個(gè)數(shù)字量輸出，還可以根據(jù)實(shí)際情況擴(kuò)展模塊，最多可達(dá) 128 輸入和 120 輸出，此外它還可以進(jìn)行模擬量控制，是一種性能價(jià)格比較好的微型 PLC。二、大型化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能化多層次分布式控制系統(tǒng)與集中型相比，具有更高的安全性和可靠性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組態(tài)

41、也更為靈活方便，地域分布也廣，是當(dāng)前控制系統(tǒng)發(fā)展的主要潮流。為了適應(yīng)這種發(fā)展，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化，世界上各 PLC 廠家不斷的研制開發(fā)功能更強(qiáng)的 PLC 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種 PLC 網(wǎng)絡(luò)一般是多級(jí)的，網(wǎng)絡(luò)的最底層是現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行級(jí)，中間是協(xié)調(diào)級(jí)，網(wǎng)絡(luò)的最上層是組織管理級(jí)?，F(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行級(jí)可以由多個(gè) PLC 或遠(yuǎn)程 I/O 工作站組成，中間一級(jí)由 PLC 或計(jì)算機(jī)組成。最高一級(jí)一般由高性能的計(jì)算機(jī)組成。他們之間采用工業(yè)以太網(wǎng)，MAP網(wǎng)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線相連構(gòu)成一個(gè)多級(jí)分布式 PLC。隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，這種多級(jí)分布式 PLC 控制系統(tǒng)功能不再是單一的，除了控制功能外，還可以實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)管理等功能，成為一種

42、測(cè)、控、管一體化的多功能綜合系統(tǒng)。三、PLC 控制系統(tǒng)將與智能控制系統(tǒng)更進(jìn)一步地相互滲透和結(jié)合目前，PLC 與計(jì)算機(jī)已經(jīng)成功的結(jié)合并廣泛的使用，PLC 不在是一個(gè)孤立的裝置，它已經(jīng)成為控制系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分和環(huán)節(jié)。隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，今后的 PLC 將更加注重和其他智能控制系統(tǒng)的結(jié)合。許多 PLC 開發(fā)商已經(jīng)注意到 PLC 的兼容性，不僅是 PLC 與 PLC 之間的兼容，而切注意到 PLC 與計(jì)算機(jī)的兼容。使之可以充分的發(fā)揮計(jì)算機(jī)現(xiàn)有的軟件資源。例如西門子的 S7-300 采用 SIMATIC S7 的模塊，它的軟件編程以可以在 Windows 操作平臺(tái)上進(jìn)行，今后 PLC

43、 將采用速度更快、功能更強(qiáng)的 CPU 容量更大的存儲(chǔ)器，并將充分的利用計(jì)算機(jī)資源。PLC 將與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、集散控制系統(tǒng)、嵌入式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)17等將進(jìn)一步滲透與結(jié)合，這將更進(jìn)一步拓寬 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域和空間。第四章 PLC 控制方案的設(shè)計(jì)4.1 方案選擇本設(shè)計(jì)是以燃?xì)饷}沖吹灰器為研究設(shè)計(jì)對(duì)象，燃?xì)饷}沖吹灰器是一種自動(dòng)化程度要求較高的電器設(shè)備,廣泛應(yīng)用與電場(chǎng)鍋爐，工業(yè)鍋爐，垃圾焚燒爐，循環(huán)硫化爐等設(shè)備，是鍋爐吹灰的首選技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和可編程控制技術(shù)的的發(fā)展， PLC 工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域中應(yīng)用愈來愈廣,它在控制性能、靈活性及廉價(jià)的成本等方面所表現(xiàn)出來的優(yōu)勢(shì)

44、,是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。對(duì)于輸入輸出點(diǎn)不是很多，運(yùn)行次數(shù)頻繁，周期長(zhǎng)，并且又需要經(jīng)常改變系統(tǒng)參數(shù)的吹灰器來說，用PLC 控制技術(shù)對(duì)燃?xì)饷}沖吹灰器的控制完全可以勝任控制需要。本系統(tǒng)主要表現(xiàn)在程序的順序控制，手/自動(dòng)切換以及連鎖報(bào)警。各層的工作狀態(tài)由對(duì)應(yīng)的燈鈕顯示。每一個(gè)電動(dòng)球閥代表一層控制單元，共九層控制單元。4.2 工作流程 1.吹掃控制：在設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，手動(dòng)打開各層電動(dòng)球閥吹入空氣，同時(shí)打開點(diǎn)火罐、層分配器底部排污孔，排放積水，達(dá)到吹掃作用。吹掃時(shí)間由現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)鍋爐設(shè)備和安裝情況而定。當(dāng)達(dá)到吹掃目的后，必須關(guān)閉排污孔。2. 手動(dòng)轉(zhuǎn)入自動(dòng)控制：吹掃完成后，轉(zhuǎn)入自動(dòng)控制，控制系統(tǒng)將自動(dòng)檢測(cè)目前電

45、動(dòng)球閥的狀態(tài)，并將所有的球閥關(guān)閉，當(dāng)指示燈的關(guān)燈全亮后，系統(tǒng)開始進(jìn)行逐層的吹灰控制， （在吹灰操作中，每次只能有一層進(jìn)行吹灰，其他各層必須保證電動(dòng)球閥為關(guān)閉狀態(tài)）3. 吹灰控制程序：本層電動(dòng)球閥打開，吹入空氣，達(dá)到吹掃目的后，吹入乙炔氣體， （乙炔氣體輸入量通過設(shè)定進(jìn)氣時(shí)間來控制電磁閥的吸合來確定） 。空氣和乙炔達(dá)到一定的比例并充分混合后，PLC 通過控制點(diǎn)火器使點(diǎn)火桿打火，引燃?xì)怏w，達(dá)到吹灰效果。鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)18下一層的切換：程序通過點(diǎn)火次數(shù)記次吹灰次數(shù)，當(dāng)達(dá)到吹灰次數(shù)切換到下一層。當(dāng)達(dá)到吹灰次數(shù)后，上一層電動(dòng)球閥逐漸關(guān)閉；下一層電動(dòng)球閥逐漸開啟，當(dāng)完全開啟后，進(jìn)入上述吹

46、灰控制程序，如此循環(huán)控制，達(dá)到吹灰控制的目的。4. 急?？刂疲焊鶕?jù)設(shè)備及工況的情況，我們引入了急?？刂瓢粹o，當(dāng)發(fā)生緊急情況，按下按鈕，設(shè)備恢復(fù)初始狀態(tài)，要再次啟動(dòng)設(shè)備需要按規(guī)定的順序進(jìn)行再啟動(dòng)。當(dāng)發(fā)生緊急情況，按下按鈕，還可以達(dá)到切斷電源的目的。5. 報(bào)警控制：對(duì)吹灰系統(tǒng)進(jìn)行吹灰，要保證只有一層打開吹灰，其他各層為關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)某層或某些層在設(shè)定時(shí)間還沒有達(dá)到電動(dòng)球閥的完全打開或完全關(guān)閉，則系統(tǒng)報(bào)警，使指示燈不斷的閃爍。4.3 PLC 選型和資源配置由于整個(gè)系統(tǒng)涉及的基本上是開關(guān)量，并且數(shù)量不多，輸入點(diǎn)共 40 個(gè)，輸出點(diǎn)共 40 個(gè)，所以選用西門子公司的 S7-200 系列可編程控制器 CPU

47、224，并配置了EM223 模塊作為擴(kuò)展模塊，圖 4-1 為控制系統(tǒng)的控制面板圖“1#開9#開”為九層控制系統(tǒng)的各層的開啟燈鈕鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)19“1#關(guān)9#關(guān)”為九層控制系統(tǒng)的各層的關(guān)閉燈鈕“除灰”為控制系統(tǒng)的除灰開啟燈鈕 “手/自動(dòng)”為手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換選擇開關(guān)“復(fù)位”按鈕對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化控制 “急停”蘑菇型按鈕起到接通電源的控制。圖 4-1 控制面板圖詳細(xì)的 PLC 控制系統(tǒng) I/O 圖見附錄圖 1。圖 4-2 為系統(tǒng)的電器接線圖J1-J9 J1-1-J9-9 分別為接通電動(dòng)球閥正反轉(zhuǎn)的交流接觸器JC 為接通電磁閥的接觸器， JD 為接通點(diǎn)火器的交流接觸器， M1-M9 為電動(dòng)

48、球閥圖 4-2 電器接線圖PLC 及其他電器元件選型如下表：表 4-1 電控柜明細(xì)表名稱名稱型號(hào)型號(hào)規(guī)格規(guī)格數(shù)量數(shù)量備注備注可編程控制器CPU224AC/DC/繼電器I14Q1016ES7-214-1BD鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)20EM22324VDC 輸入/繼電器輸出I16Q16輸出 24V DC26ES7-223-1PL模塊EM22324VDC 輸入/繼電器輸出I4Q416ES7-223-1HF帶燈按鈕AR22FOL-11M4X22 綠10開燈燈鈕帶燈按鈕AR22FOL-11M4X22 紅10關(guān)燈燈鈕帶燈按鈕AR22FOL-11M4X22 紅1除灰燈鈕選擇開關(guān)AR22PR-210B

49、221手/自動(dòng)按鈕AR22FOR221復(fù)位蘑菇形按鈕AH22-MR11221急停紅燈DR22E3L-E4R221報(bào)警燈接觸器SC-03無輔助點(diǎn)20電動(dòng)球閥正反轉(zhuǎn)空氣開關(guān)SA33C15A1開關(guān)電源S8JC150241供給 24V 直流電源PLC 詳細(xì)的地址定義如表 4-2表 4-2 輸入點(diǎn)地址：序號(hào)PLC 輸入點(diǎn)號(hào)功能序號(hào)PLC 輸入點(diǎn)號(hào)功能1I0.0一層開按鈕19I2.4一層限位開2I0.1一層關(guān)按鈕20I2.5一層限位關(guān)3I0.2二層開按鈕21I2.6二層限位開4I0.3二層關(guān)按鈕22I2.7二層限位關(guān)5I0.4三層開按鈕23I3.0三層限位開6I0.5三層關(guān)按鈕24I3.1三層限位關(guān)7I0

50、.6四層開按鈕25I3.2四層限位開8I0.7四層關(guān)按鈕26I3.3四層限位關(guān)9I1.0五層開按鈕27I3.4五層限位開10I1.1五層關(guān)按鈕28I 3.5五層限位關(guān)11I1.2六層開按鈕29I3.6六層限位開12I1.3六層關(guān)按鈕30I3.7六層限位關(guān)13I1.4七層開按鈕31I4.0七層限位開14I1.5七層關(guān)按鈕32I4.1七層限位關(guān)15I5.4八層開按鈕33I4.2八層限位開16I5.5八層關(guān)按鈕34I4.3八層限位關(guān)17I2.0九層開按鈕35I4.4九層限位開18I2.1九層關(guān)按鈕36I4.5九層限位關(guān)鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)2137I5.0除灰按鈕39I5.2急停按鈕38I

51、5.1手/自動(dòng)40I5.3復(fù)位按鈕表 4-3 輸出點(diǎn)地址：序號(hào)PLC 輸出點(diǎn)號(hào)功能序號(hào)PLC 輸出點(diǎn)號(hào)功能1Q0.0一層反轉(zhuǎn)19Q3.2電磁閥2Q0.1一層正轉(zhuǎn)20Q3.3點(diǎn)火器3Q0.2二層反轉(zhuǎn)21Q3.4一層開指示燈4Q0.3二層正轉(zhuǎn)22Q3.5一層關(guān)指示燈5Q0.4三層反轉(zhuǎn)23Q3.6二層開指示燈6Q0.5三層正轉(zhuǎn)24Q3.7二層關(guān)指示燈7Q0.6四層反轉(zhuǎn)25Q4.0三層開指示燈8Q0.7四層正轉(zhuǎn)26Q4.1三層關(guān)指示燈9Q1.0五層反轉(zhuǎn)27Q4.2四層開指示燈10Q1.1五層正轉(zhuǎn)28Q4.3四層關(guān)指示燈11Q2.0六層反轉(zhuǎn)29Q4.4五層開指示燈12Q2.1六層正轉(zhuǎn)30Q4.5五層關(guān)指

52、示燈13Q2.2七層反轉(zhuǎn)31Q4.6六層開指示燈14Q2.3七層正轉(zhuǎn)32Q4.7六層關(guān)指示燈15Q2.4八層反轉(zhuǎn)33Q5.0七層開指示燈16Q2.5八層正轉(zhuǎn)34Q51七層關(guān)指示燈17Q2.6九層反轉(zhuǎn)35Q5.2八層開指示燈18Q2.7九層正轉(zhuǎn)36Q5.3八層關(guān)指示燈37Q5.4九層開指示燈39Q6.0除灰燈38Q5.5九層關(guān)指示燈40Q6.1報(bào)警燈4.3 自動(dòng)控制系統(tǒng) PLC 程序設(shè)計(jì)一： 吹灰器啟動(dòng)步驟：1. 確定接通主電源，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)控制面板上的急停旋鈕，給系統(tǒng)供電。2. 打開點(diǎn)火罐、層分配器底部排污孔，打開風(fēng)線總閥，空氣減壓閥，通入空氣。3. 手動(dòng)打開各層電動(dòng)球閥，待各層開指示燈全亮后，排放積水，排放結(jié)束務(wù)必關(guān)閉排污孔4. 將控制面板上的手/自動(dòng)旋鈕旋至自動(dòng)狀態(tài)，以關(guān)閉各層電動(dòng)球閥5. 打開燃?xì)鈿怏w管線上的截止閥鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)226. 進(jìn)行工藝流程要求自動(dòng)吹灰。二： 燃?xì)饷}沖吹灰器的程序編寫：由于存在系統(tǒng)斷電，設(shè)備發(fā)生故障等原因，每次啟動(dòng)設(shè)備需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)位進(jìn)行初始化設(shè)置。本次設(shè)計(jì)中，急停，手/自動(dòng)的切換都會(huì)從新初始化標(biāo)志位。如下為一小段初始化程序。鍋爐吹灰系統(tǒng) PLC 控制的設(shè)計(jì)23系統(tǒng)在轉(zhuǎn)入自動(dòng)控制后，必須先使所有的電動(dòng)球閥為關(guān)閉狀態(tài)，然后再進(jìn)行各層的逐次除灰下列程序?yàn)橄到y(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)各閥的開閉狀