基于PLC的高壓微霧除塵系統(tǒng)設(shè)計

本文立足當(dāng)前背景，對PLC的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢進(jìn)行了簡要闡述第1章緒論根據(jù)衛(wèi)生部通報的2020年職業(yè)病防治工作情況，在2020年23812例新發(fā)塵肺病中，煤工塵肺和矽肺病例分別為12564例和9870例，占94.21%,且分布在煤炭行業(yè)的病例占57.75%。2020年報告塵肺病例數(shù)占職業(yè)病報告總例數(shù)的87.42%且塵肺病死亡679例，塵1、早期階段(二十世紀(jì)60年代末70年代中期)2、中期階段(70年代中期至80年代中后期)1.2.2PLC的發(fā)展趨勢2、光纖通訊是PLC實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的必然選擇數(shù)字量輸入/輸出模塊實現(xiàn)對壓力信號、溫度信號和啟/停信號的采集，并控制電機(jī)、電磁閥的開啟。上位機(jī)軟件采用昆侖通態(tài)MCGS組態(tài)軟件，經(jīng)過二次開發(fā)后可實現(xiàn)對高壓微霧系統(tǒng)液運行狀態(tài)實時顯示，故障自動判斷，能夠?qū)ぷ鬟^程中發(fā)生的異常狀況進(jìn)行報警和第2章PLC設(shè)計方法及PLC系統(tǒng)資源介紹2.1PLC的基本工作原理讀入信號結(jié)果輸出與編程器或計算讀入信號結(jié)果輸出2.2PLC程序設(shè)計的基本方法入時序問題時，該種方法弊端明顯。因為當(dāng)同時考慮條件和時間時，變得較為復(fù)雜。邏輯設(shè)計法設(shè)計應(yīng)用程序的一般步驟如圖2.2所示。列出執(zhí)行元件動作節(jié)拍表繪制電氣控制系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖進(jìn)行系統(tǒng)的邏輯設(shè)計編寫程序圖2.2邏輯設(shè)計法時序圖設(shè)計法的應(yīng)用條件是控制對象有一定的時間順序關(guān)系，如圖2.3所示的人行橫道交通信號燈的可控制，各方向的不同顏色的燈有著鮮明的時間順序關(guān)系。畫出各動作的時序關(guān)系圖后，很容易理解各個狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時刻和條件。0scT0)圖2.3人形橫道交通燈控制狀態(tài)功能圖2.2.4順序控制設(shè)計法順序控制，即在生產(chǎn)過程中，在每一個輸入信號的作用下，不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照生產(chǎn)過程確定的內(nèi)部狀態(tài)和時間順序自動和有序地運行。順序控制就是按照設(shè)計的工藝順序依次執(zhí)行相應(yīng)的動作，例如某液壓送料機(jī)的送料工藝為：加緊——提升——中心位置——下降——放松——返回。在整個工藝執(zhí)行的過程中，各個動作油缸有著明顯的先后順序關(guān)系。一般用于順序控制的場合中，規(guī)律性較強(qiáng)。在順序控制的程序編制過程中，需要首先建立完整的工藝過程的功能圖標(biāo)，功能圖標(biāo)可清晰地反映出各個工序之間的動作順序關(guān)輸入信號輸出信號地址號名稱地址號名稱就地/遠(yuǎn)程信號1#寨泵遠(yuǎn)程啟停控制運行信號2#計基東遠(yuǎn)程啟?？刂乒收闲盘?#柱寒泵遠(yuǎn)程啟停控制就地/遠(yuǎn)程信號2#柱寒泵4#村基泵遠(yuǎn)程啟?？刂七\行信號1#電動調(diào)節(jié)閥打開故障信號1#電動調(diào)節(jié)阿關(guān)閉就地/遠(yuǎn)程信號3#柱害泵4#柱基泵2#電動調(diào)節(jié)閥打開運行信號2#包動謝節(jié)閥關(guān)閉故障信號就地遠(yuǎn)捏信號3#包動謝節(jié)閥打開3#電動調(diào)節(jié)閥關(guān)團(tuán)遠(yuǎn)行結(jié)號4#電動調(diào)節(jié)閥打開故障信號4#L動調(diào)節(jié)閥關(guān)閉開到位電動閥電動閥打開關(guān)到位電動閥關(guān)閉高液位信號液位開關(guān)備用中液位信號備用低液位信號溫度信號1組噴端濕度信號流量信號壓力信號溫度信號2組噴端濕度信號流量信號壓力信號溫度信號3組噴嘴濕度信號流量信號壓力信號溫度信號4組噴嘴濕度信號流量信號壓力信號壓力信號進(jìn)水日第3章高壓微霧除塵系統(tǒng)的PLC設(shè)計與實現(xiàn)3.1高壓微霧除塵控制系統(tǒng)需求分析高壓微霧除塵系統(tǒng)主要是通過PLC控制1臺加壓泵和3組電磁閥的起停動作，當(dāng)PLC(3)當(dāng)自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，發(fā)出報警，并提示手動啟動(4)通過上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)和報警，如水壓欠壓報警、增壓泵保養(yǎng)到限報警燈，(1)手動按鈕控制系統(tǒng)。實現(xiàn)手動和自動兩種工作方式的轉(zhuǎn)換手動操作時，通過按(2)閥控制系統(tǒng)。它控制主噴淋管路3各電磁閥的開啟和關(guān)閉功能?？梢詫崿F(xiàn)遠(yuǎn)程(3)電氣控制系統(tǒng)。實現(xiàn)1臺加壓泵的自動/手動通電與斷電的電氣控制，利用PLC(4)人際系統(tǒng)。監(jiān)控高壓微霧除塵系統(tǒng)工作狀態(tài)，包括電磁閥通斷狀態(tài)，并實時監(jiān)3.2基于PLC的高壓微霧除塵控制系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計以及控制流程的設(shè)計，流程啟動信號的傳輸關(guān)系，控制點數(shù)的確定和主要元根據(jù)轉(zhuǎn)接塔高壓微霧除塵系統(tǒng)的控制要求，PLC控制系統(tǒng)主要是對1臺加壓泵和3路電磁閥進(jìn)行控制，向上位監(jiān)控機(jī)傳送電磁閥開啟狀態(tài)、管路壓力、增壓泵保養(yǎng)信息等。由此，高壓微霧除塵控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示。監(jiān)控/顯示加壓泵電磁閥1電磁閥2電磁閥3圖3.1高壓微霧系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖制著加壓泵、電磁閥1、電磁閥2、電磁閥3。根據(jù)高壓微霧控制系統(tǒng)控制要求，自動控制流程如圖3.2所示。N遠(yuǎn)程/本地遠(yuǎn)程Y本地返回圖3.2高壓微霧西控制邏輯高壓微霧控制系統(tǒng)控制邏輯如圖3.2所示，開機(jī)計入系統(tǒng)后可以遠(yuǎn)程或者本地操作，通過控制3路電磁閥來控制增壓泵啟動、噴淋作業(yè)等。根據(jù)高壓微霧除塵系統(tǒng)控制要求，其電源、伴熱、動作機(jī)構(gòu)、顯示等的分布和信號傳輸關(guān)系示意圖如圖3.3所示。電源線電能錢電源線電能錢伴燃電源線電源線電源線電源線交覆接過濾孟中同維電器色食通色食通觸屏輸出點供電ptc輸出點供電C電端線位電端線器此隨增健區(qū)出水電種電ut既州1和不見編程控制器編程控制器壓出水g本關(guān)不t衰度第絲洲開0機(jī)幅度開機(jī)我片中不顯定6項目名稱模擬量輸入備注總點數(shù)增壓泵出口壓力1模擬量：增壓泵出口壓力I點：10點瞬時流量2模擬量：管路瞬時流量預(yù)留點7項目名稱數(shù)字量輸入備注總點數(shù)1臺增壓泵1手動按鈕啟動/停止I點：16點3路電磁閥6急停按鈕1手動/自動選擇按鈕1皮帶機(jī)信號1預(yù)留點數(shù)6項目名稱數(shù)字量輸出備注總點數(shù)1臺增壓泵1運行及指示O點：15點3路電磁閥6運行及指示急停按鈕1運行及指示運行指示-自動/手動分別指示皮帶機(jī)信號1運行及指示預(yù)留點數(shù)6表3.4關(guān)鍵元器件選型表元件數(shù)量功能及說明廠家壓力傳感器1電流型輸出4-20mA,量程0-600bar,額定電壓24v,用于測量多點壓力流量計1橢圓齒輪流量計，型號LC-A,通徑25/40/50/80,寧波北侖計量儀表輸出信號：4-20mA,額定壓力16bar,用以測有限公司中央處理器16ES7317-2AJ10-0AB0,發(fā)出控制指令西門子模擬量輸入模塊36ES7331-7KF02-0AB0(8通道輸入，12位分辨率),可做電流/電壓/熱電偶輸入模塊，可再擴(kuò)展西門子模擬量輸出模塊16ES7332-5HF00-4AB1(8通道輸出，12位分辨西門子數(shù)字量輸入模塊2鈕信號輸入西門子數(shù)字量輸出模塊2數(shù)字信號西門子人機(jī)界面1型號：TPC1561Hi;額定電壓24VDC,可擴(kuò)展CAN接口，用于實現(xiàn)對可靠性試驗數(shù)據(jù)的存檔、北京昆侖通態(tài)本課題的程序編制通過西門子s7-200實現(xiàn)，設(shè)計程序圖如下。根據(jù)上述的控制邏輯，編寫了高壓微霧除塵系統(tǒng)的PLC控制程序，程序節(jié)選如圖3.5所示。N警報容續(xù)圖3.5高壓微霧除塵系統(tǒng)PLC編程節(jié)選通過新建項目，創(chuàng)建工程文件，然后利用項目文件下的PLC類型進(jìn)行設(shè)置，選擇合適的PLC類型為CPU224XPCN,如圖3.6所示。X的存儲區(qū)范圍參數(shù)，請選讀取PIC取消圖3.6PLC類型參數(shù)設(shè)置由于該控制系統(tǒng)使用無線遙控終端，為了在項目創(chuàng)建期間完成PLC和上觸摸板之間的通信，必須設(shè)置與軟件的通信參數(shù)，所以上觸摸板的通信參數(shù)與軟件設(shè)置的參數(shù)對應(yīng)，在閱讀欄的通信系統(tǒng)單元中設(shè)置PLC的通信參數(shù)。此處通信速度為9600b/s,站址為0,接口通信方式為PC/PPI系統(tǒng)，具體如圖3.7所示。3網(wǎng)絡(luò)參數(shù)傳輸通率幫助添加除傳輸軍():設(shè)置PG/PC接口3取消00s在項目符號表的編輯過程中，主要指外部變量的產(chǎn)生，可以通過添加符號、地址、注釋快字符表可以有效防止用戶在編程時重復(fù)使用地址。本系統(tǒng)建立的符號表如圖3.8所示。用用文序向?qū)r比計傳理府拉制國移位能字心田自NodaWPa0號池u2出壓寸轉(zhuǎn)換3勝45法號G4029X74我水同2神縣9日噸動精打開527打開2間動圖3.8高壓微霧除塵系統(tǒng)符號表s64L640符號地址堅接通1出口治里采集值1原出口時流量m3/0.11品出下高量轉(zhuǎn)植值圖3.9工程量轉(zhuǎn)換過程瞬時流速m3/h被存儲在地址VD116中，使得瞬時流速。中斷調(diào)用程序如圖3.10所示。同絡(luò)3同絡(luò)3中斷初拍化0注程o圖3.10中斷程序調(diào)用過程3.4高壓微霧除塵系統(tǒng)組態(tài)界面的開發(fā)運行界面運行界面控制界面電機(jī)電源過濾箱溫度注機(jī)溫度保溫電源電閱電源控制電源電磁閥2主機(jī)電磁閥3本地模式遠(yuǎn)程模式圖3.11基于MCGS技術(shù)運行界面圖3.12基于MCGS技術(shù)的人機(jī)交互界面(1)在控制柜運輸過程中，可能會造成柜內(nèi)元器件接線柱螺栓松動，因此應(yīng)該檢查(3)檢查控制柜內(nèi)部有無短路現(xiàn)象。(4)為了確保通訊正常，檢查通訊回路是否連接正常。(5)與設(shè)計圖紙比較檢查主要控制回路是否正確。此外，為確保PLC狀態(tài)開關(guān)在向PLC送電前處于“STOP”狀態(tài)，并防止現(xiàn)場設(shè)備因(1)空載試車(2)帶載試車圖3.13高壓微霧系統(tǒng)調(diào)試效果本論文是一個研究應(yīng)用型課題，在對PLC的基本概念和發(fā)展趨勢有了全面了解的基礎(chǔ)上，對PLC的編程基本方法進(jìn)行了深入學(xué)習(xí)和研究，比較了經(jīng)