西门子云南PLC模块总代理商

1．引言 

随着社会生产不断进步，人们对生产效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展，PLC技术的成熟运用和发展已经能够满足复杂化境下的控制要求，在工业发展中占有重要地位。本文讲述的气箱脉冲袋式收尘器由箱体、袋室、灰斗、进出风口组成。本文介绍引用高性价比的腾控PLC做主控器来对某水泥厂的4室袋收尘器进行改造。 

2．背景 

在水泥行业气箱脉冲袋式收尘器是不可缺少的收尘设备，对减轻环境污染有着至关重要的作用。收尘器的控制箱往往是放置在室外，工作环境比较苛刻尤其是对于西北地区的水泥生产企业，冬天室外温度在-30℃左右夏天室外温度40℃左右，即使是进口PLC工作寿命也很难得到保证，经过反复比较后选用腾控的T-910 PLC作为主控器对新疆某水泥企业的收尘设备进行改造。 

3．结构及工作原理 

气箱脉冲袋式收尘器由箱体、袋室、灰斗、进出风口组成，并配有支柱、爬梯、拦杆、气路系统、清灰控制器等。 

1）   箱体 箱体主要是固定袋笼、滤袋及气路元件的，制成全封闭形式。清灰时，压缩空气首先进入箱体，并冲入各滤袋内部，顶部设有检修门，供安装和更换袋笼、滤袋用。箱体内又分成若干个室，相互之间均用钢板隔开，互不透气，以实现离线清灰，每个室内均设有一个提升阀，以通断过滤粉尘气流。 

2）   灰斗 灰斗布置在箱体的下部，它除了存放收集下来的粉尘外，还作为进气总管使用，含尘气体进入袋室之前先进入灰斗，由于灰斗容积较大，使气流速度降低，加之气流方向的改变，使较粗的尘粒在这里得到分离，灰斗内布置有螺旋输送机或空气斜槽等输送设备，出口还设有回转卸料器或翻板阀等锁风设备，可连续排灰。气箱脉冲袋式收尘器的工作原理：当含尘气体由进风口进入灰斗后，一部分较粗尘粒由于惯性碰撞、自然沉降等原因落入灰斗，大部分尘粒随气流上升进入袋室，经滤袋过滤后，尘粒被阻留在滤袋外面，净化的气体由滤袋内部进入箱体，再由出风口排出大气，达到收尘目的。随着过滤的进行，滤袋外侧的积尘逐渐增多，使收尘器的运动阻力也逐渐增高，一定时间后清灰控制器发出信号，首先控制提升阀将阀板孔关闭，以切断过滤尘气流，停止过滤过程，然后电磁脉冲阀打开，以极短的时间（0.1-0.15S）向箱体内喷入压力为0.4-0.6MPa的压缩空气，压缩空气在箱体内迅速膨胀涌入滤袋低部，使滤袋产生变形、震动，加上逆气流的作用，滤袋外部的粉尘被清除下来掉入灰斗，清灰完毕后，提升阀再次打开，收尘又进入过滤状态。 

4．控制要求 

吹灰过程分手动和自动，转换开关打到手动，按下启动按钮控制器就发出指令对每一个气室进行吹灰，每个气室间隔5S，直至4个气箱吹灰完毕，停止工作：转换开关打到自动，按下自动启动按钮控制器发出指令对4个气箱进行吹灰，一次吹完后自动进行下一循环，循环间隔可以选择设定1min、5min、10min。 

5．T-910PLC技术参数： 

1个以太网口，10M/100M，支持MODBUS TCP协议，TCNET协议； 

3个串口,2个RS232/RS485可选，1路RS485接口； 

8路16位模拟量输入； 

2路12位模拟量输出； 

12路DI,其中2路可作高速计数(100K)或者1路差分编码器输入； 

8路继电器输出； 

工作温度：-40～85摄氏度，满足苛刻室外应用需要； 

工作电源：AC90V～265V或者直流18～36V或者9～18V或36～72V； 

功耗：大小于12W，正常工作小于5W，可以满足太阳能电池和电池供电的场合； 

在AC供电，对外提供24V/5W的电源。 

6. PLC的I/O分配 

7．PLC的接线图 

结束语 

该系统具有节约投资、维护方便、性能稳定可靠等优点。T-910优良的性能完全能够胜任恶劣环境下的控制任务。

 （一）分析被控对象并提出控制要求

      详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。

     （二）确定输入／输出设备

      根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。

     （三）选择PLC

      PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择，详见本章第二节。

      （四）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

      1.分配I/O点

      画出PLC的I/O点与输入／输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第2步中进行。

      2.设计PLC外围硬件线路

      画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。

      由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。

     （五）程序设计

      1.程序设计

      根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：

      A.初始化程序。在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。

      B.检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再添加。

      C.保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱，。

      2.程序模拟调试

      程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。

      A.硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台PLC或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。

      B.软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。

    （六）硬件实施

      硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：

      A.设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。

      B.设计系统各部分之间的电气互连图。

      C.根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。

      由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。

    （七）联机调试

      联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。

      全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。

     （八）整理和编写技术文件

      技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等. 

　　1 概述 

　　随着各行各业对湿度测量的要求越来越高，湿度测量已逐渐成为一个新兴的技术领域。本文以与湿度有关的露点温度数据处理为例，介绍非线性露点温度曲线在和利时LM系列PLC中的实现方法。 

　　我国在1986年正式成立了湿度与水分委员会，并开展了多次学术交流会，湿度的一些计量检定规程也逐步建立。根据有关规程，湿度被定义为气体中的水蒸气含量，其常用单位是PPM。习惯上，以露点-20℃为界，把所测气体分为高湿度气体和低湿度气体。露点温度指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？这是因为，当空气中的水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同。当空气中的水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度。所以露点温度与气温的差值可以表示空气中的水汽饱和程度。表1所示为PPM与露点温度的离散统计关系。 

　　表1 PPM与露点温度的离散统计关系 

　　2 湿度检测算法设计 

　　PPM的值由专用变送器送给和利时LM系列PLC的LM3310B高精度输入模块。根据表1的对应关系，PLC计算出露点温度值，并在文本显示器上进行显示，同时以多路露点温度值的平均值作为关键参数，参与大系统的离散控制和过程控制。 

　　由表1可知，PPM和露点温度值之间的关系为55个离散点。如果采用PLC特征曲线指令（CHARCURVE），则坐标点数不能超过11个。所以采用曲线拟合离散点的方法，画出离散点图，拟合出曲线公式。实践表明，由于曲线的非线性特性，一条曲线不足以满足精度，所以分为5个区间，采用5个公式来进行表达。将这5个公式输入PLC，由PLC根据公式来计算露点温度值。 

　　首先按照PPM从小到大的顺序排列坐标点，规划出5个互相交叉的区间：[0.184,4.6]，[4.6,80]，[80,841]， [841,2346]，[2346,6032]。然后按照规划好的区间拟合出5条非线性曲线，并分别给出非线性曲线所对应的公式，如表2所示。 

　　表2 PPM与露点温度的非线性拟合曲线 

　　3 基于PLC的湿度检测系统设计 

　　露点分析系统由以PLC为核心的控制机柜、执行机构、声光报警和一次、二次外围元件组成，系统装置如图1所示。控制柜里配置有PLC和报警继电器。PLC使用和利时LM系列PLC。本系统选用的CPU模块是LM系列小的一款LM3104，本体上集成8点数字量输入和6点继电器输出。系统采用 LM3310B扩展了4通道高精度模拟量输入。系统中显示部件采用和利时HD2400L文本显示器，通过串口以ModbusRTU协议与PLC的 RS232串口通讯，通过文本显示器可以对系统的运行情况进行监控，并对参数进行设置。HD2400L是一个小型的人机界面，主要与各类PLC或带通信口的智能控制器来配合使用，以文字或指示灯等形式监视和修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态，从而使操作人员能够自如地控制机器设备。系统规划出封面、菜单窗口、操控界面、参数设置、曲线显示、关于我们、系统帮助、后台参数修正等8个窗口。菜单窗口完成触摸屏各画面的切换功能。参数设置窗口完成检测仪器工艺参数的设置。报警列表窗口可以显示实时报警信息。