LOGO! 系列PLC在陶瓷除塵器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

張　振　薛友祥　李　杰　焦光磊　李　亮

(山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計(jì)院有限公司，淄博 255000)

LOGO! 系列PLC在陶瓷除塵器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

張振薛友祥李杰焦光磊李亮

(山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計(jì)院有限公司，淄博 255000)

摘要:本文介紹了LOGO!系列PLC在陶瓷除塵器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的脈沖控制儀控制電路相比，LOGO！降低了采用PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)的成本和編程的復(fù)雜性，延續(xù)了PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)的可靠性、可操作性和自動(dòng)化程度。

關(guān)鍵詞:陶瓷除塵器；LOGO!；控制系統(tǒng)

陶瓷除塵器因其陶瓷過濾元件的過濾精度高、化學(xué)穩(wěn)定性能好和耐高溫等性能大量應(yīng)用于冶金、冶煉、煤化工、硅粉放空等行業(yè)，有效的控制了PM2.5的排放[1,2]。隨著高溫陶瓷過濾工藝的不斷完善，除塵自動(dòng)化控制[3,4]水平日益增高，如何在維持可靠性、可操作性及自動(dòng)化程度下降低控制系統(tǒng)的成本開始受到關(guān)注。

本文闡述了一種成本低，控制性能好的LOGO！系列PLC在高溫陶瓷除塵器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1高溫陶瓷除塵器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

高溫陶瓷除塵器(圖1)是以陶瓷濾芯為除塵器核心過濾元件，在進(jìn)氣管路和出氣管路的檢測(cè)環(huán)節(jié)分別安裝一壓力傳感器，對(duì)進(jìn)出口的壓差進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并將感應(yīng)型號(hào)傳送到控制系統(tǒng)，控制脈沖噴吹清灰和控制自動(dòng)卸灰。

陶瓷除塵器的最初控制方式是由人來控制，隨后采用時(shí)間繼電器控制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用脈沖控制儀進(jìn)行除塵器的清灰控制，為實(shí)現(xiàn)一體化控制PLC[5]被作為主控回路。

圖1 高溫陶瓷膜除塵器結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)控制系統(tǒng)多采用脈沖控制儀和PLC組合觸摸屏控制。目前常用的控制儀為無觸點(diǎn)電動(dòng)脈沖控制儀，如鞍山設(shè)計(jì)院研制的WMK型、協(xié)昌SXC系列型。PLC組合觸摸屏控制則選擇西門子S7PLC系列型、歐姆龍PLC系列型、ABBPLC系列型。

上述控制儀都有共同的缺點(diǎn)，即都采用開環(huán)控制模式，而開環(huán)控制模式并不能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制。為消除開環(huán)控制的不足之處，現(xiàn)在有許多陶瓷除塵器采用閉環(huán)PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)反吹清灰和卸灰，如Pall高溫高壓飛灰過濾器[6]控制系統(tǒng)。但硬件成本和軟件的編程的復(fù)雜性隨之增高。LOGO!控制系統(tǒng)[7,8]定位于脈沖控制儀控制系統(tǒng)和PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)之間，擁有在線編程的操作界面，并可顯示反饋狀態(tài)和修改參數(shù)。LOGO!控制系統(tǒng)不僅彌補(bǔ)了脈沖控制儀的開環(huán)控制不足，還維持了PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)的功能，省去了PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)的觸摸屏硬件、觸摸屏的組態(tài)和編程。另外LOGO!模塊成本也要低于PLC模塊成本。

2陶瓷除塵器用LOGO！控制系統(tǒng)構(gòu)成及控制方式

在陶瓷除塵器控制系統(tǒng)中脈沖噴吹方式為在線噴吹(即過濾過程中進(jìn)行噴吹)。控制方式為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，其中自動(dòng)控制分為為時(shí)間控制和壓差控制。除塵器達(dá)到反吹時(shí)間或壓差設(shè)定值時(shí)，將進(jìn)入反吹工作狀態(tài)，脈沖電磁閥逐一快速打開/關(guān)閉(脈沖寬200-300ms，脈沖間隔20-300s，噴吹周期間隔為15-120min)，手動(dòng)控制為各脈沖電磁閥單一控制。

自動(dòng)卸灰控制方式分為為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，自動(dòng)控制位是時(shí)間控制和灰料高度控制(即達(dá)到料位計(jì)測(cè)量高度設(shè)定)，除塵器達(dá)到卸灰設(shè)定時(shí)間或灰斗料位計(jì)報(bào)警時(shí)開啟卸灰，卸灰閥開啟時(shí)間為2-20min，開啟間隔為30-180min，開啟同時(shí)倉壁振動(dòng)器震動(dòng)，手動(dòng)控制為卸灰閥和振動(dòng)器單一控制。

為實(shí)現(xiàn)上述要求，滿足陶瓷除塵器控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、可操作性及自動(dòng)化程度，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用LOGO為主控單元控制回路。

根據(jù)高溫陶瓷除塵器輸入輸出點(diǎn)的要求，選用LOGO! 12/24 RC+LOGO! DM 16 24數(shù)字量模塊+LOGO! AM 2*2模擬量輸入模塊，共計(jì)16個(gè)數(shù)字量輸入、12個(gè)繼電器輸出、4個(gè)模擬量輸入。DC24V電壓輸入信號(hào)，DC24V繼電器輸出，DC24 4-20mA模擬量輸入。輸入信號(hào)連接系統(tǒng)手動(dòng)和自動(dòng)啟停按鈕及料位計(jì)報(bào)警信號(hào)，繼電器輸出連接電磁閥線圈、卸灰閥線圈及振動(dòng)器線，模擬量輸入連接變送器用于監(jiān)控除塵器工作狀態(tài)，在LOGO！LCD上顯示。脈沖寬度、間隔、周期間隔及卸灰閥開啟寬度、間隔可在LOGO!控制面板修改相應(yīng)定時(shí)器。LOGO!LCD顯示屏顯示及面板操作替代了S7-200/S7-300+觸摸屏，有效降低硬件成本軟件的編輯量。系統(tǒng)接線和LOGO!功能框分別如圖2和如圖3所示。

圖2 控制系統(tǒng)接線圖

圖3 控制系統(tǒng) LOGO!功能框圖

脈沖噴吹控制為噴吹自動(dòng)時(shí)間自動(dòng)開/噴吹壓差自動(dòng)開(I1/DM16 24 I8)按鈕閉合，達(dá)到自動(dòng)噴吹的設(shè)定時(shí)間或壓差(AM2 I1壓差信號(hào))設(shè)定值，LOGO！控制器按照編輯的程序開始運(yùn)行，脈沖電磁閥逐一快速打開或關(guān)閉脈沖寬200-300ms脈沖間隔20-300s噴吹周期間隔為15-120min，依次周期循環(huán)反復(fù)，噴吹自動(dòng)關(guān)(I2)按鈕閉合程序中的定時(shí)器復(fù)位，時(shí)間控制噴吹停止。

卸灰控制為卸灰閥自動(dòng)開(DM16 24 I3)按鈕閉合,達(dá)到自動(dòng)卸灰的設(shè)定時(shí)間或料位輸入閉合(DM16 24 I7)，LOGO！控制器按照編輯的程序開始運(yùn)行，卸灰閥開啟時(shí)間為2-20min，開啟間隔為30-180min，開啟同時(shí)倉壁振動(dòng)器震動(dòng)，卸灰閥自動(dòng)關(guān)(DM16 24 I4)按鈕閉合程序中的定時(shí)器復(fù)位，時(shí)間控制噴吹停止。

手動(dòng)控制為系統(tǒng)針對(duì)各閥門和設(shè)備設(shè)置單一控制，電磁閥手動(dòng)按鈕1#-8#(I3-DM16 24 I2)、卸灰閥手動(dòng)(DM16 24 I5)按鈕和振動(dòng)器手動(dòng)(DM16 24 I6)按鈕，分別點(diǎn)動(dòng)控制電磁閥1#-8#、卸灰閥和振動(dòng)器。

3總結(jié)

以往高溫陶瓷除塵器的自動(dòng)控制系統(tǒng)多采用PLC組合觸摸屏控制和脈沖控制儀控制。PLC組合觸摸屏控制雖功能強(qiáng)大但成本隨之增加。脈沖控制儀控制雖成本較低但系統(tǒng)較小、控制點(diǎn)少且功能不完善。

本文論述的西門子的小型PLC-LOGO！控制系統(tǒng)，延續(xù)了西門子S7-200 S7-300的穩(wěn)定性，同時(shí)成本與同脈沖控制儀控制系統(tǒng)相當(dāng)。LOGO！的可靠性和先進(jìn)性完全滿足了高溫陶瓷除塵器控制系統(tǒng)要求。

參考文獻(xiàn)

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The PLC of LOGO!Seies Used in the Ceramic Filtering Instrument

Zhang zhenXue YouxiangLi JieJiao GuangleiLi Liang

(Shandong Research and Design Institute of Industrial Ceramics,Zibo 255031)

Abstract:This paper introduced the PLC of LOGO! series which was used in the ceramic filtering instrument.Contrasted the traditional pulse control system,the LOGO! reduced the cost and inherited the reliability, operability and automation of the PLC touch screen control system.

Keywords:ceramic filter; the LOGO! ; control system

doi:10.16253/j.cnki.37-1226/tq.2015.02.010

作者簡(jiǎn)介：張振(1989~)，男，工程師. 主要從事陶瓷膜材料及裝備的研究與設(shè)計(jì).

基金項(xiàng)目：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)(2013AA051104).