基于S7-1500PLC的干燥過濾裝置系統(tǒng)

袁吉?jiǎng)?，謝昌成，彭龍龍

（上海船舶設(shè)備研究所，上海 200031）

0 引言

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，在裝備制造業(yè)、工程機(jī)械制造業(yè)、船舶制造業(yè)，汽車制造業(yè)等多種機(jī)械行業(yè)的發(fā)展過程中，用戶對干燥過濾裝置需求有了更高的要求?？删幊炭刂破鳎≒LC）已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的有效工具。可編程控制器（PLC）是從單片機(jī)技術(shù)發(fā)展而來的面向工業(yè)控制的一種核心控制工控產(chǎn)品，其發(fā)展隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而功能變得日益豐富，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的現(xiàn)場設(shè)備中[1]。

原干燥過濾裝置系統(tǒng)主要承擔(dān)裝備的功能控制作用，包括A塔控制流程、B塔控制流程、A塔再生、B塔再生、初始化功能、露點(diǎn)測試功能、停機(jī)功能和數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊等功能，保障裝備的安全可靠的運(yùn)行，本文是以西門子公司的PLC機(jī)1500系列為例，探討S7-1500 PLC在干燥過濾裝置系統(tǒng)的電氣控制實(shí)現(xiàn)[2]。

1 系統(tǒng)組成

1.1 工作原理

干燥過濾裝置其主要承擔(dān)的是對空壓機(jī)壓縮后空氣進(jìn)行干燥過濾。原干燥過濾裝置系統(tǒng)主要有傳統(tǒng)繼電器、硬件電路、時(shí)間繼電器、各種按鈕以及指示燈組成，存在極易受到干擾、適用面小、不易操作等缺點(diǎn)。

本文干燥過濾裝置系統(tǒng)主要有2臺干燥過濾塔[3]，分別為A塔以及B塔，A塔向B塔切換過程中，A塔工作時(shí)閥1、閥4持續(xù)打開，當(dāng)A塔干燥計(jì)時(shí)滿，A塔需向B塔切換，先打開閥8延時(shí)1 min后開閥5，當(dāng)閥5開到位后，B塔處于干燥過濾裝置當(dāng)中，此時(shí)閥1、閥4依次關(guān)閉，延時(shí)4 min開閥3，閥3開到位延時(shí)30 min后，同時(shí)開閥2、關(guān)閥3開始A塔再生工況，完成A塔向B塔切換過程。

干燥過濾裝置B塔向A塔切換過程中，B塔工作時(shí)閥5、閥8持續(xù)打開，當(dāng)B塔干燥計(jì)時(shí)滿，B塔需向A塔切換，先打開閥1延時(shí)1 min后開閥4，當(dāng)閥4開到位后，A塔處于干燥過濾裝置當(dāng)中，此時(shí)閥5、閥8依次關(guān)閉，延時(shí)4 min開閥7，閥3開到位延時(shí)30 min后，同時(shí)開閥6、關(guān)閥7開始B塔再生工況，完成B塔向A塔切換過程。圖1為干燥過濾裝置切換流程圖。

圖1 干燥過濾裝置切換流程圖

本文干燥過濾裝置系統(tǒng)工作原理為A塔向B塔切換流程、B塔向A塔切換流程上述兩個(gè)流程交替進(jìn)行，以滿足全工況不停機(jī)干燥要求2其中A塔向B塔切換流程、B塔向A塔切換流程兩個(gè)自動(dòng)切換、時(shí)間控制、溫升控制、故障報(bào)警、設(shè)備健康檢測和信號采集等控制由系統(tǒng)和PLC之間的信號傳遞來控制，自動(dòng)完成所要求[4]。

1.2 系統(tǒng)組成

為了完成干燥過濾裝置工藝提出的要求，選用了西門子CPU1511-1PN中央處理器、AI8 X U/I/RTD/TC ST模擬量輸入采集模塊、DQ 32X24V DC/0.5A ST數(shù)字量輸出模塊、DI 32XDC 24V HF數(shù)字量輸入模塊、北京昆侖通態(tài)TPC7062Ti、蘇州普爾世PIC240.241D控制電源、菲尼克斯MINI MCR-SL-PT100-LP-NC溫度變送器。

2. 系統(tǒng)接線圖與人機(jī)界面、控制軟件

2.1 系統(tǒng)接線圖

PLC輸入點(diǎn)的地址分配和接線如圖2～圖4所示[5]。

圖2 PLC CPU中央處理模塊以及輸入模塊接線圖

圖3 PLC輸出模塊接線圖

圖4 PLC模擬量輸入模塊接線圖

2.2 人機(jī)界面、控制軟件

1）干燥過濾裝置系統(tǒng)人機(jī)界面如圖5所示。

圖5 干燥過濾裝置系統(tǒng)人機(jī)界面

2）A塔向B塔切換流程部分控制如圖6所示。

圖6 A塔向B塔切換流程部分控制圖

3）B塔向A塔切換流程部分控制如圖7所示。

圖7 B塔向A塔切換流程部分控制圖

4）干燥過濾裝置系統(tǒng)部分故障判斷控制如圖8所示。

圖8 干燥過濾裝置系統(tǒng)部分故障判斷控制圖

3. 結(jié)論

該系統(tǒng)應(yīng)用了PLC控制、人機(jī)界面應(yīng)用、伺服驅(qū)動(dòng)和多通道模擬量濾波控制等，通過系統(tǒng)集成提高了設(shè)備的自動(dòng)化控制水平，達(dá)到了當(dāng)今船用干燥過濾裝置自動(dòng)化控制的先進(jìn)水準(zhǔn)。從用戶使用情況看，完全滿足了用戶的控制要求，控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、控制精度高，符合國內(nèi)操作習(xí)慣等的特點(diǎn)，具有廣闊的市場前景。