AutoFilt RF3反沖洗過濾器單片機(jī)控制改PLC控制研制

王俊林　蒙旭喜　朱金輝

摘 要：反沖洗過濾器AutoFilt RF3為全自動的自清洗過濾器，用于去除低粘度介質(zhì)中的固體顆粒。當(dāng)超過預(yù)設(shè)的工作參數(shù)，反沖洗過濾器會自動開始清洗（反沖洗）受污染的濾芯。本文以清洗機(jī)的反沖洗過濾器為研究對象，開展反沖洗由單片機(jī)控制改進(jìn)為GE PLC控制的研制工作。有效解決單片機(jī)控制反沖洗過程出現(xiàn)的控制板安裝不方便、調(diào)試時間長、故障率高等問題。將AUOTFILT RF3反沖洗過濾器將單片機(jī)控制改PLC控制，濾芯被反沖洗時不會中斷過濾，反沖洗過濾器出口液流不間斷，實現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：AUOTFILT RF3自動反沖洗過濾器 單片機(jī) PLC

Development of AutoFilt RF3 Backwash Filter MCU Control to PLC Control

Wang Junlin，Meng Xuxi，Zhu Jinhui

Abstract：AutoFilt RF3 is a fully automatic self-cleaning filter for the removal of solid particles in low viscosity media. When the preset operating parameters are exceeded， the backwash filter automatically starts cleaning （backwashing） the contaminated filter element. In this paper， the backwash filter of cleaning machine is taken as the research object， and the backwash control is improved from single chip microcomputer to GE PLC control， which can effectively solve the problems of inconvenient installation， long debugging time and high failure rate of the control board in the process of SCM control backwash. AUOTFILT RF3 backwash filter will be MCU control to PLC control， and filter element is backwashed without interruption of filtration， backwash filter outlet liquid flow uninterrupted， to achieve continuous operation.

Key words：AUOTFILT， RF3 automatic backwash filter， MCU， PLC

1 引言

AUOTFILT RF3反沖洗過濾器單片機(jī)控制比較復(fù)雜，雖然經(jīng)濟(jì)，但是使用起來不方便，而且調(diào)試時間長。而PLC控制可靠性高、使用方便，通用性強(qiáng)、功能完善，而且維護(hù)方便、體積、質(zhì)量小、功耗低、減少控制系統(tǒng)的設(shè)計及施工的工作量且PLC控制可以能根據(jù)需求及時有效的改變控制方式，能夠隨時按客戶的要求改變功能，可揉作性強(qiáng)，并且清洗高效徹底，系統(tǒng)可恢復(fù)性強(qiáng)。因此本文通過對清洗機(jī)反沖洗過濾器的使用情況，將AUOTFILT RF3反沖洗過濾器將單片機(jī)控制改PLC控制。

2 普通單片機(jī)控制與PLC控制的比較

2.1 單片機(jī)與PLC的區(qū)別

單片機(jī)是一種可編程的集成電路，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng)（圖1）;PLC是建立在單片機(jī)之上的產(chǎn)品，簡單來說， PLC控制系統(tǒng)就是由單片機(jī)加上外圍電路做成的（圖2）。單片機(jī)底層開發(fā)比較麻煩，程序編寫用匯編或者C語言比如延時用單片機(jī)做程序，要從晶振來計算，而PLC每個廠家都提供一個編程軟件，可以用梯形圖編程，延時只需在時間繼電器里給一個數(shù)字即可。

2.2 硬件組成

PLC的硬件使用更加方便，可根據(jù)現(xiàn)場清洗機(jī)設(shè)備原有的PLC增加擴(kuò)展I/O模塊來實現(xiàn)，單片機(jī)控制模塊更換時需外購，周期較長不利于現(xiàn)場維修維護(hù);所以從現(xiàn)場維護(hù)、增加量點(diǎn)的實際應(yīng)用中，PLC能更快、更好的完成需求。

2.3 經(jīng)濟(jì)性比較

從AUOTFILT RF3反沖洗過濾器這種小型控制系統(tǒng)來說，現(xiàn)場的單片機(jī)控制只能通過單獨(dú)外購單片機(jī)控制模塊，而PLC模塊現(xiàn)場設(shè)備具有無需單獨(dú)購買，只需通過編寫程序和重新接線即可，加上單片機(jī)在清洗機(jī)現(xiàn)場使用環(huán)境惡劣，較容易出現(xiàn)故障，PLC有單獨(dú)的電柜比單片機(jī)使用環(huán)境更優(yōu)。

3 單片機(jī)控制改為PLC控制的實例

3.1 改造前單片機(jī)控制系統(tǒng)實際運(yùn)行情況

如圖3為現(xiàn)用單片機(jī)控制系統(tǒng)，表1為電氣和電動控制設(shè)置，為手動控制和自動控制，其控制系統(tǒng)故障頻繁，主要表現(xiàn)為快速熔斷器（簡稱保險管）經(jīng)常燒毀、電磁閥線圈頻繁燒毀、出現(xiàn)電路缺項現(xiàn)象、手動按鈕接觸不良等情況。由于控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，造成反沖效果不佳，造成過濾芯堵塞影響設(shè)備正常運(yùn)行。

3.2 PLC控制系統(tǒng)改造方案

將單片機(jī)系統(tǒng)相關(guān)硬件全部更換為PLC控制系統(tǒng)硬件?，F(xiàn)用GERX3i系列PLC代替原單片機(jī)，將原電磁閥控制供電電源改為DC24V，通過軟件編程實現(xiàn)原控制系統(tǒng)各項功能來解決原控制系統(tǒng)存在的各種問題。

3.3 PLC控制邏輯程序

根據(jù)現(xiàn)場現(xiàn)場反沖洗過濾器的使用要求，通過PLC的可編程軟件對進(jìn)行編寫梯形圖控制實現(xiàn)反沖。圖4為反沖洗控制梯形圖。

將反沖洗的間隔時間編寫到HMI上，可根據(jù)現(xiàn)場過濾情況通過HMI直接寫入，更方便調(diào)整反沖頻次，減少過濾芯堵塞。如圖5。

4 結(jié)語

通過對AUOTFILT RF3反沖洗過濾器由單片機(jī)改成PLC控制系統(tǒng)的已經(jīng)在上汽通用五菱汽車股份有限公司經(jīng)歷了近12個月的生產(chǎn)驗證，表明其控制功能能夠得到實用，本次設(shè)計的PLC控制自動反沖洗過濾器能夠單片機(jī)控制板安裝不方便，調(diào)試時間長，出現(xiàn)故障處理效率低等問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]GE.RX3i系統(tǒng)手冊_GFK2314.

[2]RF3操作手冊.