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触摸屏和PLC在烟尘回收中的应用

2013-11-11 浏览次数: 来源:

摘要:文章对整个烟尘回收控制系统进行了简述,通过PLC对离心风机以及脉冲阀进行控制,达到吸尘除尘的要求。通过模拟量对系统的压力以及温度进行实时监测,达到对系统保护的作用。同时通过触摸屏对系统的关键参数进行设定,也将系统的重要数据显示给操作者。

  关键字:PLC,烟尘回收,触摸屏,PPI通讯,人机界面

  0.引言

  现在螺旋焊管的定长大多数都采用等离子切割的方式,但是由于等离子切割机切割钢管时产生的大量烟尘严重污染环境,危害职工健康,我公司为解决这一问题引进了几套烟尘回收设备。该设备的主控系统采用西门子公司的CPU224系列PLC,它具有稳定性强,功能完善及人机界面友好的特点,很好的满足了系统的要求。

  1.系统工作原理

  利用离心风机工作室在净化器内所产生的真空吸力,迫使切割烟尘迅速聚集在吸气口的周围,并且在强吸力的作用下汇聚到净化器内部进行净化。切割烟尘进入到净化腔体内部后,较大颗粒的烟尘在重力的作用下下沉到集灰斗里,而小颗粒的浮尘则在吸力所产生的涡流的作用下悬浮在净化腔体内部有待滤筒的过滤,当粉尘在滤芯表面不断沉积时,滤芯内外的压差也同时不断增大,当压差达到设定值时脉冲阀打开,压缩空气反吹清扫系统,通过旋转清扫机构的高压气流瞬间喷向滤芯内表面,将沉积的粉尘吹下,粉尘随着气流向下的作用力而脱离滤芯表面,掉入接灰器。

  2.系统配置

  该系统的原理图如图(1)所示:

    图(1)系统原理图

3系统软件设计

  3.1开关量处理

  该控制系统的开关量主要是利用PLC的发出脉冲信号控制气动阀,为防止信号抖动造成无动作,通过PLC内部对信号进行了滤波延时,通过现场具体情况,设置2-6ms左右。

  3.2模拟量信号处理

  在烟尘净化器中安装有压力检测装置,压力传感器将压力以电流信号传到PLC,PLC将数据规格化,检测滤腔实际内外压差,传送到触摸屏。由于压差值过高将影响净化效果,设置低将频繁执行反吹清灰动作,规定压差设定值范围为1000Pa-1500Pa。当到达设定值时,脉冲电磁阀执行清灰动作,设定数据由触摸屏负责输入,并限制数据范围。

  净化器内同时安装有温度检测信号,用来保护滤筒,如果温度超过设定值,则蜂鸣器发出报警。风机停止运行,温度设定过高起不到保护作用,温度设定太低会影响设备正常运行,所以这个值也需要限制设置范围,同样由触摸屏负责完成。

  系统的模拟量输入信号主要是上述两种,都是将4-20mA的标准信号传入的PLC,s7-200将得到的信号值转换为内部数值0-32000

  一压力变送器为例,其量程为1000-1500Pa,对应电流为4-20mA.按照最大输入电流20mA,每毫安对应的A/D转换值为32000/20,当压力为0时,其A/D转换值为(32000/20)*4=6400,可以得出A/D转换值的范围为6400-32000.

  每个A/D转换值D对应的实际值A为:

  A=(D-Do)(Am-Ao)/(Dm-Do)+Ao(1)

  每个实际值A所对应的A/D转换值为:

  D=(A-Ao)(Dm-Do)/(Am-Ao)+Do(2)

  其中Dm=32000,Do=6400,Am=1500,Ao=1000,代入式(1)、式(2)即可得出A、D的值,之后通过运算整定,将数据传送到触摸屏,以便用户观察

  模拟量转换PLC部分程序,如图(2)所示

  图(2)模拟量转换程序

4触摸屏部分

  4.1触摸屏显示部分

  触摸屏共分为五个画面,分别为起始画面,监控画面,设置换面,操作画面,报警画面。为了在每个画面中都能快速连接到各个画面,所以将这五个画面固化在模板中。前面提到对于设定滤腔压力范围,以及主要的系统参数都在设置画面中实现,在触摸屏中通过简单设定即可实现如图3。如果对离心风机进行控制,已经手动清灰则在操作画面中实现,如图(4)。由于其他画面对系统影响不大,故不一一介绍。

图(3)设置画面图

(4)操作画面

  4.2触摸屏设置

  触摸屏与PLC之间采用PPI协议通讯,打开WinCCflexible2008,在通讯-连接中选择PPI协议即可,如图(5)所示

图(5)设置触摸屏与PLC的通讯方式

  对于图(3)中的需要设置的参数,以设置滤腔压差为例,选中需要配置的I/O域,通过常规选项-变量连接-属性限制值设置即可如图(6),由于本系统的压力范围为1000-1500Pa,故设置上限为1500,下限位1000,通过模拟运行可以看到设定值范围如图(7),表示设定成功。

图(6)设定限制值

图(7)设定后效果

  5结束语

  该系统简单使用,由于触摸屏的加入,大大增强了人机交互性,操作方便明了。自烟尘回收系统运行一年多以来,效果良好,大大减少了车间内有害烟尘的排放,保护了职工的健康。

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