摘要：文章對(duì)整個(gè)煙塵回收控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡述，通過PLC對(duì)離心風(fēng)機(jī)以及脈沖閥進(jìn)行控制，達(dá)到吸塵除塵的要求。通過模擬量對(duì)系統(tǒng)的壓力以及溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，達(dá)到對(duì)系統(tǒng)保護(hù)的作用。同時(shí)通過觸摸屏對(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，也將系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)顯示給操作者。

　　關(guān)鍵字：PLC，煙塵回收，觸摸屏，PPI通訊，人機(jī)界面

　　0.引言

　　現(xiàn)在螺旋焊管的定長大多數(shù)都采用等離子切割的方式，但是由于等離子切割機(jī)切割鋼管時(shí)產(chǎn)生的大量煙塵嚴(yán)重污染環(huán)境，危害職工健康，我公司為解決這一問題引進(jìn)了幾套煙塵回收設(shè)備。該設(shè)備的主控系統(tǒng)采用西門子公司的CPU224系列PLC，它具有穩(wěn)定性強(qiáng)，功能完善及人機(jī)界面友好的特點(diǎn)，很好的滿足了系統(tǒng)的要求。

　　1.系統(tǒng)工作原理

　　利用離心風(fēng)機(jī)工作室在凈化器內(nèi)所產(chǎn)生的真空吸力，迫使切割煙塵迅速聚集在吸氣口的周圍，并且在強(qiáng)吸力的作用下匯聚到凈化器內(nèi)部進(jìn)行凈化。切割煙塵進(jìn)入到凈化腔體內(nèi)部后，較大顆粒的煙塵在重力的作用下下沉到集灰斗里，而小顆粒的浮塵則在吸力所產(chǎn)生的渦流的作用下懸浮在凈化腔體內(nèi)部有待濾筒的過濾，當(dāng)粉塵在濾芯表面不斷沉積時(shí)，濾芯內(nèi)外的壓差也同時(shí)不斷增大，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)脈沖閥打開，壓縮空氣反吹清掃系統(tǒng)，通過旋轉(zhuǎn)清掃機(jī)構(gòu)的高壓氣流瞬間噴向?yàn)V芯內(nèi)表面，將沉積的粉塵吹下，粉塵隨著氣流向下的作用力而脫離濾芯表面，掉入接灰器。

　　2.系統(tǒng)配置

　　該系統(tǒng)的原理圖如圖(1)所示：

　　　　圖(1)系統(tǒng)原理圖

　　3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　3.1開關(guān)量處理

　　該控制系統(tǒng)的開關(guān)量主要是利用PLC的發(fā)出脈沖信號(hào)控制氣動(dòng)閥，為防止信號(hào)抖動(dòng)造成無動(dòng)作，通過PLC內(nèi)部對(duì)信號(hào)進(jìn)行了濾波延時(shí)，通過現(xiàn)場具體情況，設(shè)置2-6ms左右。

　　3.2模擬量信號(hào)處理

　　在煙塵凈化器中安裝有壓力檢測裝置，壓力傳感器將壓力以電流信號(hào)傳到PLC，PLC將數(shù)據(jù)規(guī)格化，檢測濾腔實(shí)際內(nèi)外壓差，傳送到觸摸屏。由于壓差值過高將影響凈化效果，設(shè)置低將頻繁執(zhí)行反吹清灰動(dòng)作，規(guī)定壓差設(shè)定值范圍為1000Pa-1500Pa。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定值時(shí)，脈沖電磁閥執(zhí)行清灰動(dòng)作，設(shè)定數(shù)據(jù)由觸摸屏負(fù)責(zé)輸入，并限制數(shù)據(jù)范圍。

　　凈化器內(nèi)同時(shí)安裝有溫度檢測信號(hào)，用來保護(hù)濾筒，如果溫度超過設(shè)定值，則蜂鳴器發(fā)出報(bào)警。風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，溫度設(shè)定過高起不到保護(hù)作用，溫度設(shè)定太低會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行，所以這個(gè)值也需要限制設(shè)置范圍，同樣由觸摸屏負(fù)責(zé)完成。

　　系統(tǒng)的模擬量輸入信號(hào)主要是上述兩種，都是將4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳入的PLC，s7-200將得到的信號(hào)值轉(zhuǎn)換為內(nèi)部數(shù)值0-32000

　　一壓力變送器為例，其量程為1000-1500Pa，對(duì)應(yīng)電流為4-20mA.按照最大輸入電流20mA,每毫安對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值為32000/20,當(dāng)壓力為0時(shí)，其A/D轉(zhuǎn)換值為(32000/20)*4=6400,可以得出A/D轉(zhuǎn)換值的范圍為6400-32000.

　　每個(gè)A/D轉(zhuǎn)換值D對(duì)應(yīng)的實(shí)際值A(chǔ)為：

　　A=(D-Do)(Am-Ao)/(Dm-Do)+Ao(1)

　　每個(gè)實(shí)際值A(chǔ)所對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值為：

　　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，之后通過運(yùn)算整定，將數(shù)據(jù)傳送到觸摸屏，以便用戶觀察

　　模擬量轉(zhuǎn)換PLC部分程序，如圖(2)所示

　　圖(2)模擬量轉(zhuǎn)換程序

　　4觸摸屏部分

　　4.1觸摸屏顯示部分

　　觸摸屏共分為五個(gè)畫面，分別為起始畫面，監(jiān)控畫面，設(shè)置換面，操作畫面，報(bào)警畫面。為了在每個(gè)畫面中都能快速連接到各個(gè)畫面，所以將這五個(gè)畫面固化在模板中。前面提到對(duì)于設(shè)定濾腔壓力范圍，以及主要的系統(tǒng)參數(shù)都在設(shè)置畫面中實(shí)現(xiàn)，在觸摸屏中通過簡單設(shè)定即可實(shí)現(xiàn)如圖3。如果對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，已經(jīng)手動(dòng)清灰則在操作畫面中實(shí)現(xiàn)，如圖(4)。由于其他畫面對(duì)系統(tǒng)影響不大，故不一一介紹。

　　圖(3)設(shè)置畫面圖

(4)操作畫面

　　4.2觸摸屏設(shè)置

　　觸摸屏與PLC之間采用PPI協(xié)議通訊，打開WinCCflexible2008，在通訊-連接中選擇PPI協(xié)議即可，如圖(5)所示

　　圖(5)設(shè)置觸摸屏與PLC的通訊方式

　　對(duì)于圖(3)中的需要設(shè)置的參數(shù)，以設(shè)置濾腔壓差為例，選中需要配置的I/O域，通過常規(guī)選項(xiàng)-變量連接-屬性限制值設(shè)置即可如圖（6），由于本系統(tǒng)的壓力范圍為1000-1500Pa，故設(shè)置上限為1500，下限位1000，通過模擬運(yùn)行可以看到設(shè)定值范圍如圖(7),表示設(shè)定成功。

　　圖(6)設(shè)定限制值

圖(7)設(shè)定后效果

　　5結(jié)束語

　　該系統(tǒng)簡單使用，由于觸摸屏的加入，大大增強(qiáng)了人機(jī)交互性，操作方便明了。自煙塵回收系統(tǒng)運(yùn)行一年多以來，效果良好，大大減少了車間內(nèi)有害煙塵的排放，保護(hù)了職工的健康。

　　姓名：李國松通訊地址：山東省淄博市張店區(qū)中埠鎮(zhèn)山東勝利鋼管有限公司工藝技術(shù)研究中心255082

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