基于PLC和觸摸屏的高壓靜電除塵控制系統(tǒng)方案
以單片機為核心的高壓靜電除塵控制器具有成本低廉,功能強大的特點,但人機交互性較差,系統(tǒng)維護困難,工業(yè)現(xiàn)場干擾較明顯,除塵效率、操作維護與運營成本不能兼顧。本文針對這一問題構(gòu)建了以PLC為核心的控制器,其模塊化的結(jié)構(gòu)易于擴展和更換,系統(tǒng)可靠性高,控制器與上位機之間聯(lián)網(wǎng)通信簡單,同時沒有降低煙塵的排放標(biāo)準(zhǔn)。
1 靜電除塵控制系統(tǒng)的原理
高壓供電控制系統(tǒng)原理框圖如圖1所示,采集電路采集到的一次電壓、電流,二次電壓、電流,濁度等模擬量信號通過PLC模擬量輸入模塊送入 CPU;變壓器油溫、油位,偏勵磁等開關(guān)量信號通過PLC的數(shù)字量輸入信號處理回路進(jìn)入CPU。PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果產(chǎn)生兩路觸發(fā)脈沖,送往主回路的兩個反并聯(lián)可控硅的控制極以觸發(fā)可控硅,通過調(diào)整可控硅的導(dǎo)通角,控制升壓變壓器的一次側(cè)輸入電壓,從而控制輸入電場的電壓。一方面要根據(jù)工況變化,自動調(diào)節(jié)除塵器的電壓,使集電極和收塵極之間的電場強度盡量大,電離子盡量多,越逼近擊穿電壓,控制水平越高;另一方面,又要考慮不能讓除塵器極板間電壓過高,避免使除塵器處于擊穿狀態(tài),以防損壞本體及電氣設(shè)備,節(jié)約不必要損耗的電能,但又要在介質(zhì)恢復(fù)時能夠迅速恢復(fù)正常供電。
圖1 高壓供電控制系統(tǒng)原理框圖
2 控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
2.1 硬件設(shè)計
高壓靜電除塵控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示,它主要由PLC及其外圍電路、觸摸屏、和上位機組成。
圖2 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖
2.1.1 PLC的選型
PLC因具有邏輯簡單直觀,電氣性能良好,功能組合便捷,可靠性高,維護方便并且可以直接對數(shù)字量和模擬量進(jìn)行控制和驅(qū)動等優(yōu)點在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,本系統(tǒng)以PLC為控制核心,選用西門子公司的新一代模塊化小型PLC S7—1200、S7—1200 PLC主要由CPU模塊、信號板、信號模塊、通信模塊和編程軟件組成,各種模塊安裝在標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上,微處理器選用CPU 1214C,數(shù)字量輸入點數(shù)14點,輸出點數(shù)10點,模擬量輸入點數(shù)2點,最多可以擴展8個信號模塊,S7-1200的最大特點在于配置了以太網(wǎng)接口 RJ45,本系統(tǒng)共有8路模擬量輸入,12路數(shù)字量輸入,2路模擬量輸出,19路數(shù)字量輸出PLC硬件組態(tài)如圖3所示。
圖3 PLC硬件組成
2.1.2 人機界面的選型
觸摸屏、PLC和PC通過CSM1277以太網(wǎng)交換機連接在一起,完成人機交互并進(jìn)行實時狀態(tài)顯示和控制,如圖4所示。
圖4 觸摸屏、PLC和PC的連接
2.1.3 偏勵磁檢測電路
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