基于PLC的布袋除尘控制系统的设计

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基于PLC的布袋除尘控制系统的设计

吉林工业职业技术学院 王 娟吉林化工学院信控学院 张振涛吉林工业职业技术学院 徐悦馨

【摘要】介绍了布袋除尘控制系统的构成并创建了布袋除尘控制系统的数学模型，在此基础上讲述了布袋除尘控制系统的硬件组成，利用STEP7软件开发控制系统的程序语言，同时通过WinCC组态软件实现了布袋除尘控制系统的仿真。【关键词】布袋除尘；PLC；SIMATIC WinCC

1.引言

随着我国经济的稳健发展，环保法规的日益严格，高炉煤气净化、工业锅炉、采暖锅炉、修筑高速公路时沥青、石子搅拌的高温除尘、除有害气体，以及各种工业炉窑的高温除尘，都是袋式除尘技术今后发展的重点和方向。同时，布袋除尘技术具有设备使用寿命长，效率高，一次性投资省，设备占地小，运行成本及排污收费低等特点，这都将决定袋式除尘器产品必将迎来巨大的发展机遇。而且，由于除尘器的运行、故障及异常诊断均采用自动化监控管理，使其操作管理较简便。所以，在高炉炼铁设备上应用袋式除尘器来净化煤气，在技术上是成熟的，在经济上是可行的。我们相信，只要针对具体条件采用适应的设备部件、运行方法和设计，对除尘器的制造质量严格要求，加强日常的维护管理，高炉应用袋式除尘器肯定能取得良好效果。

2.布袋除尘控制系统

图1 布袋除尘控制系统结构框图

布袋除尘控制系统有一个进口、一个出口，相应有一台引风机(引风机已有控制设备，不包括在本设计内)除尘器共有四个室，每个室有一只进口提升阀、一只出口提升阀、一只冷风阀，除尘器两侧各有两只旁路提升阀，在两个烟气进口处各装有两个温度传感器，当任何一个测点的烟气温度达到设定值(可调整)时，应采用必要的安全措施，防止滤袋损坏。系统结构框图如图1所示。

3.下位机PLC控制系统设计创建过程如下：

(1)新建项目：打开SIMATIC MANAGER(管理器)，新建一个项目，选择保存路径为，然后点击OK；

(2)生成新站：在SIMATIC Manager窗口：选中菜单“Insert”(插入)→“Station”(站点)→“SIMATIC 300 Station”系统自动为该站分配一个名称；

(3)单机架硬件组态：将项目左面的+点开，选中站点，然后选中硬件并双击/或右键点OPEN OBJECT(打开对象)，硬件组态画面即可打开；

在硬件组态画面右边是硬件目录窗口，可用菜单命令“View”(查看)中“Catalog”(目录)打开或关闭它。将硬件目录窗口中SIMATIC 300左面的+点开，点击SIMATIC 300，选中RACK-300，然后将Rail拖入到左边空白处/或双击Rail，生成空机架(为中央机架)，如有扩展机架可再双击生成扩展机架。

依次按照列表中的硬件配置将电源模块、

CPU模块、信号模块(输入、输出模块)放置在相应槽的位置，注意配置时要清楚各种模块的型号和订货号，在硬件组态过程中注意每个模块地址分配的情况，将配置好的硬件组态保存编译并退出硬件组态画面。如图2所示为软件

系统结构图。

图2 软件系统结构图

4.上位机监控系统设计

WinCC项目管理器是组态软件的核心，对整个工程项目的数据组态和设置进行全面的管理。建立一个新的项目命名为“09540101”，添加一个通讯驱动程序，添加变量，然后创建图形画面。

4.1 设计图形界面

图形画面用来模拟现场的工况，而本系统设计的界面是用来仿真布袋除尘控制系统运行的画面，WinCC提供了丰富的图形制作工具，而且还有丰富的图库供选择，在本设计中，针对布袋除尘控制系统制作了主控画面、报警画面、趋势画面等，使整个系统操作人性化，内

容丰富化。系统主控画面如图3所示。

图3 主控画面

4.2 建立动画连接

图形界面只是一副静态画面，要想用它来动态仿真布袋除尘控制系统的运行状况，还要定义动画连接。将所要定义的块进行C动作编程，再将图2所示的左下角输入/输出域与下位机所建立的变量进行连接，当系统运行时，就可以根据所需改变参数值。

4.3 运行和调试

(1)打开作上位控制的PC机，点击“开始”菜单，选择弹出菜单中的“SIMATIC”选项，再点击弹出菜单中的“WINCC”，再选择弹出菜单中的“WINCC V7.0 ASAI”，进入WINCC资源管理器，打开组态好的上位监控程序，点击管理器工具栏上的“激活(运行)”按钮，进入到启动画面。

(2)系统运行时，阀门变绿为“开”，变红为关。点击“登录”按钮，在弹出的窗口中输入用户名及密码，点击“确定”按钮则进入到主画面，即可进行仿真调试。

(3)点击“定时控制”按钮，则喷吹阀喷吹，喷吹时间为10s，间隔时间为10s。如图4-(a)所示。

(4)在自动模式的压力控制下，当进口压力高于900pa时，喷吹阀开启，直道低于500pa，喷吹阀关闭。如图4-(b)所示。

(5)总体趋势画面。如图4-(c)所示。

(6)在“手动”模式下，如，冷风阀，左键点击阀门，则弹出冷风阀控制窗口，点击“启

动”按钮，则冷风阀开启，如图4-(d)所示。

图4 测试画面

5.结论

在开发的过程中主要利用STEP7编写了布袋除尘控制工段各模块子程序，并利用组态软件WinCC进行监控系统开发。利用仿真软件进行系统调试，在调试中，完成在线连接，下载、硬件调试与诊断，控制和监视变量，测试程序，访问数据块等自动控制控制任务，实现软件硬件相结合的自动控制系统设计。

参考文献

[1]胡源.高温烟气袋滤除尘技术[M].北京:冶金工业出版社,1990.

[2]孙熙.袋式除尘技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2004.

[3]胡学林主编.可编程控制器教程[M].北京:电子工业出版社,2003.

[4]催围群,孙启法.S7-300/400可编程序控制器原理与应用[M].北京航空航天大学出版社,2009.

作者简介：王娟（1983—），女，吉林人，硕士，吉林工业职业技术学院助教，研究方向：过程控制。