加压过滤机中的微机控制系统

加压过滤机中的微机控制系统

加压过滤机是一种先进的脱水设备，在我国越来越多地应用于煤炭行业，其控制系统要求可靠、稳定。通过对IPC工控机和PLC S7－300可编程控制器及IPC－PLC系统工作原理的介绍，IPC－PLC微机控制系统在加压过滤机中的新的应用，表明IPC－PLC微机控制系统可靠性强、应用范围广，是过程控制的发展方向。

标签：加压过滤机工控机可编程控制器微机控制

0 引言

加压过滤机是一种世界公认的先进的脱水设备。国外最早由西德卡尔斯陆大学从60年代着手研究，西德的KHD公司在其基础上，于85年底成功制造了世界上第一台工业用加压过滤机。中国煤炭科学院唐山分院从70年代中期便开始研究煤用加压过滤机，89年研究有了突破性进展，91年山东煤矿莱芜机械厂已成为世界上第三家加压过滤机生产厂家。加压过滤机从电控角度来看，其主机部件工作在压力容器内；现场潮湿、粉尘大、振动大，工作条件恶劣；机构动作频繁，闭锁严格。因此，电控系统必须保证：整机环境的适应性；程序动作的可靠性；系统参数的稳定性和多样性。IPC工业控制机具有良好的用户界面，PLC可编程控制器具有较高的现场适应能力和强大的逻辑运算功能，所以IPC－PLC微机控制方案能够满足加压过滤机工作特点的需要。为保证其动作的可靠性和工作寿命，工业控制机选用研华IPC－610工控机，可编程控制器选用西门子PLC S7－300组合，既经济又可靠，是理想的选配。

1 IPC工业控制计算机

台湾研华工业控制机IPC610P主机CPU选用INTEL PⅢ800，组态软件为FIX DMACS。该机具有防振动、防尘、热稳定、抗干扰四大优点和通用性、可靠性、灵活性、易用性四大工作特点。

2 PLC可编程控制器

西门子S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6～0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择

开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC 可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有最高的工业环境适应性。

3 控制原理

3.1 IPC－PLC体系结构（见图1）上位机选用台湾研华IPC610P工业控制计算机，用来完成管理级别上的数据采集和流程监控；下位机选用西门子PLC S7－300，根据控制方案完成控制任务。

3.2 IPC－PLC体系通讯可编程控制器S7-300多点接口MPI集成在CPU中，同时连接编程器、PC机、人机界面系统，控制体系依靠通讯网络将上位机和下位机联络起来。通讯网络是本系统构成的关键。在本系统中，上位机利用德国西门子公司的PC适配卡，通过RS232通讯接口，由电缆与下位机构成多点接口MPI网络通讯结构。监控时，利用工控软件FIX所带的MPI驱动，实现上位机、下位机的通讯；可编程控制器PLC编程或程序调试时，利用SETP7编程软件所带的MPI驱动，实现上位机和下位机的通讯。

3.3 过程控制系统系统生产过程控制主要是由SIMATIC S7－300来实现的，IPC工控机主要是实现系统监控和打印操作以及可编程控制器的编程和程序修改。工控机应用STEP7编程软件进行编程，由通讯网络存入S7－300。在过程控制中S7－300自动按照程序执行。S7－300是由CPU中央处理单元、MPI 接口、数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块组成。数字量输入模块包含按钮、转换开关、限位开关、接近开关、接触器和中间继电器等开关量的输入；

数字量输出模块指中间继电器、指示灯和变频器等开关量的输出；模拟量输入模块是指液压站、低压风机、高压风机、上密封、下密封、加压仓、反吹风包、下仓等压力信号和储浆槽液位、下仓料位等模拟量输入；模拟量输出模块是指主轴变频器、入料泵变频器、加压仓压力调节阀、反吹压力调节阀等模拟量输出。其中加压仓压力、反吹风包压力、储浆槽液位调节系统实现闭环控制。

4 结束语

该控制系统运行可靠，事故率低，操作简单，有效地减轻了检修人员、操作人员的工作负担。PLC的故障自动判断更直接、有效地帮助检修人员及时处理事故，提高工作效率。