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1、布袋除尘器控制系统软件设计摘 要布袋除尘器作为一种高效率除尘设备，目前在各种工业部门广泛应用。近年来,随着越来越严格的环境质量要求以及国民经济的快速良性发展,布袋除尘器相应地出现相当大的生产量增长,它的种类也在不断增加。随着现代的生产技术要求不断在提高,如何设计适合整个布袋除尘系统的自动控制也显得尤为必要和十分实际,不仅对控制污染、保护环境和提高粉尘气体处理设备的能力和效率有重要的作用,在减少人工劳动工作、增加系统的易控制性和可靠性、节约能源和资源方面同样具有十分重大的经济意义。本文系统地介绍了工业布袋除尘系统软件设计的一系列过程。首先就布袋除尘器对工业生产和环境保护的重要性进行一定的阐述,对
2、布袋除尘器的组成和工艺原理进行了简单的介绍，然后使用step7编程软件对布袋除尘器进行控制程序（包括清灰、输灰、卸灰和灰仓部分）的编写。本文用西门子S7-300PLC控制的袋式除尘器可实现清灰、输灰、卸灰工艺的自动运行及各个除尘室独立手动控制。利用PLC性能稳定功能强大的特点及相应软件的仿真功能使除尘器更加容易操控调试，从而高效能地运行。关键字：布袋除尘器控制系统 自动控制 S7-300 PLC 清灰 卸灰The bag dust collectors Software design of control systemABSTRACTThe Bag dust collector, as a k
3、ind of high efficient dust removal equipment, has been widely used in various industrial departments. In recent years, with the development of the national economy and more and more stringent environmental protection requirements, the bag dust collector has considerable growth in output, its varieti
4、es are also growing. With the improvement of requirements of modern production technology, it become more important to design the automatic control of whole bag dust remover system suitablely, which not only have important role to control pollution, protect the environment, and are efficient to impr
5、ove the ability and efficiency of dust remover equipment、to reduce manul labor work、 to increase the reliability of the system、to save energy and also has important economic significance.This paper mainly introduces the software design process of industrial bag dust removers control system . First o
6、f all this paper introduces the significance of bag dust remover to environmental protection and industrial production ,and have a simple introduction pointed at the bag dust removers composition and working principle , and then use step7 programming software to write programs for the control system
7、.Using the Siemens S7-300 PLC control bag dust remover can realize soot and ash, the discharging process to run automatically and realize manual control of each dust chamber independently. Using the characteristics of PLC stable performance and the powerful features of PLC software to make the bag d
8、ust collector keep running in high-efficiency.Key Words：Bag precipitator S7-300 PLC Automatic control system Soot cleaning Dischargingii目 录第一章 绪论11.1课题研究背景及意义11.2布袋除尘器国内外发展前景1第二章 布袋除尘系统工艺分析32.1布袋除尘器工作原理32.1.1 过滤原理42.1.2 清灰原理42.2布袋除尘器基本组成42.3布袋除尘器工艺分析62.3.1清灰流程图62.3.2输灰流程图72.3.3灰仓控制要求92.4 布袋除尘器技术可行性分
9、析92.5布袋除尘器PLC控制系统可行性分析10第三章 布袋除尘器硬件设计113.1 布袋除尘器的分类113.2 布袋除尘器控制模式设计113.3清灰脉冲电磁阀控制电路12第四章 西门子PLC硬件分析154.1 PLC的功能特点154.1.1 PLC的功能154.1.2 PLC的特点154.2 PLC工作原理164.3 西门子S7-300 PLC174.3.1 S7-300的系统结构174.3.2 西门子S7-300模块分类184.4 S7-300 IO地址组态244.4.1 S7-300 数字量IO地址组态254.4.2 S7-300模拟量IO地址组态254.5布袋除尘器系统PLC硬件组态2
10、6第五章 布袋除尘器软件设计315.1 西门子S7-300编程基础知识315.1.1编程元件315.1.2数据类型335.1.3寻址方式335.1.4 编程语言345.2 常用指令及功能块的使用355.3系统I/O地址分配375.4系统程序编写及说明375.4.1清灰程序顺序功能图375.4.2 清灰部分程序395.5 输灰程序455.5.1输灰顺序流程图455.5.2 输灰程序部分说明465.6 灰仓程序495.6.1灰仓程序顺序流程图495.6.2灰仓程序编写及说明50第六章 程序下载和调试526.1程序下载526.2 S7-PLCSIM 调试程序53第七章 结论与展望61参考文献62致谢
11、63ii天津理工大学2016届本科毕业设计说明书第一章 绪论1.1课题研究背景及意义近年来，由于世界人口的膨胀以及工业和农业的快速发展、空气污染物的排放量日益增加,增加空气污染,对人类和谐环保的生活造成了十分大的危害。控制大气污染物问题以及控制空气污染中的粉尘排放问题已经成为社会问题急需良好的解决方法。例如,在工业生产中,各种废气有非常广泛的来源,在冶金、化工、建筑、炼油、炼焦、合成纤维、电力等很多行业生产过程总是有很多灰尘的烟气在产生中,如果不加以处理,不仅污染环境,还会对工作人员的健康造成很大的伤害,所以应高度重视如何治理在生产过程中产生过多灰尘的问题。由于袋式除尘器除尘效果非常好,所以在
12、制造行业广泛应用着,特别是在冶金行业。布袋除尘器的控制要求包括清灰,输灰以及卸灰和灰仓部分。近年来，随着国民经济的发展和日益严格的环保质量要求,布袋除尘器相应具有相当大的生产量增长,种类也在不断增多。PLC(可编程控制器)是自20世纪80年代的时候逐渐发展起来的，是新一代完美适用于工业控制的装置，是结合着计算机和通信技术以及自动控制要求的产物。可编程控制器不仅具有良好的性价比, 良好的系统控制性能,还具有比较高的可靠性以及抗干扰能力。随着计算机技术、网络通信的技术以及自动化控制技术的快速良性发展,PLC的功能变得愈发强大起来，适用场合范围也越发变宽。可编程控制器不局限于实现单机控制,它还可以实
13、现多机群控制要求；不仅可以实现逻辑控制,也可以用在运动控制、数据处理以及过程控制等等方面,从而使PLC普遍应用在自动控制领域。例如,在火力发电厂燃料煤过程会产生大量煤尘,没有粉尘回收,不但污染环境,而且会导致资源的浪费。本文就工业布袋除尘器设计的要求,选择PLC作为核心控制器,根据压差信号、定时、手动信号实现布袋除尘器的工艺。同时上位机和PLC通信是通过工控机来实现的,从而能够对整个控制系统进行相应的配置和监控。1.2布袋除尘器国内外发展前景袋式除尘器开始出现时是在18世纪80年代,起初布袋除尘器只是使用一些挂袋用来清灰,所以设备的工作效率一般都很低。随着应用技术慢慢变得成熟和逐渐稳定，在18
14、81年的时候德国工厂率先开发的机械振动、清灰布袋式除尘技术开始逐渐商用化市场化,特别是在1957年的时候脉冲袋式除尘的技术研究和开发出来,这可以称得算是袋式除尘技术迈出迅猛的一大步,它包含所有设备的性能,而且并没有移动部件,内部滤袋也可以延长使用寿命。1970年代后, 美、澳欧洲大规模的生产布袋除尘器, 在此期间布袋除尘器技术的也得以快速发展，美,澳洲和欧洲开发的大型袋式除尘器开始广泛应用于燃煤发电站、干法水泥回转窑炉等工厂进行除尘。中国从20世纪50年代初,从苏联引进的具有机械振动和反吹袋式除尘技术机器。截至到目前，布袋除尘器在我国也有着广泛的应用。中国在七零年代开始出现的大量袋式除尘器的大
15、多数生产企业到目前已成为我国生产袋式除尘器的骨干企业。进入八零年代后,袋除尘技术的进一步发展,我国生产的袋式除尘器, 许多年来在采矿、建材、食品、制药、冶金、化工等行业依旧在成功地应用着。国家很多地区广泛应用袋式除尘器,比如说天津开发区5号热源厂、张家港保税区热电厂、焦作电厂；许多以前使用静电除尘器的电厂转换为使用袋式除尘器,如呼和浩特热电厂、赤峰市热力有限公司热电厂。根据中国环保产业协会袋式除尘委员会相关预测,从中国环境保护“十一五”规划中大大增加了需求,布袋除尘器预计将成为市场的领导者,而也可能是全球趋势。普通的袋式过滤器滤袋使用寿命短、高阻导致低效率和高生产成本问题十分突出。随着国内产业结构调整步伐的加快和大气粉尘排放标准的提高、高技术大型企业逐步扩大, 必将促进大型袋式除尘器的应用和推广,尤其是脉冲式除尘器和低压长袋收尘器大规模的趋势很明显,性能已经达到了国际先进水平。如河北西安环保设备厂设计和制造的大型气箱脉冲袋除尘器在北京水泥厂、鲁奇改善内蒙古大袋除尘器、泰国发电厂投入使用,其排放检验记录等明显低于国家排放标准,达到国际先进水平。在20世纪90年代初
