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1、可编程控制器在工业企业中的应用? ?【摘要】：收尘系统设备中的袋式收尘器已经广泛的为炼钢电炉、锅炉、高炉煤气净化、煤粉制备和气力输送、铝电解、铝锌冶炼等领域所采用。它的控制系统通常采用脉冲控制器进行控制，长期以来由于脉冲控制器存在较高的故障率，电气元件损坏频繁，线路故障较多，适应环境能力差，稳定性不高，更换频繁。随着科技的发展，现在已逐渐被稳定性好，适应能力强，故障率低的可编程控制器(PLC)所代替，本文仅通过工作中的事例进行探讨。【关键词】PLC 收尘系统概 述可编程序控制器就是PLC，它是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器用来在其内部存储执行逻辑运
2、算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令，并通过数字式，模块式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。它产生于上个世纪的六十年代的末期，最初只具备逻辑控制，定时，计数等功能，主要用来取代继电接触控制器。由于它是专为工业环境而设计的，所以具有很高的可靠性，它和它的相关产品几乎可以实现所有的控制任务，功能十分的强大，是目前工业系统中应用前景最为广阔的自动化控制设备。同时由于它极易将微型计算机技术与继电器控制技术很好的融化在一起，使它已经成为改造传统机械产品，构成机电一体化的新一代产品和实现机械工业自动化的控制核心。比如，在硫酸生产的过程中，温度的控制是起着决定性作用的，炉前的焙烧强度以及焙烧
3、的温度，决定着后序工段的气温和气浓，而这种气温和气浓，即转化工段的转化器各层的温度，气浓，各换热器的管内外温度与气浓贯穿着硫酸生产的全过程，它们之间的联系是密不可分的，炉前工段的焙烧强度和温度以及气浓决定着转化工段的各部分的温度与气浓的正常与否，以及转化率的高低。转化工段的内部中转化器各层的进出口之间与换热器各段的管内外的进出口的温度与气浓之间又相互作用，相互影响，相互控制：转化器的一层出口温度与气浓决定着二层的温度与气浓的变化和转化的效果。而二层的出口温度与气浓又决定和影响着它的下续流程。如此繁杂的几十种温度和气浓相互作用，相互影响，单凭人工来控制和操作可想而知难度有多大。下面我主要以PLC
4、在收尘系统设备中的应用加以说明。1.袋式除尘器工作原理袋式除尘器主要由上箱体、中箱体、灰斗、卸灰系统、喷吹系统和控制系统等几部分组成，并采用下进气分室结构。含尘烟气由进风口经中箱体下部进入灰斗：部分较大的尘粒由于惯性碰撞、自然沉降等作用直接落入灰斗，其它尘粒随气流上升进入各个袋室。经滤袋过滤后，尘粒被阻留在滤袋外侧，净化后的气体由滤袋内部进入箱体，再通过提升阀、出风口排入大气。灰斗中的粉尘定时或连续由螺旋输送机及刚性叶轮卸料器卸出。随着过滤过程的不断进行，滤袋外侧所附积的粉尘不断增加，从而导致袋除尘器本身的阻力也逐渐升高。当阻力达到预先设定值时，清灰控制器发出信号，首先令一个袋室的提升阀关闭以
5、切断该室的过滤气流，然后打开电磁脉冲阀，压缩空气由气源顺序经气包、脉冲阀、喷吹管上的喷嘴以极短的时间(00650085秒)向滤袋喷射。压缩空气在箱内高速膨胀，使滤袋产生高频振动变形，再加上逆气流的作用，使滤袋外侧所附尘饼变形脱落。在充分考虑了粉尘的沉降时间(保证所脱落的粉尘能够有效落入灰斗)后，提升阀打开，此袋室滤袋恢复到过滤状态，而下一袋室则进入清灰状态，如此直到最后一袋室清灰完毕为一个周期。袋式除尘器是由多个独立的室组成的，清灰时各室按顺序分别进行，互不干扰，实现长期连续运行。上述清灰过程均由清灰控制器进行定时或定压自动控制。2.袋式收尘器的动作流程根据袋式收尘器的袋室的多少，本文选择了3
6、室的收尘器，它的动作流程为：首先，l室提升阀的电门动作关闭时间lO秒，经3秒后电磁脉冲阀的电动作进行反吹风时间为4秒，4秒钟后电磁脉冲阀失电停止反吹风，10秒钟后提升阀失电打开，袋室恢复过滤状态。进入2室清灰状态。然后是3室，最后返回1室，如此循环下去。流程图如下3.可编程控制器-PLC的优点 1)、可靠性高 可编程控制器的平均无故障时间可达几十万小时，这是一个难以置信的数字，也就是说，一台可编程控制器可运行30多年不出故障一般来说，可编程控制系统中发生的障大多是由传感器、执行器等外围部件所造成的。PLC是以集成电路为基本元件的电子设备，内部处理不依赖于接点，元件的用寿命为半永久性。2)、编程
7、方便对一般电气线路，可采用梯形图编程，这种方式与实际电路原理图非常相近，即使是普通的工人，也能在较短时间内掌握。对于较复杂的控制系统，为简化程序，许多型号的可编程控制器都设置了步进顺控指令、流程图指令、功能指令等指令系统，大大加快了系统的开发速度。3)、对环境要求低可编程控制器可在较大的温度、湿度变化范围内正常工作，抗震动，抗冲击力的性能好，对电源电压的稳定性要求较低，特别是抗电磁干扰能力强。因此可用于在较恶劣的工业环境中。与其他装置配置连接方便，可编程控制器与其他装置，配置的连接基本都是直接的。4)、使用和维护方便(1)、硬件配置方便PLC的硬件都是专门生产厂家按一定标准和规格生产的，所需硬
8、件均可在市场上方便地买到。(2)、安装方便PLC内部各类等效继电器的接点使用不受次数限制，使用时只考虑输入、输出点个数即可，如型号为FXIS30MR的PLC的输入和输出点数为30个。(3)、PLC配备有许多监控提示信号，能够动态的监视控制程序的执行情况，检查出自身的故障，并随时显示给操作人员，为现场的调试和维护提供了方便。(4)、设计施工周期短使用PLC完成一项控制工程，在系统设计完成以后，现场施工和PLC程序设计可以同时进行，周期短，而且程序的调试和修改都很方便。4.PLC选型l)、由于本文中选择的是袋式收尘器是3室的，其对PLC的输入和输出点的要求较少，要求控制部分体积小，成本低，故选用日
9、本三菱公司生产的FX系列FX2N32M主机，它具有输入点16点，输出点16点，内部主要有通用继电器500点(MOM499)，特殊辅助继电器256个(M8000一M8255)。(1)PLC输入接口电路 (2)PLC输出接口电路可编程控制器的输出有三种形式：一种是继电器输出，一种是晶闸管输出，一种是晶体管输出。继电器输出型是利用继电器线圈与输出触点，将PLC内部电路与外部负载电路进行电气隔离。继电器型具有较大的输出电流，一般对电压为-AC250V以下的电路驱动纯负载的能力为2A点，晶闸管和晶体管型输出电流都较小。(3)PLC对电源的基本要求是：、能有效控制、消除电网电源带来的各种噪声。、不会因电源
10、发生故障而导致其他部分产生故障。、能在较宽的电压波动范围内保持输出电压稳定。、电源本身的功耗应尽可能低，以降低整机的温升。、内部电源及PLC向外提供的电源与外部电源间应完全隔离。、有较强的的自动保护功能。2)、IO点分配表输入信号输出信号名称代码输入点编码输出点编码代号名称手自动QAX00Y00KA0提升继电器启动按钮SB1X01Y01KA1喷吹继电器停止按钮SB2X02Y02KA2提升继电器Y03KA3喷吹继电器Y04KA4提升继电器Y05KA5喷吹继电器 5.脉冲控制的工艺要求:l)、能够实现无操作的自动启动实现喷、吹的自动循环2)、同样能够实现随时人工启动实现喷、吹的自动循环3)、脉冲控
11、制的过程按照控制流程进行6.按照工艺要求一一PLC接线图7.编程及程序运行根据收尘脉冲电磁阀工作的特点，对PLC进行编程。梯形图如下： 8.指令语表1LDX0027LDT451ANIX022OUTTO K5028ORY252ANIT93ANIT029OUTT5 K10053OUTY44OUTM030MPS54MPP5LDX0131ANIX0255ANDY46ORY0032ANIT556OUTT10 K307ORM033OUTY257LDT10 8ORT1234MPP58OUTT11 K509OUTT1 K10035ANDY259ANIT110MPS36OUTT6 K3060OUTY511ANI
12、 X0237LDT661LDT912ANIT138LDT7 K5062ORM313OUTY039ANIT763OUTT12 K5014MPP40OUTY364ANIX0215ANDY041LDT565ANIT1216OUTT2 K3042ORM266OUTM317LDT243OUTT8 K5067END18OUTT3 K5044ANIX0219ANIT345ANIT820OUTY146OUTT821LDT147LDT822ORM148ORY423OUTT4 K5049OUTT9 K10024ANIX0250MPS25ANIT426OUTM19.程序运行当PLC接通电源时；S20状态已由转移条件
13、X0置位，则步进接点S20接通。按下启动按纽SBl，通用辅助继电器M0为ON，其辅助触头M0闭合，使辅助继电器M1动作，并通过其辅助触头Ml自锁，M1动作的同时接通定时器T1和提升继电器Y0，定时器开始延时计时10秒，同时提升继电器动作提升阀关闭，提升继电器动作的同时接通定时器T2，定时器开始延时计时3秒，3秒钟后定时器延时触头动作闭合，接通辅助继电器M2，辅助触头M2自锁闭合，M2动作同时接通定时器T3和喷吹继电器Y1，定时器开始延时计时4秒，同时喷吹继电器Y1动作向滤带喷吹，4秒钟后定时器T3常闭触头断开，辅助继电器M2失电其常凯触头断开，喷吹继电器Yl失电停止喷吹。在3秒钟后定时继电器T
14、l的常闭触头T1断开，使得辅助触头Ml失电，其常开触头MI断开，使提升继电器Y0失电，提升阀能形门打开，同时由于T1的闭合，S21状态置位，步进节点S21接通，工作状态转移到下一个状态。同样依次循环由状态S21-S22-S20这样依次工作循环下去。结 论本文介绍了日本三菱公司生产的FX系列型号为FX2N32M的PLC在收尘设备袋式除尘器上的应用，说明了除尘器的工作原理及工作流程，PLC的特点及注意事项，设计要求和程序设计方法。参考文献1胡传鼎. 通风除尘设备设计手册 20032王顺晃、舒迪前智能控制系统及其应用M北京：机械工业出版社，19953周美兰. PLC电气控制与组态设计 20034陈宇可编程序控制器基
