1 引言

　　工業(yè)生產(chǎn)和城市生活中會產(chǎn)生大量的煙氣粉塵，如火力發(fā)電，供熱等，污染環(huán)境危害健康。

　　隨著袋除塵技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的日益提高，袋式除塵器的應(yīng)用范圍越來越廣泛，目前已能利用袋式除塵器來處理高溫、高濕、粘結(jié)、爆炸、磨蝕性煙氣，甚至過濾含有超細(xì)粉塵的空氣。在袋式除塵器控制領(lǐng)域，plc占據(jù)主要技術(shù)地位。隨著現(xiàn)在控制技術(shù)的不斷發(fā)展，plc與觸摸屏在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。觸摸屏替代傳統(tǒng)的控制面板和鍵盤的智能化操作，可用于參數(shù)的設(shè)置、數(shù)據(jù)的顯示和存儲、并以曲線、動(dòng)畫等形式描繪自動(dòng)化控制過程。plc與觸摸屏的配套組合使用，一方面擴(kuò)展了plc的功能，使其具有圖形化，交互式工作界面的獨(dú)立系統(tǒng)，另一方面大大減少了操作柜上的開關(guān)、按鈕、儀表等的使用數(shù)量，使操作更加簡便。目前一些控制要求較高、參數(shù)變化多、硬件接線有變化的場合，觸摸屏與plc組合起來應(yīng)用的形式已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位。

　　但是根據(jù)傳統(tǒng)的除塵器plc點(diǎn)對點(diǎn)直控制形式，不僅設(shè)計(jì)及其現(xiàn)場布線復(fù)雜，外部信號干擾還使得系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，而且成本昂貴。本文組合應(yīng)用西門子s7-300plc與臺達(dá)a系列觸摸屏，采用矩陣控制的方法來實(shí)現(xiàn)除塵器脈沖閥動(dòng)作，通過profibus dp工業(yè)總線實(shí)現(xiàn)主站與分布式i/o設(shè)備交換數(shù)據(jù)，取得了優(yōu)化的控制效果。

2 系統(tǒng)組成及主要功能

　　2.1 系統(tǒng)組成

　　袋式除塵器的控制系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)要求

　　該袋式除塵系統(tǒng)主要由除塵器本體、卸灰系統(tǒng)以及其管道的溫度、壓力與故障報(bào)警等幾部分組成。其中在除塵器本體主要完成在線差壓的清灰控制，除塵器總共有6個(gè)室，每室13個(gè)脈沖電磁閥，共計(jì)78個(gè)；以及每個(gè)室1個(gè)出口控制閥，共計(jì)6個(gè)。

　　2.2 功能設(shè)計(jì)

　　(1) 清灰控制

　　控制方式：在線差壓/定時(shí)、離線差壓/定時(shí)、手動(dòng)控制(調(diào)試或檢測時(shí)用)；脈沖間隔：1~60s連續(xù)可調(diào)；脈沖寬度：0.02~0.2s連續(xù)可調(diào)；定時(shí)清灰周期：0~99分鐘連續(xù)可調(diào)；壓差清灰設(shè)定范圍：0~3000pa連續(xù)可調(diào)；溫度設(shè)定范圍：0~300℃連續(xù)可調(diào)；當(dāng)除塵器到達(dá)高阻力(設(shè)定的高壓差)值時(shí)，啟動(dòng)1#除塵室脈沖閥開始噴吹清灰，依次是4#、2#、5#、3#、6#除塵室，脈沖閥依組進(jìn)行工作；至6#除塵室最后一組脈沖閥工作結(jié)束止，清灰結(jié)束；到下一個(gè)高阻力到達(dá)，按同樣的方式進(jìn)行清灰。

　　(2) 卸灰控制

　　高低料位：每臺除塵器只在一個(gè)灰斗上設(shè)高低料位各一只用于報(bào)警(高料位提示要卸灰，低料位提示卸灰可結(jié)束)。當(dāng)高、低料位時(shí)聲、光報(bào)警，過一定時(shí)間不處理則自動(dòng)停止除塵系統(tǒng)；卸灰采用控制室和現(xiàn)場兩地；給hmi傳輸信號，顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

　　(3) 溫度與壓力檢測

　　系統(tǒng)中需要對進(jìn)出口差壓、進(jìn)口溫度、出口溫度以及各個(gè)室內(nèi)濾袋檢漏壓力的檢測。

　　(4) 控制關(guān)系(自動(dòng)方式)

　　煙溫(指進(jìn)口煙溫)正常(100~165℃)時(shí)，進(jìn)口、出口閥門全部打開，旁路閥門關(guān)閉；低于(100℃)或超過(165℃)設(shè)定溫度時(shí)，控制系統(tǒng)報(bào)警；當(dāng)高于(170℃)設(shè)定溫度時(shí)，先打開旁路閥然后依次關(guān)閉1~6#出口閥門即可；進(jìn)口閥門現(xiàn)場手動(dòng)關(guān)閉。

3 硬件配置及軟件實(shí)現(xiàn)

　　系統(tǒng)由德國西門子s7-300系列加上一些中間繼電器組成矩陣形式對輸入輸入點(diǎn)進(jìn)行檢測和控制。通過臺達(dá)觸摸屏來設(shè)定脈沖閥動(dòng)作寬度和間隔時(shí)間以及定時(shí)周期，還可以查看各室脈沖閥動(dòng)作。利用plc的輸出與中間繼電器構(gòu)成行列結(jié)構(gòu)，輸出控制點(diǎn)放在行列結(jié)構(gòu)的交叉點(diǎn)上，這樣可使得系統(tǒng)硬件成本比點(diǎn)對點(diǎn)輸出控制要降低很多，如廣西明陽6室13組在線/離線噴吹脈沖反吹布袋除塵器plc自動(dòng)控制系統(tǒng)采用點(diǎn)對點(diǎn)控制方式則plc控制系統(tǒng)至少需要78個(gè)輸出點(diǎn)，而采用由plc的輸出點(diǎn)與中間繼電器組成的矩陣式plc控制系統(tǒng)僅僅需要19個(gè)輸出點(diǎn)就可以完成同樣的工作。

　　本系統(tǒng)通過人機(jī)界面，系統(tǒng)工作在第幾室第幾個(gè)脈沖閥噴吹一目了然，差壓指示與壓力上下限報(bào)警輸出一應(yīng)俱全，控制系統(tǒng)可以與就地控制箱實(shí)現(xiàn)連鎖控制，可以方便現(xiàn)場設(shè)備維修工作，如圖2所示。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作簡單，維護(hù)方便，很大程度上減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。