西门子PLC在布袋除尘系统中的应用
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PLC在除尘控制系统中的研究与应用摘要:为了预防工业烟尘对环境产生的破坏性影响,维护人类赖以生存的环境,采取必要的除尘措施势在必行。
本文针对目前除尘控制系统中存在的一系列问题,提出在除尘控制系统中应用plc 与wincc组态软件结合的方法,从软件设计和硬件配置两方面进行plc在除尘控制系统中的研究和应用。
关键词:除尘;plc自动控制;pid控制器;wincc组态控制中图分类号:tm571.61 文献标识码:a 文章编号:1674-7712 (2013) 04-0083-01随着经济的进步,工业和制造业飞速的发展,人们经济生活水平提高,生活条件越来越便利。
工业发展带来积极影响的同时,也给人类赖以生存的环境带来了污染和破坏。
保护大气环境,控制废气和粉尘的污染成为环境保护方面的重要问题。
为了防止烟尘带来的污染日趋严重,必须采取科学有效的除尘控制措施,净化空气,保护环境。
在除尘控制方面,国内外专家和研究机构通过多年的研究开发,取得了一定的成绩。
d但在实际应用中,原有的除尘控制系统显示出运行不稳定,运行效率低等一系列的弊端,除尘效果不够理想,很多除尘系统无法将性能充分的发挥。
如何设计和开发一套科学有效的除尘控制系统是目前环境控制部门亟待解决的首要问题。
一、除尘器控制系统的工作原理除尘器的控制系统组成包括风机、温度传感器、电动蝶阀、除尘器、粉尘输送装置、输送管道以及各个阀门等,具体工作流程原理见图1所示:参照图1所示,主风机对烟尘进行吸引作用,使烟尘的温度降低后被吸入到除尘器布袋中过滤掉其中的粉尘,经过净化作用后的气体经烟囱向大气中排放。
除尘器中的粉尘逐渐积累,压差也随之增加,达到一定的值后进行清灰的处理,然后将灰尘进行卸除,每隔一段时间由车将其运走处理。
二、除尘控制系统的总体设计(一)除尘控制系统的控制要求。
除尘控制系统要求存在自动与手动两种工作模式。
在自动模式工作中,对系统运行的控制是通过智能程序计算来实现的。
西门子 s7-1500plc 在除尘系统的应用摘要:在本研究中,针对除尘器低压控制系统在功能消耗、除尘效率等多种方面产生的影响,提出基于西门子s7-1500PLC 低压控制系统具体设计方案,阐述了其软件、硬件设计实现,利用s7-1500PLC 设计大型袋式除尘器低压控制系统,能够进一步提升除尘器的除尘清灰效果,有效降低烟气中粉尘,使除尘效率尽可能保持在 99%,并能够实现节能减排的效果。
关键词:西门子;s7-1500plc;除尘系统;应用近年来,随着科学技术和经济建设的发展给人们的日常生活和工作带来便利,也使我们赖以生存的地球面临严重破坏,生态问题已经成为了国家高度重视的问题。
随着人们环保意识强化,尤其对空气质量要求提高,袋式除尘器具有低功耗和高效率等特点,目前广泛应用于建材,电力,冶金等多个领域中,尤其在冶金行业中其使用率达99% 以上。
在过去常采用单片机作为袋式除尘器的控制系统,其滤袋积灰严重,自动化水平低,从一定程度上不利于除尘器除尘效率。
本项目基于西门子 s7-1500PLC 控制系统,对冶金行业炼铁厂矿焦槽下除尘系统进行除尘器低压控制系统改造。
低压控制系统的构成对于除尘器低压控制系统来说其是由卸灰、脉冲阀、振打、电加热和辅助控制系统、探头构成的。
具体来看,对于振打控制系统,除尘器电机振打清灰是其重要过程,其清灰效果是与施加于仓壁振打加速度具有直接联系,同时振打周期也会产生较大影响,传统振打为切向振打的方式,可设置为定时或连续性振打,在满足振打均匀力度基础上振打精度是否合理对于最终除尘效率产生的影响是比较大的,如果振打过度会使滤袋上的灰尘无法落入灰斗中,形成二次飞扬。
如果振打周期较长会使滤袋中粉尘过厚堆积,进而降低滤袋过滤效率,会使除尘效率降低,因此合理选择振打周期将会提升除尘器的除尘、清灰效果。
对于卸灰控制系统,当进灰尘入除尘器,滤袋灰尘会由振打系统振落于灰斗中,并适时排送这些灰料,灰料堆积较多会增加灰头荷载,同时还会导致电机堵转,进而无法确保除尘器正常运行,如果灰斗中无储灰,在灰斗出口位置会存在漏风现象,导致二次扬尘,降低除尘效率。
PLC控制在电除尘系统中的应用1引言自1907年第一台电除尘器成功地用于工业生产以来,电除尘器以其除尘效率高、阻力损失少、处理烟气量大、能处理高温烟气和腐蚀性烟气、日常运行费用低等众多优点,使用领域不断扩大。
到目前为止,电除尘器已经是电力、冶金、建材、化工等众多行业除尘设备的首选。
电除尘器的结构、性能和控制方式等也日臻完善,plc控制在电除尘系统各部分的控制中都有不同程度的应用,作用显著。
2电除尘系统工艺流程及基本原理图1 电除尘基本原理示意图电除尘器是在两个曲率半径相差较大的金属收尘极(阳极)和电晕极(阴极)上通过高压直流电,并维持一个足以使含尘气体(指一般的含尘烟气,不含腐蚀性和剧毒)电离的静电场(见图1)。
含尘气体在静电场中电离后所生成的电子、阴离子和阳离子吸附在通过电场的粉尘上,而使粉尘获得电荷自身带电。
荷电粉尘在电场力的作用下向电极性相反的电极(收尘极和电晕极)运行而沉积在电极上,从而达到粉尘和气体分离的目的。
当沉积在电极上的粉尘达到一定厚度时,借助于收尘极、电晕极振打机构使粉尘落入下部的灰斗中,再经过卸灰输灰系统将粉尘排出,而净化后的气体从电除尘器出口处排入大气中[1]。
3系统组成图2 系统构成图以济钢炼铁厂400m2烧结机机头电除尘系统为例,整套400m2烧结机机头电除尘自动控制系统由2台ablogix50001756-l55plc和2台上位机组成,其中1台ablogix5000plc 设置了1台远程i/o站,2台上位机分别用于操作员站和工程师站(见图2)。
4 控制功能图3 控制功能图plc在电除尘系统中主要作用是控制所有低压设备自动运行和远程监控高压整流供电设备,对低压设备的控制一般都有现场手动和远程自动两种控制方式,所控制的设备包括阴极振打、阳极振打、灰斗卸灰阀电机、仓壁振动器、绝缘子保温梁电加热器、灰斗保温电加热器、灰斗料位计、烟气进出口温度显示、绝缘子保温梁温度显示、声波清灰装置、输灰系统、高压供电设备安全联锁以及远程监控等[2](见图3)。
脉冲袋式除尘器的PLC自动控制与应用脉冲袋式除尘器是一种高效的除尘设备,可以广泛应用于钢铁、化工、建材、电力等行业。
PLC自动控制技术的应用可以提高设备的运行效率和稳定性,为企业节省能源成本,保障环境安全。
本文将从PLC自动控制的原理和脉冲袋式除尘器的工作原理两方面进行探讨,介绍其在脉冲袋式除尘器中的应用和优势。
一、PLC自动控制的原理PLC全称可编程逻辑控制器,是一种以数字电路为基础、以微处理器为核心的工业控制设备,广泛应用于制造业、化工、石油、电力等行业。
PLC自动控制技术的主要原理是将数字电路、微处理器和接口电路结合在一起,构成一台控制系统。
通过编写程序,PLC控制器可以实现自动控制、远程监控、数据采集、参数调节等功能。
PLC控制器具有模块化设计、高可靠性、易于扩展等特点,在工业生产过程中广泛应用。
PLC控制器通过检测传感器信号、作出判断和决策,控制执行器输出指令,达到自动控制的目的。
在脉冲袋式除尘器中,PLC自动控制技术可以实现自动清灰、自动调节气门、自动报警等功能,提高设备的稳定性和效率。
二、脉冲袋式除尘器的工作原理脉冲袋式除尘器是一种常用的干式除尘设备,适用于处理各种粉尘、烟尘等污染物质。
脉冲袋式除尘器的工作原理是,当含粉尘的气体通过布袋时,粉尘被滞留在布袋上,而洁净气体则从出口排出。
当布袋粘附的粉尘达到一定程度时,需要清除。
此时,控制器向气袋喷嘴发送压缩空气,空气冲击滤袋,使粉尘脱落到灰斗中,然后通过螺旋输送机或气力输送系统排出。
脉冲袋式除尘器具有高效、节能、操作简单等优点,被广泛应用于工业环保领域。
但在实际应用中,由于生产工况的变化、布袋沾污情况等原因,控制系统需要不断地调节和优化。
脉冲袋式除尘器的PLC自动控制技术可以实现实时监测、自动调整,保证设备的优秀性能。
1. 自动清灰PLC自动控制技术可以实现脉冲袋式除尘器的自动清灰功能。
当滤袋中粉尘积累到一定程度时,PLC控制器会向气袋喷嘴发送压缩空气,清除粉尘。
除尘器PLC控制柜操作说明
综述
除尘器PLC电控系统主要由西门子S7-200PLC主机、DI扩展模块、DO扩展模块、AI扩展模块、台湾威纶人机界面MT6070ih及相应的附电路组成.
若在操作过程中出现了任何不期望的事件,请立即按下主电控柜面板上急停按钮停止系统运行。
1、本系统分手动和自动两种操作模式。
2、在操作本系统之前,请(切记!)先在人机界面上输入各种必需的
参数,操作如下:合上电源开关,系统上电,轻触人机界面
软体按钮,此时请轻触按钮弹出数字输入
框,输入密码,再点击系统运行必需的
各种参数,系统弹出数字输入框,输入需要的参数确定即可;
3、手动模式:若需要手动模式下操作设备,请将主电控柜面板
上[手动/自动]旋钮开关打于手动方向,此时各个阀门、振打电机、输
送电机、主风机、辅助风机等在人机界面上操作;在人机界面上轻触
按钮进入
手动画面如下
可以对各振打电机、输送机、主风机进行操作,例如要开启主风机:轻触
显示主风机已开同时按钮变为光亮。
需要关闭主风机时轻触
按钮即可关闭主风机。
同时按钮光亮消失,表示主风机已关。
轻触
系统开始运行,喷吹,输灰系统按设定程序自动运行。
需要整个系统停止时在自动画面上轻触即可停止整个系统。
5、报警记录:轻触进入报警画面如下
此画面可以看到各种报警发生、恢复的时间以及报警内容等,以方便检修及故障的排除;。
布袋除尘器操作说明第一部分:电气系统操作本设备为全自动除尘系统,下位机采用德国西门子S7系列PLC 可编程控制器。
上位机控制系统采用DELL工业机。
WinCC组态软件。
上位机主要完成物理设备的运行状态在显示器上的动态模拟显示以及温度、压差的显示、设定。
系统控制A、B两套除尘。
可使用A、B任一套除尘,也可同时使用,互不影响。
系统的启/停控制在主画面选择。
一、系统送电及运行:系统送电前应对控制系统进行必要的安全检查:1、检查电源A、B、C、N相向电源是否准确;2、检查各电机是否有受潮迹象、对地绝缘是否良好;3、检查各控制点连线是否有裸露现象;确认安全无误后才能送电运行。
送电的步骤为:1、闭合主控柜内总电源及各分路空开;2、启动UPS电源;3、启动工控机。
启动工控机后自动进入操作画面,无需人为干涉。
按以上步骤操作可实现安全开机。
二、清灰控制工艺清灰系统有手动和自动两种控制模式。
①、手动操作手动操作可以在上位机操作也可在现场机旁操作箱操作。
机旁箱操作时,首先将喷吹机旁箱的“中控/机旁”旋钮,切换至“机旁”(上位机显示“喷吹机旁”)。
(以1室清灰为例)。
关闭1室提升阀,然后顺序点动1-14#脉冲阀,操作完成14#脉冲阀后,打开1室提升阀。
其他室手动操作同1室。
上位机手动操作时来自喷吹机旁箱的“喷吹机旁”信号必须消失,按下主画面的“喷吹系统手动”,转换到喷吹手动状态,然后点击主画面“袋区画面”弹出喷吹上位机手动操作画面。
按文字提示操作。
操作方式同机旁箱手动操作。
清灰手动操作时注意:1、喷吹的时间应≤0.3S;2、喷吹间隔≥10S,或等气源充足;3、在除尘器正常工作情况下(旁通阀关闭状态)一次只能关闭一个提升阀,绝对禁止两个或两个以上提升阀同时关闭。
②、定时模式。
定时控制,来自喷吹机旁箱的“喷吹机旁”信号必须消失。
按下主画面的“喷吹系统手动”,的“取消手动”按钮,转换到喷吹自动状态。
系统将根据设定的清尘参数从1—8室顺序开始工作,工作完一个周期,停顿一个间隔,又开始循环工作。
西门子PLC在布袋除尘系统中的应用
摘要:PLC具有可靠性好、抗干扰能力强、环境适应性和实时性好、编程方便、
简单易学等优点。
对解决布袋除尘器的清灰等问题,PLC能达到理想的控制效果。
但当布袋脏时,必须对布袋进行反吹清灰,以减小损耗。
本文对布袋除尘器及PLC进行了详细的介绍,分析了WINCC组成的清灰控制系统的设计与应用。
关键词:PLC;布袋除尘;脉冲阀
PLC在除尘系统中的使用越来越广泛,它的使用使除尘器的运行与管理上了一
个新的台阶,减少了操作人员的频繁操作,减轻了工作量,并且节约能源,使除尘系统
长期稳定、高效的运行,创造了良好的社会效益和经济效益,将有更为广阔的应
用前景。
一、PLC简介
1、PLC硬件组成。
PLC的基本组成部分包括:中央处理单元(CPU)、内存扩展、电源、输入输出单元、通信接口、智能输入输出和扩展接口,还有编程器、过程控
制站、打印机等外部设备。
CPU是PLC的中枢神经,它的作用是通过数据总线、地
址总线、控制总线及辅助电路连接存储器,接口及I/O单元,诊断PLC的硬件状态,
借助编程器接受键入的用户程序和数据,读取解释并执行用户程序等。
存储器用于
存储程序和数据,它包括系统程序存储器和用户系统程序存储器。
输入输出单元是PLC与现场I/O设备或其它外部设备之间的连接部件。
编程器是PLC最常见的外
部设备,也是PLC中唯一不需要通过功能模块而直接与总线相连接的外设,它通过
主机上的编程器接口直接与主机相连。
2、PLC软件系统与编程语言。
1)软件系统。
软件包括系统程序和用户程序。
系统程序是PLC赖以工作的基础,采用汇编语言编写,固化在ROM型系统程序存储
器中,不需要用户干预。
系统程序又分为系统监控程序和解释程序。
系统监控程序
用于监控PLC工作,而解释程序用于把用户的程序解释为微处理器能够执行的程序。
用户程序是用户为完成某一特定的控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序,它
通过编程器输入到PLC用户程序存储器中。
2)编程语言。
各个型号的PLC都有
自身的编程语言。
通常使用的有梯形图、语句表、逻辑符号图、顺序功能图及高
级编程语言等,这其中又以前两者使用较多。
梯形图语言是类似于继电器控制线路
图的一种编程语言。
它是面向控制过程,直观易懂,是PLC编程语言中应用最多的
一种语言。
语句表是一种与汇编语言类似的助记符编程语言。
顺序功能图是一种
用功能表图来描述程序的编程语言,它能将一个复杂的控制系统分解为若干子系统,从功能入手,使系统的操作具有明确的含义,便于设计人员和操作人员的沟通,便于
程序分工设计和检查调试。
3、工作过程。
PLC采用循环扫描的工作方式,每次扫描用户程序前都先执行
故障自诊断程序,同时扫描用户程序前,也要检查是否有与编程器、计算机等的通
信请求,有则进行相应处理。
PLC的工作过程一般分为三个主要阶段:1)输入采样阶段,PLC以扫描方式按一定顺序将所有输入端的状态读入输入状态寄存器中。
在该
阶段,采样结果的内容不会改变,并且这个采样结果将在下一个阶段PLC执行程序
时被使用;2)程序执行阶段,PLC按顺序对程序进行扫描,一般按从上到下,从左到右
的顺序。
并对输入和原输出状态进行处理,然后将输出结果送到输出状态寄存器中,但这个结果在整个程序未执行完毕前不会送到输出口上;3)驱动设备阶段,执行完所
有的用户程序后,PLC将输出状态寄存器中的所有状态通过输出部件转换成被控设
备所能接受的电压或电流信号,以驱动被控设备。
上述三个阶段的工作过程被称为
一个扫描周期。
二、布袋除尘器工艺简介
布袋除尘器广泛应用于建材、冶金、化工等行业。
其用途是过滤除尘,含尘
煤气流通过布袋时,灰尘被留在纤维体上,而气体通过布袋不断地流动。
其主要
构成设备有箱体、布袋、清灰设备及反吹设备等。
在布袋除尘器的工作过程中,
当布袋清洁时,起截留作用的主要是纤维体,随着纤维体上灰尘的不断增加,部
分灰尘嵌入到纤维体内,在布袋表面形成一层灰层,而这时煤气流中的灰尘被截
留主要是靠灰尘层来完成。
所以,布袋清洁时,除尘效率低,阻损小,当布袋脏时,除尘效率高,但阻损也高。
因此,当煤气流通过布袋除尘器的压力降到规定
值时,需进行反吹清灰,以降低煤气流的压力降。
除尘器的清灰过程大多是先切
断该箱体的净气出口风道,使该箱体的布袋处于无气流通过的状态,然后开启脉
冲阀用氮气进行脉冲喷吹清灰,设置好脉冲阀工作的时间以保证在喷吹后从滤袋
上剥离的粉尘沉降到灰斗,避免粉尘在脱离滤袋表面后又随气流附着到相邻滤袋
表面的现象,使滤袋清灰更彻底。
三、WINCC控制功能说明
布袋除尘系统所要完成的核心工作过程包括以下三方面:清灰系统,除尘器
本体卸、输灰系统和储灰仓卸灰系统。
1、清灰系统。
该系统包括6个灰室,每个灰室有1个提升阀和16个脉冲阀。
该系统只有1个现场远程转换开关。
选择现场时,所有设备PLC均不可控制,只
有选择为远程位时,6个提升阀和96个脉冲阀互连动作。
提升阀可单独控制,而
脉冲阀只能通过PLC联动控制启动。
除尘器清灰程序启动有自动控制(压差、时间)与手动控制两种。
在自动状态下,以压差信号(差压值可调)和时间值(清灰间隔时
间可调)两者之中任选其一启停清灰程序。
启动清灰程序时,遵循逐个箱体室(本
除尘器共分6个室,每室16个脉冲阀)依次进行清灰的原则。
2、除尘器本体卸、输灰系统。
此系统包括6个灰斗、1个出灰刮板机、1个
集合刮板机及1个斗提机。
其中每个灰斗有1个仓壁振动器和1个星型卸灰阀。
除尘器本体的卸、输灰程序启停有集中控制(料位、时间)与手动控制两种,一般
以料位为主。
在集控状态下,以高料位信号和设定时间值两者之中任选其一开启卸、输灰程序。
启动、停止时须遵循以下条件:在启动卸、输灰系统时,卸、输
灰设备之间应相互联锁,即从输灰终端(斗式提升机)向上一级设备(依次分别为集
合刮板机、出灰刮板机、灰斗下星型卸灰阀)依次启动,当灰斗下星型卸灰阀启动
一定的时间后,该灰斗上的仓壁振动器开启到一定的时间后停止;停止卸、输灰
系统时,即从最上端星型卸灰阀关起,往终端(斗式提升机)依次关闭。
3、储灰仓卸灰系统。
储灰仓上的卸灰程序启停为手动控制(手动启停星型卸
灰阀)。
当储灰仓上的高料位发出报警信号(报警装置设在除尘控制室),则应到现
场进行储灰仓的卸灰,直至储灰仓上的低料位发出信号,卸灰停止。
四、系统调试与应用
在系统投运前,首先对各类阀门,如上、下离线碟阀、脉冲阀等进行调试,
先手动,后自动,确保各机械部件无松动、无卡死现象,轻松灵活,密封性好。
再对PLC控制装置模拟空载运行试验,按定时自动控制方式对各箱体全过程清灰,确保定时准确,各元件动作无误,被控阀门按要求启闭。
最后进行空载运行,工
艺设备正常投入,PLC控制装置亦正式投入运行,按自动方式控制,监视记录运
行参数。
当检测到某箱体压差小于设定值时,则单独对该箱体清灰一次。
由于采用氮气脉冲反吹清灰,属于高能清灰技术,压力为0.15~0.2MPa,反吹时间0.3s,由于反吹时间短,压力大,氮气气流呈高速运动,使布袋充分抖动,将网眼内粉尘迅速、有效地清落而恢复布袋的透气性。
五、结语
经实践证明,本清灰控制系统投入运行后,机组运行可靠,清灰效果好,烟尘排放达到预期效果,由于系统结构较为简单,使设备故障率也大为降低。
由于反吹时间短,极大地减少布袋磨擦,延长了布袋的使用寿命。
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