基于Quantum系列PLC的6500平方米布袋除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第 I 頁 基于 Quantum 系列 PLC 的 6500 平方米布袋除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要脈沖噴吹袋式除塵器是一種高效除塵設(shè)備，具有清灰效果好、凈化效率高、處理氣量大、濾袋壽命長等優(yōu)點(diǎn)，目前已在許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的要求，適宜地設(shè)計(jì)整個(gè)除塵系統(tǒng)的自動化控制也變得更加重要。本設(shè)計(jì)主要闡述了布袋除塵器的發(fā)展背景、結(jié)構(gòu)、工作原理、除塵工藝流程、編程思想等。本設(shè)計(jì)的布袋除塵器一共有 12 個(gè)除塵室，每個(gè)室有 14 個(gè)布袋，除塵室的每個(gè)布袋由一個(gè)脈沖閥控制。除塵過程采用自動控制和手動控制兩種方法，自動控制清灰類型有順序控制、壓力控制和時(shí)間控制；手動控制是

2、通過手動按扭對整個(gè)除塵設(shè)備進(jìn)行控制。詳細(xì)介紹了 Quantum 系列 PLC 的選型和應(yīng)用 Concept2.6 編程軟件編寫了 6500 平方米布袋除塵器的清灰控制程序（S6500） 。CPU 模塊用 140CPU43412A 型模塊并且電源模塊用140CPS11420 型模塊。S6500 程序一共包括了四個(gè)程序：一個(gè)模擬量換算程序和三個(gè)清灰控制程序（analog、qhsuhui、qhcontrol、qinghui11） 。關(guān)鍵詞：脈沖噴吹；袋式除塵器；清灰 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第 II 頁 The design of 6,500 square meters bag filters s

3、ystem based on Quantum series PLCAbstract Pulse-jet fabric filter is a kind of high-efficiency dust collect equipment. It has so many advantages such as good dust dislodgement effect, high collect efficiency, being able to treat large volume of flue gas and long life that it has been widely used in

4、many industries. With request of modern production technology, it is further more important to design the automatic control technology of the whole dust removal system properly. The design mainly expounded bag filter background of the development, structure and working principle, dust process, progr

5、amming ideas. There are 12 Rooms in this design of bag filter and each room has 14 bags. Each bag is controlled by a pulse valve. Manual control and automatic control are two methods of this design. Automatic control types including cleaning sequence control, pressure control and time control；Manual

6、 control is through manual buttons to control the whole dust equipment. Papers detail the Selection PLC of Quantum Series and application Programming Software Concept2.6 of Programming a 6,500 square meter bag filter cleaning control procedures. CPU module use 140-CPU43412A and power module use 140C

7、PS11420 module. S6500 procedures including four procedures: an analog conversion processes and three control procedures for cleaning. (analog、qhsuhui、qhcontrol、qinghui11)Key words: pulse-jet； bag filters； remove dust遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第 III 頁 目 錄摘 要.IABSTRACT.II1 緒論.11.1 粉塵的危害.11.2 袋式除塵器的現(xiàn)狀和發(fā)展背景.22 袋式除塵器介

8、紹.42.1 袋式除塵器的過濾機(jī)理.42.2 袋式除塵的優(yōu)缺點(diǎn).42.2.1 袋式除塵器的主要優(yōu)點(diǎn).42.2.2 袋式除塵器的主要缺點(diǎn).52.3 袋式除塵器的分類和結(jié)構(gòu).52.3.1 袋式除塵器的分類.52.3.2 濾料的選擇.63 除塵工藝流程.83.1 布袋除塵器的主要參數(shù).83.2 除塵器控制系統(tǒng).83.3 除塵器監(jiān)測.93.3.1 除塵器壓差監(jiān)測.93.3.2 除塵器溫度監(jiān)測.103.3.3 除塵器出口濃度監(jiān)測.103.3.4 氣源壓力監(jiān)控.103.3.5 除塵器灰斗料位監(jiān)測.104 PLC 的選型和編程軟件的介紹.114.1 PLC 的選型.114.2 PLC 模塊.114.2.1

9、Quantum 系統(tǒng).114.2.2 底板的選擇.124.2.3 電源模塊的選擇.134.2.4 CPU 模塊的選擇.134.3 編程軟件的簡介.134.3.1 Concept 的庫.144.3.2. Concept 的編輯器.15遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第 IV 頁 4.3.3 FBD 編輯器.164.3.4 LD 編輯器.164.3.5 SFC 編輯器 .164.3.6 IL 編輯器.174.3.7 DFB 編輯器.174.4 S6500PROJECT用 CONCEPT編程的一般步驟：.185 清灰控制程序的編寫.205.1 模擬量換算程序.205.1.1 除塵器噴吹壓力換算。.205.

10、1.2 除塵器電機(jī)軸承溫度換算。.205.1.3 上位機(jī)綜合報(bào)警程序.215.2 清灰控制程序.23結(jié) 論.24致 謝.25參考文獻(xiàn).26附錄 A 程序變量.27附錄 B 清灰控制程序.38遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁1 緒論1.1 粉塵的危害中國是世界上最大的發(fā)展中國家，目前正處于工業(yè)化時(shí)期，經(jīng)濟(jì)規(guī)模龐大。鋼產(chǎn)量1.233億噸，居世界第一位；水泥產(chǎn)量5.2億噸，居世界第一位煤炭產(chǎn)量和消費(fèi)量也居世界第一位；化肥產(chǎn)量居世界第二位。由于我國這些重化工、原材料、能源工業(yè)的生產(chǎn)工藝及設(shè)備相對落后，因此導(dǎo)致能源耗費(fèi)大，污染嚴(yán)重。同時(shí)，中國正在加快城市化進(jìn)程，這些都加重了對大氣環(huán)境的污染；200

11、5年全國煙塵排放量1452萬噸，粉塵排放量1322萬噸，二氧化硫排放量2090萬噸。世界上十大空氣污染城市，中國就占了九個(gè)。科技的進(jìn)步帶動了工業(yè)的飛速發(fā)展，由此也給人類帶來歷史上從未有過的新的疾病和災(zāi)難。這是科技所引發(fā)的副作用，正如，愛因斯坦著名的質(zhì)能理論的第一次應(yīng)用卻是用于戰(zhàn)爭一樣。科技如何應(yīng)用于對人類更加有益的事業(yè)，是人類在未來需要長久面對的重大問題。其中，環(huán)境污染是直接關(guān)系到人類生活質(zhì)量的首要問題。而生產(chǎn)污染又是環(huán)境污染的主要來源之一，工業(yè)生產(chǎn)所形成的“廢氣、廢水、廢渣”（工業(yè)“三廢”），如未經(jīng)處理或處理不當(dāng)即大量排放到環(huán)境中去，就可能造成空氣、水、土壤、食物等環(huán)境的污染。 在工業(yè)生產(chǎn)所

12、形成的“三廢”中，粉塵污染是其中比較嚴(yán)重的一種，同時(shí)粉塵污染的危害性也很大，粉塵對人類的身體健康和生產(chǎn)活動造成很大的危害。由于生產(chǎn)粉塵種類和性質(zhì)不同，因而對人體引起的危害也不同，其中主要以呼吸系統(tǒng)疾病為主。塵肺是由于吸入較高濃度或長時(shí)期吸入生產(chǎn)粉塵而引起的肺組織彌漫纖維化病變。由于粉塵的種類不同，塵肺按其病因可分為硅肺、石棉肺、水泥肺、金屬肺等。接觸生產(chǎn)粉塵除了可引起呼吸系統(tǒng)的疾病外，還可引起眼睛和皮膚的病變。如陽光下接觸煤焦油瀝青粉塵時(shí)可引起眼瞼水腫和結(jié)膜炎。粉塵落在皮膚上可堵塞皮脂腺而引起皮膚干燥，繼發(fā)毛囊炎和膿皮病等。粉塵還對機(jī)械設(shè)備造成一定的影響，另外粉塵還會對產(chǎn)品質(zhì)量造成危害。粉塵對

13、生產(chǎn)活動造成很大得危害。在礦山開采、粉末冶金、糧食加工、食品生產(chǎn)、塑料工業(yè)、農(nóng)藥和醫(yī)藥制造業(yè)等普遍存在著粉塵爆炸危險(xiǎn)。粉塵對能見度也有很大的遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁影響，在一些污染嚴(yán)重的城市、工業(yè)地區(qū)以及一些粉塵作業(yè)場所能明顯的覺察到能見度的降低。粉塵對建筑物、動物和植物也有一定的影響。塵粒物質(zhì)能對建筑物起到廣泛的破壞作用，塵粒落在涂過涂料的建筑物表面、玻璃幕墻上，就會把它弄臟， 。每年對建筑物重新涂裝和清洗的費(fèi)用相當(dāng)可觀。粉塵一般對動和植物的影響較少，但是一些特殊成分的粉塵能引起一些植物的損害和引起動物中毒。根據(jù)國家環(huán)?？偩譁y算, 我國環(huán)境問題所造成的損失約占國民生產(chǎn)總值的10

14、% , 污染問題已經(jīng)十分嚴(yán)重, 因此環(huán)保要求也日趨嚴(yán)格, 國家已經(jīng)對粉塵及SO2的排放提出更加嚴(yán)格的要求。自2004 年1月1 日起, 通過建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書審批的新建、擴(kuò)建、改建火電廠建設(shè)項(xiàng)目, 煙塵最高允許排放質(zhì)量濃度為50mg/m3。一部分地方環(huán)保部門提出了更嚴(yán)格的要求, 北京市煙塵和SO2的排放允許質(zhì)量濃度嚴(yán)于很多先進(jìn)國家標(biāo)準(zhǔn)。粉塵污染給我們的生產(chǎn)生活帶來了巨大的危害，所以我們利用除塵器作為消煙除塵和保護(hù)大氣環(huán)境的環(huán)保設(shè)備，在電力、冶金、建材、化工等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。目前，我們使用的除塵器雖然是多種多樣，但按作用于除塵器的外力或作用機(jī)理的不同，除塵器可分為四個(gè)類型，即機(jī)械除塵器、

15、電除塵器、袋式除塵器、濕式除塵器。在本次設(shè)計(jì)中主要闡述袋式除器的使用。 1.2 袋式除塵器的現(xiàn)狀和發(fā)展背景袋式除塵器是利用多孔介質(zhì)來進(jìn)行除塵的。當(dāng)含塵氣流通過多孔介質(zhì)時(shí)，粒子就粘附在介質(zhì)上，而與氣體分離。在袋式除塵器中，這樣沉降下來的粉塵又成為接踵而至的粒子的過濾介質(zhì)。當(dāng)沉降的粉塵積累起來時(shí)，介質(zhì)的孔隙率不可避免的減少，最終會嚴(yán)重地限制空氣的流動。這時(shí)必須清除粘在介質(zhì)上的沉降物，使介質(zhì)重新使用，或者把堵塞的過濾介質(zhì)廢除，用新介質(zhì)替換重新使用，或者把堵塞的過濾介質(zhì)廢除，用新介質(zhì)替換。所以，袋式除塵的一個(gè)特點(diǎn)就是要周期的或連續(xù)的清掃或更換過濾介質(zhì)。袋式除塵器的發(fā)展背景。袋式除塵器從 19 世紀(jì)中葉

16、開始用于工業(yè)以來，不斷發(fā)展，特別是 20 世紀(jì) 50 年代，脈沖噴灰的清灰方式以及合成纖維濾料的應(yīng)用，為袋式除塵器的進(jìn)一步發(fā)展提供了有利條件。目前在各種高效除塵器中，袋式除塵器是最具競爭的一種。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁我國從 1957 年自行研制出袋式除塵器以來，袋式除塵器在大氣環(huán)境保護(hù)、物料收集、機(jī)械設(shè)備保護(hù)、等方面得到了廣泛的應(yīng)用。在我國各個(gè)行業(yè)中，幾乎都能看到袋式除塵器的身影。改革開發(fā)以來，由于各項(xiàng)事業(yè)飛速發(fā)展的需要，我國又先后引進(jìn)了一批不同類型的除塵器，這些除塵器有的得到廣泛應(yīng)用，有的則剛剛試用。袋式除塵技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它不僅涉及除塵器本身，也涉及到構(gòu)成除塵器的濾料、

17、濾袋、清灰系統(tǒng)、配件及輸灰系統(tǒng)，還涉及到整個(gè)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及使用管理等多方面問題。一般情況下，設(shè)計(jì)整個(gè)除塵系統(tǒng)的自動化控制非常重要，不僅對于控制污染、保護(hù)環(huán)境有重要作用，而且對于提高設(shè)備處理含塵氣體的能力，降低人工勞動作業(yè)，增加系統(tǒng)的可靠性，都有著重要的意義。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁2 袋式除塵器介紹2.1 袋式除塵器的過濾機(jī)理 袋式除塵器又叫袋式集塵室，是一種使用最廣泛的干式除塵設(shè)備。在袋式除塵器中，含塵氣體單向通過濾布，塵粒留在上游或者濾布的含塵氣體側(cè)，而干凈氣體通過濾布到下游或者干凈氣體側(cè)，接著塵粒借助于自然或機(jī)械的方法得以除去。過濾原理有下列幾種：1.截流粒子到纖維的距離

18、小于粒子的半徑時(shí)，在流動過程中被纖維捕獲纖維的距離小于粒子的半徑時(shí)，粒子在流動過程中被纖維捕獲。2.慣性沉降纖維大多垂直放置與氣流方向上，在纖維附近氣流流線發(fā)生彎曲，由于粒子的慣性，粒子將不隨從流線的彎曲而射向纖維并沉降到纖維表面，顯然，隨粒子直徑的增大和氣流速度的增加，慣性沉降也隨之增大。3.擴(kuò)散沉降由于布朗運(yùn)動，粒子的運(yùn)動軌跡不與氣體流線一致，粒子從氣流中可以擴(kuò)散到纖維上并降到纖維表面，粒子直徑越小，布朗運(yùn)動越顯著，擴(kuò)散沉降的效率也增加。4.重力沉降由于重力的影響，粒子有一定的沉降速度，結(jié)果，粒子的軌跡偏離氣體流線從而接觸到纖維表面而沉降。5.靜電沉降過濾器的纖維和流經(jīng)過濾器的粒子都可能帶

19、有電荷，由于電荷間庫侖力的作用，也同樣可以發(fā)生粒子在纖維上的沉降2。2.2 袋式除塵的優(yōu)缺點(diǎn)2.2.1 袋式除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)1除塵效率高。特別是對微細(xì)粉塵有較高的效率。如果在設(shè)計(jì)維護(hù)和管理時(shí)給予充分注意，除塵效率不難達(dá)到 99.9%以上。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁2適應(yīng)性強(qiáng)?？梢圆都煌再|(zhì)的粉塵。例如對于高比電阻粉塵，采用袋式除塵器就比電除塵器優(yōu)越。此外，入口含塵濃度在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化的時(shí)候，對除塵器的效率和阻力的影響都不大。3使用靈活。處理風(fēng)量可以由每小時(shí)數(shù)百立方米到每小時(shí)數(shù)時(shí)立方米，甚至更大?？梢宰龀芍苯釉O(shè)于室內(nèi)、機(jī)床附近的小型機(jī)組，也可以做成大型除塵器室，即所謂的“袋房”

20、 。4結(jié)構(gòu)簡單。可以因地制宜采用簡單的布袋除塵。在條件允許時(shí)也可以采用效率更高的脈沖噴吹袋式除塵器。5工作穩(wěn)定。便于回收干粉塵，沒有處理和腐蝕的問題，維護(hù)簡單。2.2.2 袋式除塵器的主要缺點(diǎn)1袋式除塵器的應(yīng)用范圍主要受濾料的耐溫、耐腐蝕性等性能的局限。特別是在耐高溫方面，目前常用的濾料（如滌綸）適用于 120130 攝氏度，而玻璃纖維等濾料可耐 250 攝氏度左右。煙氣溫度更高時(shí)，或者要采用造價(jià)更高的濾料，或者要采取煙氣降溫措施，這會使系統(tǒng)復(fù)雜化，造價(jià)也更高。2不適于黏結(jié)性強(qiáng)即吸濕性強(qiáng)的粉塵。特別是咽氣溫度不能低于露點(diǎn)溫度，否則會產(chǎn)生結(jié)露，致使濾袋堵塞。3處理風(fēng)量大時(shí)，占地面積大。4補(bǔ)充：袋

21、式除塵器原來的一些缺點(diǎn)（如換袋困難、勞動條件差等）以隨著科技的改進(jìn)得到一定程度的克服3。2.3 袋式除塵器的分類和結(jié)構(gòu)2.3.1 袋式除塵器的分類袋式除塵器按煙氣進(jìn)口處壓力，可分為正壓和負(fù)壓兩種。正壓系統(tǒng)即除塵器布置在鍋爐引風(fēng)機(jī)出口，除塵氣壓力高于大氣壓力，其優(yōu)點(diǎn)是不會因?yàn)槔淇諝饴┤攵a(chǎn)生局部腐蝕，缺點(diǎn)是引風(fēng)機(jī)易磨損。負(fù)壓系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)布置在除塵器后面，除塵器內(nèi)部壓力小于大氣壓力，為防止冷空氣漏入，密封要求較高，但引風(fēng)機(jī)不易磨損。電站鍋爐一般采用負(fù)壓系統(tǒng)。 袋式除塵器按煙氣進(jìn)入濾袋方式可分為內(nèi)濾式與外濾式兩種。內(nèi)濾式是含塵煙氣遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁從濾袋內(nèi)部進(jìn)入；凈化煙氣透過濾袋壁

22、排出，它適用于過濾煙速較低的除塵器。外濾式是含塵煙氣從濾袋外壁進(jìn)入，凈化煙氣從濾袋內(nèi)排出，煙塵粘附在濾袋外壁上，其適用于過濾煙速較高的除塵器4。袋式除塵器根據(jù)清灰方式不同，袋式除塵器可分為機(jī)械振打袋式除塵器、脈沖噴吹清灰袋式除塵器、反吹風(fēng)袋式除塵器等。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)主要使用脈沖噴吹清灰袋式除塵器，所以下面根據(jù)圖 2.1 介紹以下它的結(jié)構(gòu)。圖 2.1 袋式除塵器結(jié)構(gòu)脈沖噴吹清灰除塵器由上箱體 I、中箱體 I、下箱體 III 和脈沖控制閥 8 組成，在上箱體中裝有脈沖噴吹管 1 和把噴吹氣體引進(jìn)濾袋的文丘里管 6，并附有壓縮空氣貯氣包 5，脈沖閥 4，電磁閥 3，以及凈氣出口 17。在中箱體中，裝有

23、濾袋框架 16，濾袋15 套在框架上。在上箱體和中箱體中間裝有多孔板 7。下箱體包括灰斗 11，含塵氣體進(jìn)口 9 和排灰裝置 10。脈沖控制儀 8 裝在除塵器外殼 14 上，從空氣壓縮機(jī)上來的空氣一般含有油和水，為了不使油和水進(jìn)入濾袋，保證除塵器正常運(yùn)行在壓縮空氣貯氣包前還應(yīng)裝有油水分離器。2.3.2 濾料的選擇濾料質(zhì)量直接影響除塵器的除塵效率,濾袋的壽命又直接影響到除塵器的運(yùn)行費(fèi)用。根據(jù)鍋爐尾部除塵器運(yùn)行環(huán)境和介質(zhì)情況,選擇合適的濾料, 是保證布袋除塵器性能的關(guān)鍵。要配備1臺好的除塵器, 首先要選用透氣性能好、耐腐蝕、耐磨損、適合現(xiàn)場工藝要求(如溫度、化學(xué)侵蝕等) 的濾料, 以高質(zhì)量縫制技術(shù)

24、加工而成的濾袋。如果濾料遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁選用不恰當(dāng)或加工質(zhì)量差, 易產(chǎn)生水解、酸解、溫度過高、覆膜剝落、濾袋破裂等現(xiàn)象。所以根據(jù)袋式除塵器的除塵原理和粉塵特性，對濾料提出如下要求：a清灰后能保證一定的永久性容塵，以保持較高的過濾效率。b在均勻容塵狀態(tài)下透氣好，壓力損失小。c抗皺折、耐磨、機(jī)械強(qiáng)度高。d耐溫、耐腐蝕性好。e吸濕性好、易清灰。f使用壽命長、成本低。這些要求，有些取決與纖維的理化性質(zhì)，有些取決于濾料的結(jié)構(gòu)和后處理。一般濾料很難同時(shí)滿足上述全部要求，要根據(jù)具體情況來選擇合適的濾料，正確的選擇濾料對設(shè)計(jì)和應(yīng)用袋式除塵器有著重要的意義5。根據(jù)上訴對布袋除塵器的介紹下面

25、將重點(diǎn)介紹一下本次設(shè)計(jì)所用的除塵器及相關(guān)的參數(shù)。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁3 除塵工藝流程3.1 布袋除塵器的主要參數(shù)1.型號：LTFZ600-2X62.臺數(shù)：1 臺3.型式：下進(jìn)風(fēng)、外濾式、雙排、離線清灰、離線檢修、低壓脈沖4.處理氣量：440000m3/h5.過濾風(fēng)速：1.02m/min6.壓力損失：1200Pa1600Pa7.入口含塵濃度：50mg/Nm38.出口含塵濃度：50mg/Nm39.凈化效率：99.9 %10.過濾面積：6500 m211.濾袋室數(shù)：12 室12.濾袋規(guī)格：130680013.袋籠規(guī)格：125680014.濾袋數(shù)量：168 條15.濾袋材質(zhì)：550g

26、/m2 PPS 16.進(jìn)氣溫度：150 17.漏風(fēng)率：2 %18.壓縮空氣清灰壓力：0.250.3MPa19.耗氣量：610 m3/min20.脈沖閥數(shù)量：168 只21.脈沖閥類型:DC24V22.離線閥數(shù)量：12 只3.2 除塵器控制系統(tǒng)除塵器整體控制采用可編程控制器（Quantum 系列 PLC）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯控制?？刂颇Ｊ街饕惺謩?、定壓（自動）兩種控制功能。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁本除塵器采用了兩種清灰控制模式：定壓差自動控制和手動控制。在設(shè)備正常運(yùn)行期間，以壓差自動控制為主；手動控制一般用于調(diào)試和檢修。除塵器采用離線清灰方式，三種脈沖清灰模式進(jìn)行清灰：不清灰、正常、快

27、速。PLC 根據(jù)除塵器壓差大小啟動三種脈沖清灰模式。表 3.1 三種脈沖清灰模式的設(shè)計(jì)值設(shè)置點(diǎn)壓差脈沖時(shí)間脈沖間隔不清灰1.2KPa150ms(100200ms)15s(6180s)對角雙噴當(dāng)進(jìn)行清灰時(shí)，壓差0.9Kpa 即停止清灰，若一輪清灰未完則待完成后立即進(jìn)入停止。“快速”脈沖按固定的時(shí)間（可調(diào)）在線進(jìn)行清灰，不能降低壓差到設(shè)定值1200Pa（12001800Pa 可調(diào)）進(jìn)入“正常”脈沖，則繼續(xù)按“快速”方式清灰，當(dāng)壓差達(dá)到 1800Pa 時(shí),通過畫面可以提醒值班人員檢查工藝條件，確認(rèn)是否是由于工藝條件引起壓差上升。清灰系統(tǒng)的啟閉與系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)的啟閉同步，當(dāng)主風(fēng)機(jī)啟動,清灰系統(tǒng)隨之啟動,進(jìn)

28、入壓差清灰控制狀態(tài)。當(dāng)主風(fēng)機(jī)停止,清灰系統(tǒng)亦停止。清灰系統(tǒng)在控制室設(shè)置手動清灰按鈕，當(dāng)按下按鈕時(shí)清灰系統(tǒng)自動進(jìn)入正常脈沖清灰模式清灰，此控制不受除塵器壓差和風(fēng)機(jī)啟閉信號的控制，需人工直接干預(yù)6。正常清灰；采用在線清灰方式，因此每個(gè)倉的氣動提升閥處于開啟狀態(tài)，開始逐個(gè)脈沖閥動作，待該倉所有脈沖閥動作完成后，下一個(gè)倉的脈沖閥開始動作，如此往復(fù)。每個(gè)室的氣動提升閥需在除塵器上部及控制室設(shè)置控制按鈕，所有除塵器上部按鈕集中在一個(gè)就地控制箱內(nèi)。3.3 除塵器監(jiān)測3.3.1 除塵器壓差監(jiān)測本除塵器需設(shè)置壓差變送器顯示設(shè)備整體阻力，測點(diǎn)分別設(shè)在除塵器的進(jìn)、出口管道上，PLC 根據(jù)總壓差自動變換清灰模式。當(dāng)除

29、塵器的壓差超過設(shè)定值（1800Pa）的遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁高位時(shí)，自動報(bào)警引起操作人員的注意。3.3.2 除塵器溫度監(jiān)測本除塵器設(shè)置熱電阻監(jiān)控除塵器的入口溫度，測點(diǎn)設(shè)在離除塵器的進(jìn)口約 10 米的管道上，溫度在控制柜上顯示，并可接入上一級的上位機(jī)。當(dāng)溫度超過 150時(shí)需自動報(bào)警引起操作人員的注意。3.3.3 除塵器出口濃度監(jiān)測除塵器的出口設(shè)置濾袋檢漏裝置，其信號接入 PLC，也可在上位機(jī)上顯示，當(dāng)出口濃度高于設(shè)定值（080mg/Nm2）時(shí)需做報(bào)警。3.3.4 氣源壓力監(jiān)控氣源壓力大小監(jiān)測包括過壓報(bào)警和欠壓報(bào)警，當(dāng)壓力值小于 0.2MPa（0.10.5MPa可調(diào)）時(shí)欠壓報(bào)警，

30、當(dāng)壓力高于 0.6MPa 時(shí)過壓報(bào)警。在畫面上顯示。3.3.5 除塵器灰斗料位監(jiān)測除塵器每個(gè)灰斗設(shè)置高、低料位儀，信號接入上位機(jī)顯示，當(dāng)灰塵超過高料位時(shí)發(fā)出報(bào)警。若需要也可與現(xiàn)場的卸灰系統(tǒng)聯(lián)動控制。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁4 PLC 的選型和編程軟件的介紹4.1 PLC 的選型本系統(tǒng)PLC選擇施耐德公司Quantum系列PLC，Quantum 是一種高性能的過程應(yīng)用優(yōu)化平臺，其主要優(yōu)點(diǎn)是：1具有強(qiáng)大的處理和存儲能力：程序存儲器高達(dá)7 .168MB，數(shù)據(jù)存儲器達(dá)到768KB，在這樣大的存儲空間的支持下，Quantum的處理能力高于以往任何時(shí)候。PLC可裝載全部項(xiàng)目源代碼、復(fù)雜的過

31、程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、源格式內(nèi)的時(shí)間戳診斷信息，并能存儲方案或跟蹤數(shù)據(jù)。處理速度明顯加快，執(zhí)行一條邏輯指令的時(shí)間為0.052us，執(zhí)行一條數(shù)字指令的時(shí)間為0.045us，執(zhí)行一條浮點(diǎn)指令時(shí)間為0.4us，不論何種應(yīng)用程序，采用何種IEC語言，都會收益與快速的掃描速度。2易擴(kuò)展的解決方案：有了模塊化和可擴(kuò)充的體系結(jié)構(gòu)（擴(kuò)展框架、處理器、PCMCIA存儲器等）Quantum自動化平臺可以滿足最復(fù)雜應(yīng)用的需求，無論是在集中式還是分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中。3高效率高可靠性。4強(qiáng)大的過程控制庫。5支持用于批量/ 過程應(yīng)用的現(xiàn)場總線。6新 CPU 配有集成以太網(wǎng) TCP/IP 端口。7高性能熱備解決方案。8采用特殊處理，抵

32、抗腐蝕性氣體。4.2 PLC 模塊4.2.1 Quantum 系統(tǒng)Quantum 系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)處理功能的專用系統(tǒng)。Quantum 旨在使用以下模塊，以一種模塊化、可擴(kuò)展的體系結(jié)構(gòu)對工業(yè)和制造應(yīng)用進(jìn)行適時(shí)控制： 1.控制模塊（CPU） ； 2.電源模塊(CPS)； 3.I/O 模塊；遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 4.網(wǎng)絡(luò)接口模塊（包括現(xiàn)場總線模塊） ； 5.智能/特殊用途模塊； 6.仿真器和電池模塊； 7.背板和背板擴(kuò)展卡； 8.Cablefast 接線。圖 4.1 Quantum 系統(tǒng)塊圖4.2.2 底板的選擇底板用 140XBP01600 型底板，具有 16 槽，大小為 671

33、*290*104mm圖.2底板遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁4.2.3 電源模塊的選擇電源模塊用 140CPS11420 型模塊，輸入電壓為170-264V，頻率 47-63Hz,輸入電流 0.75A，輸出電流 20A，輸出至總線電壓為 5.1V，熔斷方式為 20A 慢熔斷，最大電源中斷時(shí)間滿負(fù)載時(shí)為 1/2 周期。圖 4.3 電源模塊4.2.4 CPU 模塊的選擇CPU 模塊用 140CPU43412A 型模塊，處理器為 486DX，時(shí)鐘速度為66MHz，SRAM 存儲器大小為 2M，閃存為M，寄存器大小為 57K,最大容量IEC1131-3 程序存儲器為 896K，具有兩個(gè) Mu

34、dbus 端口，支持 6 個(gè)遠(yuǎn)端模板。4.3 編程軟件的簡介本系統(tǒng)PLC程序用Concept2.6編寫，Concept2.6 提供了與IEC 1131-3 標(biāo)準(zhǔn)兼容的編程語言：功能塊語言 FBD (功能塊圖)；LD ( 梯形圖)；順序語言 SFC (順序功能圖)；指令表 IL；結(jié)構(gòu)化文本 ST；IEC 編程語言(FBD、LD、SFC、ST 以及IL)的基本單元是功能塊，它們的組合構(gòu)遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁成邏輯單元。Concept 包含各種帶有預(yù)定義基本功能/功能塊(EFB)的塊庫。為了輕松地使用EFB，功能塊將根據(jù)各自的使用范圍而被分配到不同的庫中?？刂瞥绦蚴菐в羞壿嫿Y(jié)構(gòu)的區(qū)

35、段構(gòu)成的。在一個(gè)區(qū)段之中只使用一種編程語言。將這些區(qū)段合并在一起就組成了完整的控制程序，而自動控制設(shè)備就用它來控制過程。不同的IEC語言區(qū)段(FBD、LD、SFC、IL、ST) 都可以在程序中混用7。4.3.1 Concept 的庫為了創(chuàng)建程序，Concept提供了多種帶有預(yù)定義和功能塊的庫。有兩種不同類型的庫。IEC 庫：針對使用IEC 編程語言(FBD、LD、SFC、IL 和ST) 的區(qū)段的庫LL984 庫：針對使用基于Modsoft 編程語言LL984 的區(qū)段的庫。以下IEC 庫對應(yīng)用程序可用：AKFEFB此庫包含 AKF/ALD EFB，這些是常規(guī)( 標(biāo)準(zhǔn)) IEC 庫中沒有的內(nèi)容。A

36、NA_IO此庫用于模擬量處理。COMM此庫用于在 PLC 和另一個(gè) Modbus、Modbus Plus 或 Ethernet 節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通訊。CONT_CTL此庫用于配置過程中的回路控制。它包含控制器、微分、積分、以及多種信號發(fā)生的 EFB。DIAGNOSTICS (診斷)此庫用于調(diào)查控制程序的誤動作。它包含動作診斷、反應(yīng)診斷、鎖定診斷、處理先決條件診斷、動態(tài)診斷以及信號組檢測 EFB。EXPERTS (專家)此庫包含使用專家模塊必需的 EFB。EXTENDED (擴(kuò)展)此庫包含對不同庫的補(bǔ)充。它含有創(chuàng)建平均值、選擇最大值、求反、觸發(fā)、轉(zhuǎn)換、以及插補(bǔ)創(chuàng)建多邊形、邊沿識別、以及指定對控制變

37、量不敏感區(qū)域的 EFB。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁FUZZY (模糊)此庫包含模糊控制的 EFB。IEC此庫包含在 IEC 1131-3 中定義的 EFB。例如，其中擁有用于數(shù)學(xué)計(jì)算、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等的 EFB。LIB984此庫包含來自LL984庫，且與IEC 1131兼容的EFB，例如，用于寄存器傳輸?shù)腅FB。SYSTEM (系統(tǒng))此庫包含使用系統(tǒng)功能的EFB。其中包括用于循環(huán)時(shí)間識別、多種系統(tǒng)循環(huán)使用、SFC 區(qū)段控制以及系統(tǒng)狀態(tài)顯示的EFB。LL984 庫：LL984 庫包含LL984 編輯器指令( 塊)。其中包含數(shù)學(xué)運(yùn)算指令、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、系統(tǒng)狀態(tài)顯示指令、控制器、微積

38、分指令以及在PLC 和其它Modbus 或ModbusPlus 節(jié)點(diǎn)之間通訊相關(guān)的指令。4.3.2. Concept 的編輯器在生成一個(gè)區(qū)段時(shí)，指定您將要使用的編程語言。而不同的編程語言需要不同的編輯器?？傮w來說編輯器可以分為三類：用于在多種編程語言中創(chuàng)建區(qū)段的：1.FBD 編輯器(功能塊語言)； 2.LD 編輯器(梯形圖)；3.SFC 編輯器(順序語言)；4.IL 編輯器( 指令表)；5.ST 編輯器(結(jié)構(gòu)化文本)；6.LL984 編輯器(基于 Modsoft 梯形邏輯)。用于聲明變量、創(chuàng)建數(shù)據(jù)類型以及顯示變量1.變量編輯器(聲明變量用)；2.引用數(shù)據(jù)編輯器(顯示及在線更改數(shù)值用)；3.數(shù)據(jù)

39、類型編輯器(創(chuàng)建用戶指定數(shù)據(jù)類型用)。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁用于創(chuàng)建用戶自定義功能及功能塊1.Concept DFB (用于創(chuàng)建派生功能塊和宏) ；2.Concept EFB (用于創(chuàng)建用戶自定義的基本功能和功能塊)。4.3.3 FBD 編輯器FBD 編輯器用于依照IEC 1131-3標(biāo)準(zhǔn)的圖形功能設(shè)計(jì)編程。在FBD區(qū)段，基本功能，基本功能塊(EFB) 和派生功能塊(DFB) 與信號(變量)連接，完成計(jì)劃的功能。FBD區(qū)段的大小為23 行30 列。EFB 配備有固定或者可變數(shù)目的輸入變量，可以放置在區(qū)段的任意位置。變量和EFB 可以添加注釋、在一個(gè)區(qū)段可以使用文本框在任何地方

40、添加注釋。所有的EFB都可以有條件或者無條件地執(zhí)行。所有的EFB 都被分組為面向功能和面向使用的不同組別中的庫中，以使它們更易于使用。4.3.4 LD 編輯器LD 編輯器用于依照 IEC 1131-3 標(biāo)準(zhǔn)的圖形梯形編程。在 LD 區(qū)段中使用觸點(diǎn)和線圈與信號(變量)構(gòu)成梯形圖。LD 區(qū)段的大小為 30 行 52 列。此外，基本功能和在 FBD 編輯器中命名的功能塊(EFB)、派生功能塊(DFB) 以及用戶定義功能塊，也可以綁定在梯形圖上。LD 區(qū)段的結(jié)構(gòu)類似于繼電器電路的梯級邏輯。左側(cè)匯流條位于最左邊。左匯流條對應(yīng)于梯形圖的火相(L 端)。在 LD 編程中，使用與在梯形圖中相同的方式，只有連接

41、到電源的 LD 對象(觸點(diǎn)、線圈)，也就是說使用左匯流條連接的那些，是“處理的”。右側(cè)匯流條對應(yīng)于地線(中線)，是看不到的。然而所有的線圈和 EFB 輸出都在內(nèi)部與之連接，從而建立了電流流動。4.3.5 SFC 編輯器SFC 編輯器用于與 IEC1131-3 兼容的順序控制的圖形化編程。SFC 元素在一個(gè)SFC 區(qū)段中連接到對應(yīng)于任務(wù)設(shè)定的順序控制之一。SFC 區(qū)段的大小為 32 行和 200 行。以下順序控制編程對象在 Concept 中可用：1.步(包括動作及動作區(qū)段)；2.轉(zhuǎn)移(包括轉(zhuǎn)移區(qū)段)；3.選擇一分支及合并；4.并行分支及合并；遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁5.跳轉(zhuǎn)連接

42、；簡單的診斷檢測功能已集成在這些步中。4.3.6 IL 編輯器IL 編輯器用于進(jìn)行與符合IEC 1131-3 標(biāo)準(zhǔn)的指令表的編輯?，F(xiàn)有的IL 指令、基本功能和基本功能塊(EFB)、還有派生功能塊(DFB)是在IL 區(qū)段中用運(yùn)算符(命令) 和操作數(shù)( 信號、變量) 以文本形式按順序?qū)懗龅?。在進(jìn)入程序以后，所有標(biāo)準(zhǔn) Windows 服務(wù)以及一些另外的文本操作命令都可用。IL 區(qū)段最大字節(jié)數(shù)為 64K。以下指令表編程運(yùn)算符在 Concept 中可用：1.邏輯運(yùn)算符(AND、OR 等)；2.算術(shù)運(yùn)算符(ADD、SUB、MUL、DIV、)；3.比較運(yùn)算符(EQ、GT、LT、)；4.跳轉(zhuǎn)(JMP、. 有條

43、件/無條件)；5.EFB 調(diào)用(CAL、. 有條件/無條件)；IL 編程是以文本形式進(jìn)行的。在輸入文本時(shí)，所有 Windows 文本操作服務(wù)均為可用。IL 編輯器還包含一些更強(qiáng)的文本操作命令。拼寫檢查在文本輸入(指令、關(guān)鍵字、分隔符)后立即執(zhí)行，錯(cuò)誤將以不同彩色來指示。4.3.7 DFB 編輯器Concept DFB 用于創(chuàng)建 DFB(派生功能塊)和宏。DFB 可以使一個(gè)程序更具結(jié)構(gòu)化和層次化。在編程方面，一個(gè) DFB 相當(dāng)于一個(gè)子程序。DFB 可以用編程語言 FBD、LD、IL 和 ST 來創(chuàng)建。在 Concept 中，DFB 可以在任何編程語言中調(diào)用，不管它們?yōu)楹畏N語言所創(chuàng)建。在一個(gè) DF

44、B 中可以調(diào)用一個(gè)或者多個(gè)現(xiàn)存 DFB，被調(diào)用的 DFB 本身就可以調(diào)用一個(gè)或多個(gè) DFB。宏被用于復(fù)制頻繁使用的區(qū)段和網(wǎng)絡(luò)(包括它們的邏輯、變量以及變量聲明)。宏具有以下特性：1.宏只可以在 DFB 中創(chuàng)建。2.宏只包含一個(gè)區(qū)段。3.宏可以包含具有任意復(fù)雜度的區(qū)段。4.在編程方面，一個(gè)實(shí)例化的宏(也就是說一個(gè)插入到一個(gè)區(qū)段中的宏 I)和一個(gè)按遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁照慣例創(chuàng)建的區(qū)段沒有區(qū)別。5.可以在一個(gè)宏中調(diào)用若干 DFB。6.可以為宏聲明宏變量。7.可以使用指定給宏的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。8.在宏中聲明的變量可以自動轉(zhuǎn)換。9.可以給宏變量賦初值。10.在整個(gè)程序中可以以不同的變量將宏

45、多次實(shí)例化。11.區(qū)段名、變量名以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名可以包含字符作為交換標(biāo)記。其他不常用到的編輯器這里就不做介紹了。4.4 S6500Project 用 Concept 編程的一般步驟：步驟一：啟動并創(chuàng)建項(xiàng)目雙擊 CONCEPT 圖標(biāo)啟動軟件，選擇 FILE 菜單下的 New Project.，此后用 S6500保存此項(xiàng)目，創(chuàng)建 S6500Project,本項(xiàng)目包含 4 個(gè)程序，即analog、qhsuhui、qhcontrol、qinghui11。步驟二：配置 PLCCPU 模塊用 140CPU43412A 型模塊，處理器為 486DX，時(shí)鐘速度為 66MHz。AI模塊用 140ACI03000

46、型模塊,AO 模塊用 140ACO02000 型模塊，DI 模塊用140DAI7530O,DO 模塊用 140DAO85300 型模塊。 步驟三：創(chuàng)建用戶程序用戶程序是一區(qū)段創(chuàng)建的。每個(gè)區(qū)段可以用可用語言中的一種來進(jìn)行編程，在項(xiàng)目中擁有唯一的名稱。區(qū)段可以在編程期間的任何時(shí)候生成。一個(gè)用戶程序的創(chuàng)建包含五個(gè)步驟：1.生成一個(gè)新區(qū)段；2.聲明變量；3.區(qū)段編程；4.分析程序/區(qū)段；5.指定區(qū)段執(zhí)行程序；6.生成一個(gè)新的區(qū)段包含四個(gè)步驟：遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁（1）在主菜單FILE中調(diào)用菜單命令New section.（2）New section對話框打開，點(diǎn)擊想要使用的編程語言

47、。（3）在文本框New section中輸入?yún)^(qū)段的名稱（例如：analog）。（4）以這種方式生成所需的所有區(qū)段（analog、qhsuhui、qhcontorl、qinghui11）。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁5 清灰控制程序的編寫5.1 模擬量換算程序ANALOG程序是工程量換算。其中包括除塵器噴吹壓力換算、除塵器壓差輸入換算、電機(jī)軸承溫度換算、執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位輸出上位機(jī)控制量的換算等；上位機(jī)綜合報(bào)警程序和離線閥故障信號檢測程序。5.1.1 除塵器噴吹壓力換算。首先把無符號整形數(shù)（UINT）除塵器噴吹壓力（YALI）轉(zhuǎn)換成雙整形（DINT）YALI-Z1,然后再讓 YALI-Z1

48、 乘以 1000 變成 YALI-Z2 再除以 32767 得出 YALI-Z3,最后把 YALI-Z3 變成整形（INT）YALI-Z0 賦給 QYYL 傳輸?shù)缴衔粰C(jī)顯示。（YALI 的開始范圍是 032767 最后變成 QYYL 范圍在 01000Pa）遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁5.1.2 除塵器電機(jī)軸承溫度換算。把除塵器軸承溫度輸入（CCWENDU）從無符號數(shù)轉(zhuǎn)換成雙整形數(shù)（CCWENDE-01），再讓CCWENDE-01乘以250得出CCWENDU-02,然后除6400變成CCWENDU-03,最后把CCWENDU-03轉(zhuǎn)換成整型數(shù)CCWENDU-0再賦值給CC4WD。除

49、塵器壓差換算和執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位輸出上位機(jī)控制等數(shù)據(jù)的換算和壓力、溫度的編程情況基本相同，這里不再累贅敘述了。5.1.3 上位機(jī)綜合報(bào)警程序離線閥報(bào)警輸出（LXFGZBJ）處于常開狀態(tài)；除塵器噴吹壓力（QYYL）小于160；除塵器壓差輸出（CC4YC）大于 3000；除塵器電機(jī)軸承溫度 1（RTDDJ1）和除塵器電機(jī)軸承溫度 2（RTDDJ2）其中任何一個(gè)大于 80 攝氏度；除塵器風(fēng)機(jī)溫度1（RTDF1）和除塵器風(fēng)機(jī)溫度 2（RTDFT2）其中任何一個(gè)大于 80 攝氏度。只要上述條件任何一個(gè)被滿足，那么延時(shí) 5S 后上位機(jī)發(fā)出報(bào)警信號。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁5.2 清灰控